JPH07221184A - 半導体集積回路における入出力バッファ回路 - Google Patents

半導体集積回路における入出力バッファ回路

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JPH07221184A
JPH07221184A JP6011847A JP1184794A JPH07221184A JP H07221184 A JPH07221184 A JP H07221184A JP 6011847 A JP6011847 A JP 6011847A JP 1184794 A JP1184794 A JP 1184794A JP H07221184 A JPH07221184 A JP H07221184A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バス接続されているボードの電源がOFFに
なっても、これがバスの電位に影響を与えない半導体集
積回路における入出力バッファ回路を提供すること。 【構成】 バスを介して他の半導体集積回路を搭載する
ボードと接続される半導体集積回路における入出力バッ
ファ回路において、バスが接続される入出力バッファ回
路のバス端子(1)は当該半導体集積回路の電源端子V
DDとPMOSトランジスタ介して接続される。このPM
OSトランジスタのゲートは電源端子VDD(1)の電位
により出力が変化するインバータInvに接続される。
このインバータInvの出力によりPMOSトランジス
タは、電源端子VDD(1)が所定の電位より高いときに
はバスと電源端子VDD(1)間とを導通状態にし、電源
端子VDD(1)が所定の電位より低くなるとバスと電源
端子VDD(1)間とを非導通状態にするスイッチングを
行うことにより、バスの電位を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は入出力回路、とくにCM
OS型半導体集積回路に有利に適用される半導体集積回
路における入出力バッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路が搭載されたボ
ード(基板)は、入出力バッファ回路を介して他の半導
体集積回路が搭載されたボードと有機的に接続されるこ
とにより所望のシステムが構築される。図3は、従来技
術における入出力バッファ回路を備えたCMOS型半導
体集積回路がバス接続されたシステムを示したものであ
り、図4は図3に示したボード(11)における出力バ
ッファの構造を示す断面図である。
【0003】図3において、ここにはCMOS集積回路
が搭載された複数のボード(11)〜(13)が入出力
バッファ回路によりバス接続されている。すなわち、ボ
ード(11)の端子(11)、ボード(12)の端子
(12)、ボード(13)の端子(13)がバスに接続
されている。また、このようなシステムにおいて、通
常、システムが動作しているときはすべてのボードの電
源はONになっており、たとえばボード(11)〜ボー
ド(13)には同一の電源電圧がVDD(11),V
DD(12),VDD(13)が印加されている。
【0004】この状態でボード(11)のみこのシステ
ムから取りはずす必要が生じ、かつボード間にまたがる
バスの電位がHighレベルを保持しなければならない
場合を例に説明する。なお、ここでは説明の便宜上、ボ
ード(11)の端子(11)とボード(13)の端子
(13)が入力状態、ボード(12)の端子(12)が
出力状態にあるとする。
【0005】このとき、VDD(11)に印加される電源
がOFFになると通常VDD(11)はGNDレベルに移
行する。そのためハイ・インピーダンス状態にある出力
バッファにおいて寄生のダイオードDと抵抗Rを通して
DD(11)の電位低下がバスの電位に影響する。すな
わち、バスの電位がHighレベルからLowレベルに
移行し、それによりHighレベルを保持すべきボード
(13)のバスに接続されている端子(13)がLow
レベルになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
におけるCMOS型の入出力バッファ回路がバス接続さ
れている場合は、ひとつのボードの電源をOFFにした
とき、Highレベルのバス電位が維持できないため、
他のボード上の集積回路内のデータが失われるという問
題が生じた。周知のように、特に大規模なシステムにお
いてはシステムを構成するボードを修理する場合であっ
ても、他のボード上の集積回路内のデータを保持しなけ
ればならないことが多く、特に多数のボードにわたって
接続されている場合にはバスの電位保持が重要課題とな
る。しかしながら従来技術では、バス接続されているボ
ードのうちいずれか1枚でも電源をOFFにすると、他
のボードのデータ保持ができなくなるため、システム全
体の信頼性が著しく低下するという欠点があった。ま
