JPH07297705A - 出力バッファ回路 - Google Patents

出力バッファ回路

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JPH07297705A
JPH07297705A JP6089463A JP8946394A JPH07297705A JP H07297705 A JPH07297705 A JP H07297705A JP 6089463 A JP6089463 A JP 6089463A JP 8946394 A JP8946394 A JP 8946394A JP H07297705 A JPH07297705 A JP H07297705A
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buffer circuit
transistor
output buffer
input
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JP6089463A
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Yasuhiro Konishi
康弘 小西
Takeshi Araki
岳史 荒木
Hisashi Iwamoto
久 岩本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
    • H03K19/018585Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only programmable

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2種類のインタフェースに対応できるととも
にチップ面積を小さくすることができる出力バッファ回
路を提供する。 【構成】 LVTTL対応時、スイッチSW1をオン
し、スイッチSW2をオフする。また、スイッチSW3
によりトランジスタQ3のゲートに出力用グランド電圧
SSQを供給する。この結果、トランジスタQ1および
Q2が直列に出力用電源電圧VCCQと出力用グランド電
圧VSSQとの間に配置され、LVTTL対応の出力バッ
ファ回路となる。一方、GTL対応時、スイッチSW1
をオフし、スイッチSW2をオンする。また、スイッチ
SW3によりトランジスタQ3のゲートに入力信号φ2
を入力する。この結果、トランジスタQ2およびQ3が
並列に配置され、オープンドレインの構成となり、GT
L対応の出力バッファ回路として使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のインタフェース
に対応可能な出力バッファ回路であって、特に、メモリ
集積回路装置等に使用される出力バッファ回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、メモリ用の半導体集積回路装置の
インタフェース規格としてTTL(Transistor-Transis
tor Logic )が主に用いられてきた。TTLレベルは、
論理“1”に対して2.4V以上の入出力、論理“0”
に対して0.8V以下の入力および0.4V以下の出力
と定められている。しかしながら、半導体装置に用いら
れる電源の低電圧化(たとえば、5.0V→3.3V)
に伴い、TTLを低電圧化したLVTTL(Low Voltag
e TTL )が使用されるようになってきた。LVTTLの
場合、信号のレベルの規定が判定レベル(ACスペッ
ク)と信号が到達する最終レベル(DCスペック)に区
別される。ACスペックでは、論理“1”に対して2.
0V以上の入出力、論理“0”に対して0.8V以下の
入出力が定められている。また、DCスペックでは、論
理“1”に対して2.4V以上の入出力、論理“0”に
対して0.8V以下の入力および0.4V以下の出力と
定められている。
【0003】以下、従来のTTLおよびLVTTLイン
タフェース用出力バッファ回路について図面を参照しな
がら説明する。図10は、従来のTTLおよびLVTT
Lインタフェース用出力バッファ回路の構成を示す回路
図である。
【0004】図10を参照して、出力バッファ回路は、
nチャネルMOSトランジスタQ51、Q52を含む。
トランジスタQ51およびQ52は直列に接続される。
トランジスタQ51の一端は出力用電源電圧VCCQと接
続される。トランジスタQ51のゲートには入力信号φ
1が入力される。トランジスタQ52の一端は出力用グ
ランド電圧VSSQと接続される。トランジスタQ52の
ゲートには、入力信号φ2が入力される。トランジスタ
Q51とトランジスタQ52の接続点から出力信号DQ
が出力される。
【0005】次に、上記のように構成された出力バッフ
ァ回路の動作について説明する。図11は、図10に示
す出力バッファ回路の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
【0006】図11を参照して、入力信号φ1およびφ
2が出力用グランド電圧VSSQレベルのとき、トランジ
スタQ51およびQ52はオフし、出力信号DQは高抵
抗状態(ハイインピーダンス状態)となる。入力信号φ
1が出力用電源電圧VCCQレベルでかつ入力信号φ2が
出力用グランド電圧VSSQであるとき、トランジスタQ
51がオンし、トランジスタQ52がオフする。したが
って、出力信号DQは(VCCQ−Vth)レベルで出力
され、論理“1”を示す状態となる。ここで、Vthは
トランジスタQ51のしきい値電圧である。次に、入力
信号φ1が出力用グランド電圧VCCQでかつ入力信号φ
2のレベルが出力用電源電圧VCCQであるとき、トラン
ジスタQ51はオフし、トランジスタQ52はオンす
る。したがって、出力信号DQは出力用グランド電圧V
SSQレベルで出力され、論理“0”の状態を示す。以上
の動作により、入力信号φ1およびφ2のレベルに応じ
て3つの状態で出力信号DQが出力される。
【0007】しかしながら、近年のマイクロプロセッサ
