JPH0637623A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0637623A
JPH0637623A JP4191248A JP19124892A JPH0637623A JP H0637623 A JPH0637623 A JP H0637623A JP 4191248 A JP4191248 A JP 4191248A JP 19124892 A JP19124892 A JP 19124892A JP H0637623 A JPH0637623 A JP H0637623A
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JP
Japan
Prior art keywords
type mos
output
circuit
mos transistor
state
Prior art date
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Withdrawn
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JP4191248A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Akeboshi
則幸 明星
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】3ステート出力バッファを備えた3V駆動のデ
バイスと5V駆動のデバイスとのバスを共有化するこ
と。 【構成】3ステート出力回路の出力端子11と、その前
段のMOSトランジスタ4A,5Aとの間に、トランス
ファゲート8を設ける。これにより、出力端子11につ
ながるP型MOSトランジスタ4Bのゲート幅Wを小さ
くすることで、P型拡散層面積を小さくし、寄生ダイオ
ードの接合面積に比例する順方向電流を小さくすること
ができる。 【効果】3V駆動のデバイスと5V駆動のデバイスとの
バスを共有化できる。

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装置に関
し、特にCMOS半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCMOSトランジスタからなる3
ステート出力回路を、図2に示す。
【0003】図2において、本3ステート出力回路は、
NAND回路1,NOR回路2,インバータ回路3から
なる3ステート出力回路制御回路12Aと、P型MOS
トランジスタ4Aと、N型MOSトランジスタ5Aと、
信号入力端子10と、イネーブル入力端子9と、出力端
子11とを備えている。トランジスタ4A,5Aの直列
体には、電源6と接地(GND)とが接続される。
【0004】従来のCMOS3ステート出力回路は、イ
ネーブル入力端子9にハイレベル信号、信号入力端子1
0にハイレベル信号を入力すると、NAND回路1の出
力がロウレベルになり、P型MOSトランジスタ4Aが
オン状態に、NOR回路2の出力がロウレベルになり、
N型MOSトランジスタ5Aがオフ状態になり、出力端
子11はハイレベル出力状態になる。
【0005】イネーブル入力端子9にハイレベル信号、
信号入力端子10にロウレベル信号を入力すると、NA
ND回路1の出力がハイレベルになり、P型MOSトラ
ンジスタ4Aがオフ状態に、NOR回路2の出力がハイ
レベルになり、N型MOSトランジスタ5Aがオン状態
になり、出力端子11はロウレベル出力状態になる。
【0006】イネーブル入力端子9にロウレベル信号を
入力すると、信号入力端子10に入力する信号がハイレ
ベル信号、ロウレベル信号のどちらでも、NAND回路
1の出力がハイレベルになり、P型MOSトランジスタ
4Aがオフ状態に、NOR回路2の出力がロウレベルに
なり、N型MOSトランジスタ5Aがオフ状態になり、
出力端子11はハイインピーダンス状態となる。
【0007】このように、イネーブル入力端子9、信号
入力端子10に入力する信号によって、ハイレベル出力
状態、ロウレベル出力状態、ハイインピーダンス状態の
3つの状態になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】半導体製造技術の微細
化にともない、MOSトランジスタのゲート長Lが1μ
m未満になると、信頼性の向上や消費電力の低減化等の
ために、論理LSIの電源電圧が下がる傾向にあり、従
来の動作電源電圧の高い論理LSIとこれらの動作電源
電圧の低い論理LSIとが1つの基盤上に搭載されるこ
とになる。
【0009】従って、図3に示すように、動作電源電圧
の互いに異なる論理LSI13A,13BのCMOS3
ステート出力が一つのバスライン14に接続されている
場合が生じる。図3において、論理LSI13Aは5V
動作の論理LSI、論理LSI13Bは3V動作の論理
LSI、回路15Aは、論理LSI13A内の3ステー
ト出力回路、回路15Bは論理LSI13B内のCMO
S3ステート出力回路である。
【0010】5V電源電圧動作の論理LSI13AのC
MOS3ステート出力回路15Aが出力状態(ハイレベ
ル5V、またはロウレベル0V)のときは、3V電源電