た、不良ボードが発生した場合でも不用意にボードの挿
抜ができないため、作業性が非常に悪かった。
【0007】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、バス接続されているボードの電源がOFFになって
も、これがバスの電位に影響を与えない半導体集積回路
における入出力バッファ回路を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、バスを介して他の半導体集積回路を搭載
するボードと接続される半導体集積回路における入出力
バッファ回路は、バスが接続される入出力バッファ回路
の入出力端子と当該半導体集積回路の電源端子との間
に、電源端子の電位によりスイッチングを行うスイッチ
手段が配設されている。
【0009】
【作用】本発明によれば、スイッチ手段は電源端子が所
定の電位より高いときにはバスと電源端子間とを導通状
態にし、電源端子が所定の電位より低くなると前記バス
と電源端子間とを非導通状態にする。
【0010】
【実施例】次に添付図面を参照して本発明による半導体
集積回路における入出力バッファ回路の実施例を詳細に
説明する。
【0011】図1は本発明による半導体集積回路におけ
る入出力バッファ回路をCMOS型入出力回路に適用し
たときの実施例であり、ここにはCMOS集積回路が搭
載されたボード(1)、ボード(2)とボード(3)か
ら構成される任意のシステムが示されている。
【0012】図1において、それぞれのボードの電源端
子VDDには電源電圧が印加され、ボード(1)〜ボード
(3)のバス端子(1)〜端子(3)にこれらボード間
を接続するバスが接続されている。ボード(1)の端子
(1)に接続されるバッファ回路はバスに接続されるた
め、入力バッファと3ステート出力バッファから構成さ
れる。しかし、本発明では出力バッファに発明の特徴が
あるため、以下には本発明に直接関係のある出力バッフ
ァの回路を詳述する。なお、この出力バッファの駆動回
路は周知のCMOS型回路、すなわちPMOSトランジ
スタQPとNMOSトランジスタQNとで構成されてい
る。
【0013】図2は、ボード(1)の出力バッファの断
面図であり、同図に示すように本実施例の出力バッファ
はP型シリコン基板上に形成されている。出力バッファ
の出力端子であるバス端子(1)と電源端子VDD(1)
の間には、図2の断面図からわかるように、P型ドレイ
ンとNウエルのPN接合からなるダイオードDと、Nウ
エル領域のシリーズ抵抗Rと、Nウエルと電気的に接続
しているPMOSトランジスタQPPとが結線されてい
る。
【0014】また、トランジスタQPPはバス端子
(1)と電源端子VDD(1)間を電気的に導通または非
導通にするスイッチング素子であり、そのゲートはイン
バータInvに、ソースは電源端子VDD(1)に、ドレ
インは抵抗Rを介してダイオードDのカソードに接続さ
れている。インバータInvは、トランジスタQPPの
スイッチング制御を行う素子であり、その電源はバス端
子(1)を介してバスより供給され、入力側が電源端子
DD(1)に接続される。
【0015】このインバータInvのスレッショルド電
圧は、本実施例ではおよそ4/5VDDに設定されてい
る。電源端子VDD(1)に電圧VDDが供給されている通
常時は、インバータInvの入力側に電圧VDDが印加さ
れるため、その出力はGNDレベルのLowレベルにな
る。これにより、インバータInvからLowレベルが
出力されるので、PMOSトランジスタQPPはオン状
態になる。本実施例では、PMOSトランジスタQPP
のオン抵抗をrとするとR≫rの関係になるように設計
されている。
【0016】次に本実施例の動作を説明する。なお、こ
の動作説明では説明の便宜上、バスに接続する端子
(1)〜端子(3)のうち、端子(2)を出力状態、端
子(1)と端子(3)を入力状態とする。このため、バ
ス端子(1)の出力バッファのPMOSトランジスタQ
PとNMOSトランジスタQNは共にOFF状態にな
る。なお、電源端子VDDには正常な電源電圧である5V
が印加されているものとする。
【0017】まず、バス電位がHighレベルすなわち
約5Vの場合を考える。この状態でボード(1)へ電源
DDが供給されなくなり、GNDレベルに移行したとき
について記述する。トランジスタQPおよびQNは電源
端子VDD(1)がGNDレベルに移行する間において
も、OFF状態を維持することは周知の通りである。
【0018】バス端子(1)、ダイオードD,抵抗R,
トランジスタQPP,電源端子VDD(1)の経路におけ
る動作は以下のようになる。
【0019】電源端子VDD(1)がおよそ5V−1V=
4V程度になるまではダイオードDがオン状態にならな
いためバス電位はVDD(1)に追随して低下することが
ない。一方、電源端子VDD(1)が4V、すなわち5V