の動作周波数の上昇に伴い、周辺供給の動作速度も向上
する必要が生じている。このため、上記のTTL、LV
TTLインタフェース用の出力バッファ回路の動作速度
が限界に近づいてきている。たとえば、100pF程度
の負荷容量を2.4V/0.4Vに充放電する際の遅延
時間が、要求されるアクセスタイムを超過させてしまう
という問題が生じている。また、高速にスイッチングす
ることに起因する出力信号のオーバーシュート、アンダ
ーシュート、およびリンギング等により出力波形が歪
み、判定レベルを下回ってしまい誤った判定を行なうと
いう問題点等がクローズアップされている。このため、
近年では、信号振幅が1V以下の高速インタフェースで
あるGTL(Gunnig Transceiver Logic)が出力バッフ
ァ回路として使用されるようになってきている。以下、
上記のGTLインタフェース用出力バッファ回路につい
て図面を参照しながら説明する。図12は、従来のGT
Lインタフェース用出力バッファ回路の構成を示す回路
図である。
【0008】図12を参照して、出力バッファ回路は、
オープンドレインのnチャネルMOSトランジスタQ5
3を含む。トランジスタQ53のゲートには入力信号φ
3が入力される。トランジスタQ53の一端は出力用グ
ランド電圧VSSQと接続される。トランジスタQ53の
ドレインから出力信号DQが出力される。
【0009】入力信号φ3が“H”レベルのとき、トラ
ンジスタQ53はオンし、出力信号DQは出力用グラン
ド電圧VSSQレベルで出力され、論理“0”の状態とな
る。入力信号φ3が“L”のレベルの場合、トランジス
タQ53はオフし、出力信号DQはハイインピーダンス
状態となる。
【0010】次に、上記の出力バッファ回路を用いたシ
ステムについて説明する。図13は、図12に示す出力
バッファ回路を用いたシステムの構成を示す図である。
【0011】図13を参照して、出力バッファ回路を用
いたシステムは、抵抗R51、R52、nチャネルMO
SトランジスタQ54〜Q56、差動増幅器C51〜C
53、論理回路51〜53を含む。図13では、50Ω
の抵抗を介して1.2Vの電圧VTTに終端された配線
に3つの論理回路51〜53が接続されている。オープ
ンドレインのnチャネルMOSトランジスタQ54〜Q
56がドライバとなり、差動増幅器C51〜C53がレ
シーバとなる。各差動増幅器C51〜C53の一方の入
力端子には0.8Vの参照電圧VREFが入力されてい
る。トランジスタQ54〜Q56の駆動電流は約−40
mAである。
【0012】論理回路51〜53から論理“0”の出力
信号が出力された場合、トランジスタQ54〜Q56は
オンする。このとき、トランジスタQ54〜Q56の駆
動電流が終端抵抗R51、R52を流れることによって
生じる電圧降下により1V以下の信号振幅が得られる。
論理回路51〜53から論理“1”の出力信号が出力さ
れた場合、トランジスタQ54〜Q56はオフとなる。
したがって、出力信号のレベルは電圧VTTとなる。差
動増幅器C51〜C53は微小電圧の入力信号と参照電
圧VREFとを比較増幅し、論理回路51〜53へ増幅
した信号を入力する。
【0013】上記のGTLの規定では、出力レベルは、
論理“0”に対して0.4V以下の値をとり、論理
“1”に対してVTT=1.2Vの値をとる。一方、入
力レベルは、論理“0”に対してVREF−50(m
V)=0.75(V)以下の値をとり、論理“1”に対
してはVREF+50(mV)=0.85(V)以上の
値をとる。
【0014】上記のGTLインタフェースの利点として
は以下の点が挙げられる。まず、配線、終端抵抗、およ
びドライバトランジスタのインピーダンスが同程度に規
定されているため、出力信号の反射が起こりにくい。ま
た、信号振幅が小さいため配線の負荷容量が多くても、
TTLインタフェースに比べて充放電電流が増加しな
い。
【0015】ところで、インタフェースとしてLVTT
LまたはGTLのどちらを採用するかは、単にデバイス
側の都合で決められることではなく、たとえば、DRA
M(ダイナミックランダムアクセスメモリ)を使用する
システムの目標性能および価格設定等によって決められ
る。特に、過渡期においては、複数のインタフェースを
含むシステムが混在する。したがって、システムに使用
されるデバイスも複数のインタフェースに対応した出力
バッファ回路を備えておく必要がある。この結果、LV
TTLおよびGTLの両方のインタフェースに対応する
ためには、図10および図12に示した2種類の出力バ
ッファ回路をデバイス内部に用意しておかなければなら
ない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、2種類
の出力バッファ回路を内部に具備する場合、GTLでは
駆動電流が40mAと規定されておりGTLに用いるト
ランジスタのプルダウン能力は、LVTTLのトランジ
スタのプルダウン能力より大きくしなければならない。
たとえば、LVTTL用に用いられるトランジスタQ5
1およびQ52のゲート幅を400μmとし、GTL用
に用いられるトランジスタQ53のゲート幅を800μ
mとする必要がある。上記のような各トランジスタをL
VTTLおよびGTL用として2種類の出力バッファ回
路を内部に備える場合、チップ面積が著しく大きくなっ
てしまうという問題点があった。
【0017】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であって、2種類のインタフェースに対応できるととも
にチップ面積を小さくすることができる出力バッファ回
路を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の出力バッ
ファ回路は、第1または第2のインタフェース用に使用
される出力バッファ回路であって、第1の電源電圧と接
続される第1の出力トランジスタと、第1の出力トラン
ジスタと接続される第2の出力トランジスタと、第1の
インタフェース用に使用する場合、第2の出力トランジ
スタを第2の電源電圧と接続し、第2のインタフェース