圧動作の論理LSI13BのCMOS3ステート出力回
路15Bはハイインピーダンス状態になり、バスライン
14は論理LSI13Aの出力レベル状態になる。
【0011】このとき、論理LSI13AのCMOS3
ステート出力回路がハイレベル出力状態(5V出力)で
バスライン15がハイレベル(5V)の状態のとき、論
理LSI13Aの3ステート出力回路15Bがハイイン
ピーダンス状態でも、CMOS3ステート出力回路15
Bが3V電源電圧動作であるため、その最終段のP型M
OSトランジスタのP型拡散層とそのNウェルで構成さ
れる寄生ダイオードに順方向電圧が印加されることにな
り、P型拡散層からNウェルに順方向電流が流れ、回路
全体の消費電力が大きくなるという問題点があった。
【0012】本発明の目的は、前記問題点を解決し、消
費電力が大きくならないように半導体集積回路装置を提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置の構成は、出力端子と最終段の出力回路との間にト
ランスファーゲートを備えていることを特徴とする。
【0014】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の半導体集積回
路装置を示す回路図である。
【0015】図1において、本実施例の半導体集積回路
装置は、3ステート出力回路制御回路12Aと、P型M
OSトランジスタ4A及びN型MOSトランジスタ5A
の直列体と、トランスファーゲート8と、出力端子11
と、信号入力端子10と、イネーブル入力端子9とを備
えている。
【0016】ここで、トランスファーゲート8は、P型
MOSトランジスタ4BとN型MOSトランジスタ5B
とを有する。トランジスタ4Bのゲートはイネーブル入
力端子9に接続され、トランジスタ5Bのゲートはイン
バータ回路3の出力に接続される。トランジスタ4A,
5Aの直列体は、電源6と接地7とに接続される。3ス
テート出力回路制御回路12Aは、NAND回路1と、
NOR回路2と、インバータ回路3とを有する。
【0017】本実施例は、出力端子11の前に、トラン
スファーゲート8が設けられている点等が特徴的であ
る。
【0018】この3ステート出力回路は、信号出力状態
のときは、トランスファーゲート8を構成するP型MO
Sトランジスタ4B、N型MOSトランジスタ5Bをオ
ンさせ、P型MOSトランジスタ4A、N型MOSトラ
ンジスタ5Aのドレインからの信号を出力端子に出力す
る。
【0019】ハイインピーダンス状態のときは、トラン
スファーゲート8を構成するP型MOSトランジスタ4
B、N型MOSトランジスタ5Bはオフ状態となり、P
型MOSトランジスタ4A、N型MOSトランジスタ5
Aのドレインを出力端子から切り放す。
【0020】ここで、図3のように、動作電源電圧の高
い論理LSI13Aとバスを構成した場合を考えると、
動作電源電圧の高い論理LSI13Aのハイレベル出力
によって出力端子11の電圧が上がり、トランスファー
ゲート8を構成するP型MOSトランジスタ4Bの端子
につながれたP型拡散層とそのNウェルで構成される寄
生ダイオードに順方向電圧が印加されて順方向電流が流
れるが、トランスファーゲート8を構成するP型MOS
トランジスタ4Bのゲート幅Wを小さくすることで、P
型拡散層面積を小さくし、ダイオードの接合面積が小さ
くなるので、接合面積に比例する順方向電流を小さくす
ることができる。P型MOSトランジスタ4Aのゲート
幅Wを100μm、トランスブァーゲート8を構成する
P型MOSトランジスタ4Bのゲート幅Wを10μmで
構成した場合、従来の3ステート出力回路の場合に比べ
て出力端子11からみたP型拡散層面積は十分の一とな
り、寄生ダイオードの接合面積に比例する順方向電流も
ほぼ十分の一になる。
【0021】トランスファーゲートを構成するN型MO
Sトランジスタ5B、その前段にあるP型MOSトラン
ジスタ4Aは出力状態のとき出力信号のドライブ能力を
損なわないよう、ゲート幅Wを大きめに構成している。
【0022】図4は本発明の第2の実施例を示す回路図
である。
【0023】図4において、本実施例は前記第1の実施
例とは制御回路部の異なる3ステート出力回路である。
即ち、本実施例は、制御回路12Bが、図1と異なる。
イネーブル入力端子9にハイレベル信号、信号入力端子
10にハイレベル信号を入力すると、P型MOSトラン
ジスタ4C,4D,4Eがオフ、N型MOSトランジス
タ5D,5Eをオン,N型MOSトランジスタ5Cがオ
フ、その結果ライン16A,16Bがロウレベルにな
り、P型MOSトランジスタ4Aはオン状態に、N型M
OSトランジスタ5Aはオフ状態に、トランスファーゲ
ート8はオン状態になり、出力端子11はハイレベル出
力状態になる。
【0024】イネーブル入力端子9にハイレベル信号、
信号入力端子10にロウレベル信号を入力すると、P型
MOSトランジスタ4C,4Eがオン,4Dがオフ、N
型MOSトランジスタ5C,5D,N型MOSトランジ
スタ5Eがオフ,その結果ライン16A,16Bがハイ
レベルになり、P型MOSトランジスタ4Aはオフ状態
に、N型MOSトランジスタ5Aはオン状態に、トラン
スファーゲート8はオン状態になり、出力端子11はロ
ウレベル出力状態になる。
【0025】イネーブル入力端子9にロウレベル信号、