×4/5の電位になるとインバータInvのスレッショ
ルド電位の設定が4/5VDD(4/5×5V)のためP
MOSトランジスタQPPがオフ状態の方向に移行す
る。
【0020】VDD(1)が4Vより低下し、さらにGN
Dレベルに近づくと、インバータInvの出力レベルが
バス電位のHighレベルに近づきPMOSトランジス
タQPPをオフ状態にする。したがって、バス電位は電
源端子VDD(1)の電位に追随して低下することがな
い。
【0021】次にバス電位がLowレベル、すなわちほ
ぼGNDレベルのときを考える。このときは、電源端子
DD(1)が5VからGNDレベルに移行してもバス電
位がLowレベルのため問題は生じない。また、V
DD(1)に電源印加されているとき、インバータInv
の出力レベルはLowレベルのためPMOSトランジス
タQPPはオン状態であり、R≫rのように設定されて
いることからNウエルは通常のCMOSと同様に電源電
位に接続されていると見做してよい。
【0022】このように本実施例の入出力回路によれ
ば、バス接続されている入出力バッファの出力バッファ
において、Nウエルを直接電源に接続せずに、PMOS
を介して電源に接続したので、バス電位がHighレベ
ルのときにバス接続されているボートの内のひとつのボ
ードの電源をOFFにしてGNDレベルにしたときでも
バス電位をHighレベルに保持することができる効果
がある。
【0023】なお、本実施例において、スイッチング回
路をPMOSトランジスタQPPとインバータInvに
より構成したが、本発明はとくにこれに限定されるもの
ではなく、同様のスイッチング機能を行えるものであれ
ば良い。したがって、PMOSトランジスタQPPの代
わりにNMOSトランジスタを用い、インバータの代わ
りに正論理のゲート素子を用いても良い。
【0024】
【発明の効果】このように本発明の半導体集積回路にお
ける入出力バッファ回路によれば、バス接続されている
半導体集積回路が搭載されたボードの電源をOFFにし
ても、バスに影響を与えることがないため他のボードの
データに影響を与えることがない。したがって、システ
ム全体の信頼性が高く、またたとえば不良ボードが発生
した場合でもバス接続されている他のボードの影響を考
慮する必要がないため、作業性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体集積回路における入出力バ
ッファ回路の実施例を用いたシステム構成図。
【図2】図1におけるボード(1)の出力バッファの構
造を示した断面図。
【図3】従来技術における入出力バッファ回路を用いた
システム構成図。
【図4】図3におけるボード(11)の出力バッファの
構造を示した断面図。
【符号の説明】
D ダイオード Inv インバータ R 抵抗 QN NMOSトランジスタ QP,QPP PMOSトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バスを介して他の半導体集積回路を搭載
    するボードと接続される半導体集積回路における入出力
    バッファ回路において、 前記バスが接続される入出力バッファ回路の入出力端子
    は当該半導体集積回路の電源端子とスイッチ手段を介し
    て接続され、 前記スイッチ手段は前記電源端子が所定の電位より高い
    ときには前記バスと電源端子間とを導通状態にし、前記
    電源端子が所定の電位より低くなると前記バスと電源端
    子間とを非導通状態にするスイッチングを行うことによ
    り、前記バスの電位を維持することを特徴とするCMO
    S型入出力回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の入出力バッファ回路に
    おいて、前記スイッチ手段は、 一端が前記電源端子に他端がダイオードのカソードを介
    して前記入出力端子に接続されるトランジスタと、 前記トランジスタのゲートに出力側が接続され、入力側
    が前記電源端子に接続され、前記バスより供給される電
    源により動作する論理素子とを有することを特徴とする
    半導体集積回路における入出力バッファ回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11317460A (ja) * 1998-03-06 1999-11-16 Hewlett Packard Co <Hp> 電流量を制御するシステム

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JPH11317460A (ja) * 1998-03-06 1999-11-16 Hewlett Packard Co <Hp> 電流量を制御するシステム

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