用に使用する場合、第2の出力トランジスタを第1の電
源電圧と接続する接続手段とを含む。
【0019】請求項2記載の出力バッファ回路は、請求
項1記載の出力バッファ回路の構成に加え、さらに、第
1および第2のインタフェースのうち一方を選択するた
めの選択信号を出力する選択信号出力手段を含み、上記
接続手段は、選択信号に応じて第1および第2の電源電
圧のうち一方と第2の出力トランジスタとを接続する。
【0020】請求項3記載の出力バッファ回路は、請求
項2記載の出力バッファ回路の構成に加え、さらに、第
1および第2のインタフェースのうち一方を選択するた
めの選択用電圧が供給されるパッドを含み、上記選択信
号出力手段は、パッドを介して入力された選択用電圧に
応じた選択信号を出力する。
【0021】請求項4記載の出力バッファ回路は、請求
項1記載の出力バッファ回路の構成に加え、上記接続手
段は、所定の配線を含む。
【0022】請求項5記載の出力バッファ回路は、第1
または第2のインタフェース用に使用される出力バッフ
ァ回路であって、第1の電源電圧と接続される第1の出
力トランジスタと、第1のインタフェース用に使用する
場合、第2の電源電圧が供給され、第2のインタフェー
ス用に使用する場合、第1の電源電圧が供給されるパッ
ドと、第1の出力トランジスタとパッドとの間に接続さ
れる第2の出力トランジスタとを含む。
【0023】請求項6記載の出力バッファ回路は、請求
項5記載の出力バッファ回路の構成に加え、さらに、パ
ッドに供給される電圧のレベルに応じて、第1および第
2の出力トランジスタのゲートに入力される入力信号を
制御する制御手段を含む。
【0024】請求項7記載の出力バッファ回路は、第1
または第2のインタフェース用に使用される出力バッフ
ァ回路であって、第1のプルダウン用出力トランジスタ
と、第2のプルダウン用出力トランジスタと、第1のプ
ルアップ用出力トランジスタとを含み、第1のインタフ
ェース用に使用する場合、第1のプルダウン用出力トラ
ンジスタと第1のプルアップ用出力トランジスタとを直
列に接続し、第2のインタフェース用に使用する場合、
第1のプルダウン用出力トランジスタと第2のプルダウ
ン用出力トランジスタとを並列に接続する配線とを含
む。
【0025】
【作用】請求項1記載の出力バッファ回路においては、
第1のインタフェース用に使用する場合、第1の出力ト
ランジスタと第2の出力トランジスタとが第1の電源電
圧と第2の電源電圧との間に直列に接続され、第2のイ
ンタフェース用に使用することができ、第2のインタフ
ェース用に使用する場合、第1および第2の出力トラン
ジスタが並列に接続され、各出力トランジスタの一端は
第1電源電圧と接続され、第2のインタフェース用に使
用することができる。したがって、第1および第2の出
力トランジスタを第1および第2のインタフェース用と
して共用することができ、出力バッファ回路が備えられ
るチップの面積を小さくすることが可能となる。
【0026】請求項2記載の出力バッファ回路において
は、請求項1記載の出力バッファ回路の作用に加え、選
択信号出力手段から出力される選択信号に応じて第1お
よび第2電源電圧のうち一方と第2の出力トランジスタ
とを接続することができるので、選択信号に応じて第1
および第2のインタフェース用として出力バッファ回路
を使い分けることが可能となる。
【0027】請求項3記載の出力バッファ回路において
は、請求項2記載の出力バッファ回路の作用に加え、パ
ッドから供給される選択用電圧に応じて選択信号が出力
されるので、パッドの選択用電圧を所定の電圧に設定す
ることにより、第1および第2のインタフェース用とし
て出力バッファ回路を使い分けることが可能となる。
【0028】請求項4記載の出力バッファ回路において
は、請求項1記載の作用に加え、配線工程において形成
される所定の配線を接続手段として用いているので、接
続手段のチップ上の面積がさらに削減され、チップ面積
をさらに小さくすることが可能となる。
【0029】請求項5記載の出力バッファ回路において
は、パッドに供給する電圧を所定の電圧に設定すること
により、第1および第2の出力トランジスタを第1およ
び第2のインタフェース用として共用することができ、
出力バッファ回路が形成されるチップの面積を小さくす
ることが可能となる。
【0030】請求項6記載の出力バッファ回路において
は、請求項5記載の出力バッファ回路の作用に加え、パ
ッドに供給される電圧のレベルに応じて第1および第2
の出力トランジスタのゲートに入力される入力信号を制
御しているので、パッドに所定の電源電圧を供給するこ
とにより、第1および第2のインタフェースに応じた入
力信号を入力することができ、入力信号を制御する制御
手段の構成が簡略化される。
【0031】請求項7記載の出力バッファ回路において
は、配線により第1のインタフェース用に使用する場
合、配線工程において第1のプルダウン用トランジスタ
と第1のプルアップ用出力トランジスタとを直列に接続
し、第2のインタフェース用に使用する場合、第1のプ
ルダウン用出力トランジスタと第2のプルダウン用出力
トランジスタとを並列に接続するので、第1のプルダウ
ン用出力トランジスタが第1および第2のインタフェー
ス用として共用することができ、出力バッファ回路が形
成されるチップの面積を小さくすることが可能となる。
【0032】
【実施例】以下、本発明が適用される出力バッファ回路
について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明
が適用される出力バッファ回路を用いたSDRAM(シ
ンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ)の構
成を示すブロック図である。本発明が適用される出力バ
ッファ回路は上記のSDRAMにのみに用いられるもの
ではなく、2種類のインタフェースを使用する他の半導
体装置にも同様に適用することが可能である。
【0033】図1を参照して、SDRAMは、出力バッ
ファ、アレイ制御回路、入出力制御回路1、ロウデコー