信号入力端子10にハイレベル信号を入力すると、P型
MOSトランジスタ4C,4Eがオフ,P型MOSトラ
ンジスタ4Dがオン、N型MOSトランジスタ5C,5
Dがオン,N型MOSトランジスタ5Eがオフ,その結
果ライン16Aがハイレベル、ライン16Bがロウレベ
ルになり、P型MOSトランジスタ4Aはオフ状態に、
N型MOSトランジスタ5Aはオン状態に、トランスフ
ァーゲート8はオフ状態になり、出力端子11はハイイ
ンピーダンス状態になる。
【0026】イネーブル入力端子9にロウレベル信号、
信号入力端子10にロウレベル信号を入力すると、P型
MOSトランジスタ4C,4Dがオン,P型MOSトラ
ンジスタ4Eがオフ、N型MOSトランジスタ5Cがオ
ン,N型MOSトランジスタ5D,5Eがオフ,その結
果ライン16Aがハイレベル、ライン16Bがロウレベ
ルになり、P型MOSトランジスタ4Aはオフ状態に、
N型MOSトランジスタ5Aはオン状態に、トランスフ
ァーゲート8はオフ状態になり、出力端子11はハイイ
ンピーダンス状態になる。
【0027】本実施例の回路でも、ハイインピーダンス
状態のときトランスファーゲートがオフし、第1の実施
例と同様の効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の特にCM
OS3ステート出力回路は、例えばトランスファーゲー
トのP型MOSトランジスタのゲート幅Wを小さくする
ことで、P型拡散層面積を小さくし、寄生ダイオードの
接合面積に比例する順方向電流を小さくすることがで
き、5V駆動デバイスと3V駆動デバイスとでバスの共
有化ができるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体集積回路装置を
示す回路図である。
【図2】従来の3ステート出力回路の回路図である。
【図3】異なる電源電圧動作の論理LSIの3ステート
回路を一つのバスラインに接続したときの例を示すブロ
ック図である。
【図4】本発明の第2の実施例の回路図である。
【符号の説明】 1 NAND回路 2 NOR回路 3 インバータ回路 4A,4B,4C,4D,4E P型MOSトランジ
スタ 5A,5B,5C,5D,5E N型MOSトランジ
スタ 6 電源 7 接地 8 トランスファーゲート 9 イネーブル入力端子 10 信号入力端子 11 出力端子 12A,12B 3ステート出力回路制御回路部 13A 動作電源電圧が5Vの論理LSI 13B 動作電源電圧が3Vの論理LSI 14 バスライン 15A,15B 論理LSIの3ステート出力回路 16A,16B 信号ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力端子と最終段出力回路との間に、ト
    ランスファーゲートを設けた3ステート出力バッファを
    備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 トランスファーゲートのゲートは、イネ
    ーブル入力端子及びその入力反転出力に各々接続されて
    いる請求項1に記載の半導体集積回路装置。
JP4191248A 1992-07-20 1992-07-20 半導体集積回路装置 Withdrawn JPH0637623A (ja)

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JP4191248A JPH0637623A (ja) 1992-07-20 1992-07-20 半導体集積回路装置

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JP4191248A JPH0637623A (ja) 1992-07-20 1992-07-20 半導体集積回路装置

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JPH0637623A true JPH0637623A (ja) 1994-02-10

Family

ID=16271374

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JP4191248A Withdrawn JPH0637623A (ja) 1992-07-20 1992-07-20 半導体集積回路装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06291638A (ja) * 1993-03-31 1994-10-18 Nec Corp 半導体装置
US5748024A (en) * 1995-02-22 1998-05-05 Fujitsu Limited Level convertor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06291638A (ja) * 1993-03-31 1994-10-18 Nec Corp 半導体装置
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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005