ダ2、センスアンプ3、メモリアレイ4、コラムデコー
ダ5、プリアンプ6、出力データラッチ7、出力バッフ
ァ8を含む。
【0034】入力バッファ、アレイ制御回路、入出力制
御回路1には、所定のクロック信号CLK、CKE、チ
ップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号
/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ラ
イトイネーブル信号/WE(“/”はローアクティブな
信号を示す)、ロウおよびカラムアドレスを示すアドレ
ス信号Address 、入力データDQM等が入力される。ア
ドレス信号Address のうちロウアドレス信号はロウデコ
ーダ2へ出力され、コラムアドレス信号はコラムデコー
ダ5へ出力される。
【0035】ロウデコーダ2は、ロウアドレス信号に応
答してメモリアレイ4内の所定のワード線を選択し、コ
ラムデコーダ5は、コラムアドレス信号に応答して所定
のビット線対を選択する。選択されたワード線およびビ
ット線対に接続されるメモリセルのデータはセンスアン
プ3により増幅され、内部IO線を介してプリアンプ6
へ入力される。
【0036】プリアンプ6でデータはさらに増幅され、
リードデータバスを介して出力データラッチ7へ入力さ
れる。入力したデータは出力データラッチ7でラッチさ
れ、データが“H”のときは、出力バッファ8へ出力信
号φ1が“H”で出力され、出力信号φ2が“L”で出
力される。一方、データが“L”のときは出力信号φ1
が“L”で出力され、出力信号φ2が“H”で出力され
る。また、リード動作以外の場合は、出力信号φ1およ
びφ2ともに“L”で出力される。出力バッファ8は、
入力した出力信号φ1およびφ2のレベルに応じて所定
の出力信号をDQピンから外部へ出力する。
【0037】次に、図1に示す出力バッファに適用され
る本発明の第1の実施例の出力バッファ回路について図
面を参照しながら説明する。図2は、本発明の第1の実
施例の出力バッファ回路のLVTTL対応時の構成を示
す回路図であり、図3は、本発明の第1の実施例の出力
バッファ回路のGTL対応時の構成を示す回路図であ
る。
【0038】図2および図3を参照して、出力バッファ
回路は、nチャネルMOSトランジスタQ1〜Q3、ス
イッチSW1〜SW3を含む。
【0039】トランジスタQ1は、出力用電源電圧VCC
QおよびスイッチSW1と接続される。トランジスタQ
1のゲートには入力信号φ1が入力される。トランジス
タQ2は、出力用グランド電圧VSSQおよびスイッチS
W1と接続される。トランジスタQ2のゲートには入力
信号φ2が入力される。トランジスタQ3は、出力用グ
ランド電圧VSSQ、およびスイッチSW2を介してトラ
ンジスタQ2と接続される。トランジスタQ3のゲート
は、スイッチSW3と接続される。スイッチSW3は、
入力信号φ2を伝達する信号線および出力用グランド電
圧VSSQと接続される。
【0040】上記の構成により、スイッチSW1は、ト
ランジスタQ1とトランジスタQ2の接続を制御し、ス
イッチSW2は、トランジスタQ2とトランジスタQ3
の接続を制御し、スイッチSW3は、トランジスタQ3
のゲートへ入力する信号を制御する。
【0041】次に、LVTTL対応時について図2を参
照して説明する。LVTTL対応時、スイッチSW1は
オンし、スイッチSW2はオフし、スイッチSW3はト
ランジスタQ3のゲートと出力用グランド電圧VSSQを
接続する。したがって、トランジスタQ1およびQ2
は、出力用電源電圧VCCQおよび出力用グランド電圧V
SSQの間に直列に配置される。一方、トランジスタQ3
は、トランジスタQ1およびQ3から分離され、そのゲ
ートには出力用グランド電圧VSSQが入力されるため、
オフの状態にある。上記のように図2に示す状態では、
出力バッファ回路は図10に示すLVTTLインタフェ
ース用出力バッファ回路と同様の構成となり、図11を
用いて説明した動作と同様の動作を行なう。
【0042】次に、GTL対応時について図3を参照し
て説明する。図3に示すように、GTL対応時、スイッ
チSW1はオフし、スイッチSW2はオンし、スイッチ
SW3は、入力信号φ2をトランジスタQ3のゲートへ
導く。したがって、トランジスタQ2およびQ3は並列
に配置され、オープンドレインの構成となる。ここで、
トランジスタQ1〜Q3のゲート幅はたとえば400μ
mに設定される。したがって、トランジスタQ2および
Q3のゲート幅は合せて800μmとなり、図12に示
すGTLインタフェース用出力バッファ回路と同様の構
成となり、同様に動作する。
【0043】上記のように、スイッチSW1〜SW3の
接続状態を変えることにより、トランジスタQ2をLV
TTLおよびGTL対応時に共用することができ、出力
バッファ回路が構成されるチップの面積を削減すること
が可能となる。
【0044】次に、上記のように構成された出力バッフ
ァ回路の具体的なレイアウトについて説明する。図4
は、図2に示す出力バッファ回路の具体的なレイアウト
を示す図である。
【0045】図4を参照して、出力バッファ回路は、第
1アルミ配線A1〜A12、第2アルミ配線a1〜a
3、フィールドF1、F2、ポリシリコンゲートS1〜
S6、第2アルミ配線とポリシリコンゲートとのコンタ
クトC1、C6、第1アルミ配線とフィールドとのコン
タクトC2〜C5を含む。
【0046】第1アルミ配線A1には出力用グランド電
圧VSSQが供給される。第1アルミ配線A1は第1アル
ミ配線A2を介して第1アルミ配線A3と接続される。
第1アルミ配線A3は、複数のコンタクトC2を介して
フィールドF1と接続される。第2アルミ配線a1に
は、入力信号φ2が供給される。第2アルミ配線a1
は、コンタクトC1を介してポリシリコンゲートS1お
よびS2と接続される。フィールドF1は、コンタクト
C3を介して第1アルミ配線A4と接続される。第1ア
ルミ配線A4は第1アルミ配線A6を介して第1アルミ
配線A7と接続される。第1アルミ配線A7は出力信号
DQを伝達する。
【0047】上記の構成により、フィールドF1および
ポリシリコンゲートS1およびS2により図2および図
3に示すトランジスタQ2が構成される。つまり、4つ
のトランジスタが並列に配置され、各トランジスタのゲ
ート幅が、たとえば、100μmであり、合計して40
0μmのゲート幅を持つトランジスタと等価となり、図
2および図3に示すトランジスタQ2が形成される。
【0048】第1アルミ配線A3は第2アルミ配線a3
を介して第2アルミ配線a2と接続される。第2のアル
ミ配線a2はコンタクトC1を介してポリシリコンゲー
トS3、S4と接続される。また、第2アルミ配線a2
と第2のアルミ配線a1とは分離されており、入力信号
φ2は第2アルミ配線a2に伝達されず、第2アルミ配
線a3を介して出力用グランド電圧VSSQが第2アルミ
配線a2に供給される。第1アルミ配線A3はコンタク
トC2を介してフィールドF2と接続される。フィール
ドF2はコンタクトC3を介して第1アルミ配線A5と
接続される。
【0049】以上の構成によりフィールドF2およびポ
リシリコンゲートS3およびS4から図2に示すトラン
ジスタQ3が構成される。つまり、トランジスタQ2と
同様に4つのトランジスタが並列に配置され、各トラン
ジスタのゲート幅が、たとえば、100μmであり、合
計して400μmのゲート幅を有するトランジスタと等
価となり、トランジスタQ3が形成される。
【0050】第1アルミ配線A12には、出力用電源電
圧VCCQが供給される。第1アルミ配線A12は第1ア
ルミ配線A11を介して第1アルミ配線A10と接続さ
れる。第1アルミ配線A10は複数のコンタクトC5を
介してフィールドF3と接続される。第2アルミ配線a
4には入力信号φ1が伝達される。第2アルミ配線a4
はコンタクトC6を介してポリシリコンゲートS5およ
びS6と接続される。フィールドF3は複数のコンタク
トC4を介して第1アルミ配線A9と接続される。第1
アルミ配線A9は第1アルミ配線A8を介して第1アル
ミ配線A7と接続される。以上の構成により、フィール
ドF3およびポリシリコンゲートS5およびS6から図
2に示すトランジスタQ1が構成される。つまり、4個
のトランジスタが並列に配置され、各トランジスタのゲ
ート幅が、たとえば、100μmであり、合計して40
0μmのゲート幅を有するトランジスタと等価となり、
図2および図3に示すトランジスタQ1が形成されるこ
とになる。
【0051】図4に示す出力バッファ回路をGTL用に
使用する場合は、第2アルミ配線a1と第2アルミ配線
a2とを接続し、第2アルミ配線a3、第1アルミ配線
A8を除去し、第1アルミ配線A5と第1アルミ配線A
7とを接続する。以上の接続により、図3に示す出力バ
ッファ回路と同様の構成を有する出力バッファ回路を構
成することが可能となる。
【0052】上記の各配線の接続および切断はアルミ配
線のマスクを製造時に切換えることにより容易に変更す
ることが可能となる。つまり、メタルマスクオプション
等により容易に変更することができ、製造コストを削減
することが可能となる。また、各配線の接続状態を切換
えることによりスイッチSW1〜SW3を実現している
ので、余分な面積が全くなく、エリアペナルティはゼロ
となり、さらにチップ面積をより小さくすることが可能
となる。
【0053】次に、本発明の第2の実施例の出力バッフ
ァ回路について図5および図6を参照して説明する。図
5は、本発明の第2の実施例の出力バッファ回路のLV
TTL対応時の構成を示す回路図であり、図6は、本発
明の第2の実施例の出力バッファ回路のGTL対応時の
構成を示す回路図である。
【0054】図5および図6を参照して、出力バッファ
回路は、nチャネルMOSトランジスタQ11、Q1
2、スイッチSW4、SW5を含む。トランジスタQ1
1は、出力用電源電圧VCCQおよび出力用グランド電圧
SSQとスイッチSW4を介して接続される。スイッチ
SW4は、出力用電源電圧VCCQおよび出力用グランド
電圧VSSQのうち一方をトランジスタQ11と接続す
る。トランジスタQ11のゲートは、スイッチSW5を
介して入力信号φ1およびφ2と接続される。スイッチ
SW5は、入力信号φ1およびφ2のうち一方をトラン
ジスタQ11のゲートへ入力させる。トランジスタQ1
2はトランジスタQ11および出力用グランド電圧VSS
Qと接続される。トランジスタQ12のゲートには入力
信号φ2が入力される。トランジスタQ11およびQ1
2の接続部から出力信号DQが出力される。
【0055】次に、図5を参照してLVTTL対応時に
ついて説明する。LVTTL対応時、スイッチSW4
は、トランジスタQ11と出力用電源電圧VCCQとを接
続する。また、スイッチSW5はトランジスタQ11の
ゲートに入力信号φ1を入力する。したがって、トラン
ジスタQ11およびQ12の各ゲートにはそれぞれ入力
信号φ1およびφ2が入力される。また、トランジスタ
Q11およびQ12は出力用電源電圧VCCQと出力用グ
ランド電圧VSSQとの間に直列に配置される。上記の構
成により、図5に示す出力バッファ回路は図10に示す
LVTTLインタフェース用出力バッファ回路と同様の
構成を有し、同様に動作する。
【0056】次に、GTL対応時について図6を参照し
て説明する。GTL対応時、スイッチSW4は出力用グ
ランド電圧VSSQとトランジスタQ11とを接続する。
また、スイッチSW5は、トランジスタQ11のゲート
に入力信号φ2を入力する。したがって、トランジスタ
Q11およびQ12の各ゲートには入力信号φ2が入力
される。また、トランジスタQ11およびQ12は並列
に配置され、オープンドレインの構成となる。また、各
トランジスタQ11、Q12のゲート幅は、たとえば、
それぞれ400μmに設定されている。したがって、ト
ランジスタQ11およびQ12はゲート幅800μmの
トランジスタと等価となる。この結果、図6に示す出力
バッファ回路は、図12に示すGTLインタフェース用
出力バッファ回路と同様の構成を有し、同様に動作す
る。
【0057】上記のように、トランジスタQ11および
Q12は、LVTTLおよびGTL用に共用され、第1
の実施例に比べてさらにチップ面積を小さくすることが
可能となる。
【0058】次に、図5に示す出力バッファ回路の具体
的なレイアウトについて説明する。図7は、図5に示す
出力バッファ回路の具体的なレイアウトを示す図であ
る。
【0059】図7を参照して、出力バッファ回路は、第
1アルミ配線A21〜A31、第2アルミ配線a21、
a22、フィールドF21、F22、ポリシリコンゲー
トS21〜S28、第2アルミ配線とポリシリコンゲー
トとのコンタクトC21、C26、第1アルミ配線とフ
ィールドとのコンタクトC22〜C24を含む。
【0060】まず、LVTTL対応時について説明す
る。第1アルミ配線A21には出力用グランド電圧VSS
Qが供給される。第1アルミ配線A21は第1アルミ配
線A22を介して第1アルミ配線A23と接続される。
第1アルミ配線A23はコンタクトC22を介してフィ
ールドF21と接続される。第2アルミ配線a21には
入力信号φ2が伝達される。第2アルミ配線a21はコ
ンタクトC21を介してポリシリコンゲートS21〜S
24と接続される。フィールドF21はコンタクトC2
3を介して第1アルミ配線A24およびA25と接続さ
れる。第2アルミ配線a24およびa25は第2アルミ
配線a26と接続される。第2アルミ配線a26は出力
信号DQを伝達する。
【0061】以上の構成により、フィールドF21およ
びポリシリコンゲートS21〜S24により図5に示す
トランジスタQ11が構成される。つまり、8つのトラ
ンジスタが並列に配置され、たとえば、各トランジスタ
のゲート幅を50μmとすると全体として400μmの
ゲート幅を有するトランジスタQ11が構成される。
【0062】第1アルミ配線A31には、出力用電源電
圧VCCQが供給される。第1アルミ配線A31は第1ア
ルミ配線A30を介して第1アルミ配線A29と接続さ
れる。第1アルミ配線A29はコンタクトC24を介し
てフィールドF22と接続される。第2アルミ配線a2
2には入力信号φ1が伝達される。第2アルミ配線a2
2はコンタクトC26を介してポリシリコンゲートS2
5〜S28と接続される。フィールドF22はコンタク
トC25を介して第1アルミ配線A27およびA28と
接続される。第1アルミ配線A27およびA28は第1
アルミ配線A26と接続される。
【0063】以上の構成により、フィールドF22およ
びポリシリコンゲートS25〜S28から図5に示すト
ランジスタQ12が構成される。つまり、8つのトラン
ジスタが並列に配置され、たとえば、各トランジスタの
ゲート幅を50μmとすると全体として400μmのゲ
ート幅を有するトランジスタQ12が構成される。
【0064】一方、GTL対応時には、第1アルミ配線
A31に出力用グランド電圧VSSQを供給し、第2アル
ミ配線a22に入力信号φ2を入力する。この結果、図
6に示す出力バッファ回路を構成することができる。
【0065】図7に示す出力バッファ回路では、図5お
よび図6に示すスイッチSW4およびSW5の代わりに
各配線の定義を変更し、入力する電圧および信号を変更
するだけで、1つの回路をLVTTLおよびGTL用に
共用することが可能となる。したがって、スイッチSW
4およびSW5を配置する面積が不要となり、さらにチ
ップの面積を小さくすることが可能となる。上記の変更
は図5に示す出力バッファ回路と同様にメタルマスクオ
プション等で容易に変更することができる。
【0066】次に、本発明の第3の実施例の入出力バッ
ファ回路について説明する。図8は本発明の第3の実施
例の入出力バッファ回路の構成を示す回路図である。
【0067】図8を参照して、出力バッファ回路は、パ
ッドP、pチャネルMOSトランジスタQ24、Q2
5、nチャネルMOSトランジスタQ21〜Q23、Q
11、Q12、インバータG21、G22を含む。
【0068】パッドPはトランジスタQ24およびイン
バータG21と接続される。トランジスタQ24は出力
用電源電圧VCCQと接続される。トランジスタQ24の
ゲートには出力用グランド電圧VSSQが供給される。ト
ランジスタQ25は、出力用電源電圧VCCQおよびトラ
ンジスタQ11と接続される。トランジスタQ25のゲ
ートにはインバータG21から出力される制御信号/C
(“/”は反転信号を示す)が入力される。トランジス
タQ21は、出力用グランド電圧VSSQおよびトランジ
スタQ11と接続される。トランジスタQ21のゲート
にはインバータG21から出力される制御信号/Cが入
力される。インバータG22はインバータG21と接続
され、入力した制御信号/Cを反転して制御信号Cを出
力する。トランジスタQ11はトランジスタQ12と接
続される。トランジスタQ11のゲートにはトランジス
タQ22を介して入力信号φ1が入力され、さらに、ト
ランジスタQ23を介して入力信号φ2が入力される。
トランジスタQ22のゲートには制御信号Cが入力され
る。トランジスタQ23のゲートには制御信号/Cが入
力される。トランジスタQ12は出力用グランド電圧V
SSQと接続される。トランジスタQ12のゲートには入
力信号φ2が入力される。トランジスタQ11とトラン
ジスタQ12との接続点から出力信号DQが出力され
る。
【0069】次に、上記のように構成された出力バッフ
ァ回路の動作について説明する。まず、LVTTL対応
時の動作について説明する。LVTTL対応時、パッド
Pはオープンの状態にする。一方、トランジスタQ24
のゲートには出力グランド電圧VSSQが供給されている
のでトランジスタQ24はオンし、インバータG21に
は“H”の信号が入力される。したがって、インバータ
G21から出力される制御信号/Cは“L”となり、イ
ンバータG22から出力される制御信号Cは“H”とな
る。この結果、トランジスタQ25はオンし、トランジ
スタQ21およびQ23はオフする。また、トランジス
タQ22はオンする。したがって、トランジスタQ11
は出力用電源電圧VCCQが供給され、そのゲートには入
力信号φ1が供給される。したがって、図8に示す出力
バッファ回路は図5に示す出力バッファ回路と同様の構
成となり、同様の動作を行なう。
【0070】次に、GTL対応時の動作について説明す
る。GTL対応時、パッドPはVSSリードにボンディン
グされ、出力用グランド電圧VSSQが供給される。この
結果、インバータG21には“L”の信号が入力され、
制御信号/Cは“H”となる。また、制御信号/Cはイ
ンバータG22により反転され、制御信号Cは“L”と
なる。このとき、トランジスタQ25はオフし、トラン
ジスタQ21およびトランジスタQ23はオンする。ま
た、トランジスタQ22はオフする。したがって、トラ
ンジスタQ11には出力用グランド電圧VSSQが供給さ
れ、そのゲートには入力信号φ2が入力される。この結
果、図8に示す出力バッファ回路は、図6に示す出力バ
ッファ回路と同様の構成を有し、同様に動作を行なう。
【0071】以上の構成により、図8に示す出力バッフ
ァ回路は、パッドPを所定の電圧にすることにより、L
VTTLおよびGTLに対応することが可能となる。こ
の結果、LVTTLおよびGTLの変更が容易となる。
【0072】また、上記実施例では、パッドPを所定の
状態にすることにより、LVTTLおよびGTLの切換
えを行なっているが、所定の制御信号を入力し、制御信
号に応じて切換えを行なってもよい。
【0073】次に、本発明の第4の実施例の出力バッフ
ァ回路について図面を参照しながら説明する。図9は、
本発明の第4の実施例の出力バッファ回路の構成を示す
回路図である。
【0074】図9を参照して、出力バッファ回路は、パ
ッドP、インバータG26、G27、nチャネルMOS
トランジスタQ26、Q27、Q11、Q12を含む。
トランジスタQ11はパッドPと接続される。パッドP
はインバータG26と接続される。インバータG26は
インバータG27と接続される。トランジスタQ11の
ゲートにはトランジスタQ26を介して入力信号φ1が
入力される。トランジスタQ26のゲートにはインバー
タG27から出力される制御信号Cが入力される。ま
た、トランジスタQ11のゲートにはトランジスタQ2
7を介して入力信号φ2が入力される。トランジスタQ
27のゲートにはインバータG26から出力される制御
信号/Cが入力される。トランジスタQ12は、トラン
ジスタQ11および出力用グランド電圧VSSQと接続さ
れる。トランジスタQ12のゲートには入力信号φ2が
入力される。トランジスタQ11とトランジスタQ12
との接続点から出力信号DQが出力される。
【0075】次に、上記のように構成された出力バッフ
ァ回路の動作について説明する。まず、LVTTL対応
時について説明する。LVTTL対応時、パッドPはV
CCリードにボンディングされ、出力用電源電圧VCCQが
供給される。パッドPから入力した信号はインバータG
26により反転され、制御信号/Cは“L”となる。ま
た、インバータG26の出力信号はインバータG27に
より反転され、制御信号Cは“H”となる。したがっ
て、トランジスタQ26はオンし、トランジスタQ27
はオフする。この結果、トランジスタQ11には出力用
電源電圧VCCQが供給されるとともに、そのゲートには
入力信号φ1が入力される。したがって、図9に示す出
力バッファ回路は、図5に示す出力バッファ回路と同様
の構成を有し、同様に動作を行なうことが可能となる。
【0076】次に、GTL対応時について説明する。G
TL対応時、パッドPはVSSリードにボンディングさ
れ、出力用グランド電圧VSSQが供給される。パッドP
から入力される信号はインバータG26で反転され、制
御信号/Cは“H”となる。また、インバータG26の
出力信号はインバータG27で反転され、制御信号Cは
“L”となる。この結果、トランジスタQ26がオフ
し、トランジスタQ27がオンする。したがって、トラ
ンジスタQ11には出力用グランド電圧VSSQが供給さ
れるとともに、そのゲートには入力信号φ2が入力され
る。この結果、図9に示す出力バッファ回路は、図6に
示す出力バッファ回路と同様の構成を有し、同様に動作
を行なうことが可能となる。
【0077】上記のように第4の実施例でも、パッドP
に所定の電圧を供給することにより、同一の回路をLV
TTLおよびGTL用として使用することが可能とな
る。また、第4の実施例では、図8に示す第3の実施例
よりさらに回路構成が簡略化されており、出力バッファ
回路を形成するチップ面積をさらに小さくすることが可
能となる。
【0078】
【発明の効果】請求項1記載の出力バッファ回路におい
ては、第1および第2のトランジスタを第1および第2
のインタフェース用に共用することができるので、出力
バッファ回路が形成されるチップ面積を小さくすること
ができるとともに、LVTTLとGTLの両方に対応す
ることが可能となる。
【0079】請求項2記載の出力バッファ回路において
は、請求項1記載の出力バッファ回路の効果に加え、制
御信号に応じて第1および第2のインタフェース用とし
て使用することができるので、第1および第2のインタ
フェースの切換えを容易に行なうことが可能となる。
【0080】請求項3記載の出力バッファ回路において
は、請求項2記載の出力バッファ回路の効果に加え、パ
ッドを介して入力された選択用電圧に応じて第1および
第2のインタフェース用に使用することができるので、
第1および第2のインタフェースの切換えを容易に行な
うことが可能となる。
【0081】請求項4記載の出力バッファ回路において
は、請求項1記載の出力バッファ回路の効果に加え、配
線工程において配線を変更することにより、第1および
第2のインタフェースに対応可能な構成となっており、
スイッチ手段等の余分な面積が全く必要なく、出力バッ
ファ回路が形成されるチップの面積をさらに小さくする
ことが可能となる。
【0082】請求項5記載の出力バッファ回路において
は、第1および第2の出力トランジスタを第1および第
2のインタフェース用に共用することができるので、出
力バッファ回路が構成されるチップ面積を非常に小さく
することが可能となる。さらに、パッドに供給する電圧
に応じて第1および第2のインタフェース用に切換える
ことができるので、第1および第2のインターフェース
の切換えを容易に行なうことが可能となる。
【0083】請求項6記載の出力バッファ回路において
は、請求項5記載の出力バッファ回路の効果に加え、パ
ッドに供給される電圧のレベルに応じて第1および第2
の出力トランジスタのゲートに入力される入力信号を制
御しているので、制御手段が簡略化され、さらにチップ
面積を小さくすることが可能となる。
【0084】請求項7記載の出力バッファ回路において
は、第1のプルダウン用出力トランジスタを第1および
第2のインタフェース用に共用するとともに、配線によ
り各出力トランジスタの接続を切換えることにより第1
および第2のインタフェース用に使用することができる
ので、2つのインタフェース用に使用できるとともに出
力バッファ回路が形成されるチップの面積を小さくする
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用される出力バッファ回路を用い
たSDRAMの構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の第1の実施例の出力バッファ回路の
LVTTL対応時の構成を示す回路図である。
【図3】 本発明の第1の実施例の出力バッファ回路の
GTL対応時の構成を示す回路図である。
【図4】 図2に示す出力バッファ回路の具体的なレイ
アウトを示す図である。
【図5】 本発明の第2の実施例の出力バッファ回路の
LVTTL対応時の構成を示す回路図である。
【図6】 本発明の第2の実施例の出力バッファ回路の
GTL対応時の構成を示す回路図である。
【図7】 図5に示す出力バッファ回路の具体的なレイ
アウトを示す図である。
【図8】 本発明の第3の実施例の出力バッファ回路の
構成を示す回路図である。
【図9】 本発明の第4の実施例の出力バッファ回路の
構成を示す回路図である。
【図10】 従来のTTLおよびLVTTLインタフェ
ース用出力バッファ回路の構成を示す回路図である。
【図11】 図10に示す出力バッファ回路の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
【図12】 従来のGTLインタフェース用出力バッフ
ァ回路の構成を示す回路図である。
【図13】 図12に示す出力バッファ回路を用いたシ
ステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
Q1〜Q3 nチャネルMOSトランジスタ、SW1〜
SW3 スイッチ、φ1、φ2 入力信号、DQ 出力
信号、VCCQ 出力用電源電圧、VSSQ 出力用グラン
ド電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822 H01L 27/04 E H03K 19/00 101 A (72)発明者 岩本 久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究 所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1または第2のインタフェース用に使
    用される出力バッファ回路であって、 第1の電源電圧と接続される第1の出力トランジスタ
    と、 前記第1の出力トランジスタと接続される第2の出力ト
    ランジスタと、 前記第1のインタフェース用に使用する場合、前記第2
    の出力トランジスタを第2の電源電圧と接続し、前記第
    2のインタフェース用に使用する場合、前記第2の出力
    トランジスタを前記第1の電源電圧と接続する接続手段
    とを含む出力バッファ回路。
  2. 【請求項2】 前記出力バッファ回路は、さらに、 前記第1および第2のインタフェースのうち一方を選択
    するための選択信号を出力する選択信号出力手段を含
    み、 前記接続手段は、 前記選択信号に応じて第1および第2の電源電圧のうち
    一方と前記第2の出力トランジスタとを接続する請求項
    1記載の出力バッファ回路。
  3. 【請求項3】 前記出力バッファ回路は、さらに、前記
    第1および第2インタフェースのうち一方を選択するた
    めの選択用電圧が供給されるパッドを含み、前記選択信
    号出力手段は、 前記パッドを介して入力された選択用電圧に応じた選択
    信号を出力する請求項2記載の出力バッファ回路。
  4. 【請求項4】 前記接続手段は、 所定の配線を含む請求項1記載の出力バッファ回路。
  5. 【請求項5】 第1または第2のインタフェース用に使
    用される出力バッファ回路であって、 第1の電源電圧と接続される第1の出力トランジスタ
    と、 前記第1のインタフェース用に使用する場合、第2の電
    源電圧が供給され、前記第2のインタフェース用に使用
    する場合、前記第1の電源電圧が供給されるパッドと、 前記第1の出力トランジスタと前記パッドとの間に接続
    される第2の出力トランジスタとを含む出力バッファ回
    路。
  6. 【請求項6】 前記出力バッファ回路は、さらに、 前記パッドに供給される電圧のレベルに応じて、前記第
    1および第2の出力トランジスタのゲートに入力される
    入力信号を制御する制御手段を含む請求項5記載の出力
    バッファ回路。
  7. 【請求項7】 第1または第2のインタフェース用に使
    用される出力バッファ回路であって、 第1のプルダウン用出力トランジスタと、 第2のプルダウン用出力トランジスタと、 第1のプルアップ用出力トランジスタと、 前記第1のインタフェース用に使用する場合、前記第1
    のプルダウン用出力トランジスタと前記第1のプルアッ
    プ用出力トランジスタとを直列に接続し、第2のインタ
    フェース用に使用する場合、前記第1のプルダウン用出
    力トランジスタと前記第2のプルダウン用出力トランジ
    スタとを並列に接続する配線とを含む出力バッファ回
    路。
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