JPH11234112A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH11234112A
JPH11234112A JP10029761A JP2976198A JPH11234112A JP H11234112 A JPH11234112 A JP H11234112A JP 10029761 A JP10029761 A JP 10029761A JP 2976198 A JP2976198 A JP 2976198A JP H11234112 A JPH11234112 A JP H11234112A
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00369Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力回路と同一の電源で動作する内部回路の
動作をより安定させることができる半導体集積回路を提
供する。 【解決手段】 バッファ(出力回路)8と同じ電源によ
り動作する内部回路10を有する半導体集積回路におい
て、その端子にコンデンサCを接続することによって、
電源に対して出力回路8とコンデンサCとが直に並列に
接続される端子PD、PGを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力回路と同じ電
源により動作する内部回路を有する半導体集積回路に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の半導体集積回路の一回路構
成を示している。同図において、内部回路10及び出力
回路20は共通の電源から供給される電源電圧VDDで動
作する。出力回路20は、CMOSインバータ回路であ
って、PチャネルのMOS型FET21とNチャネルの
MOS型FET22(以下、MOS型FETを単に「ト
ランジスタ」と呼ぶ)とで構成されており、入力側IN
にPチャネルのトランジスタ21とNチャネルのトラン
ジスタ22とのゲート同士が接続されており、また、P
チャネルのトランジスタ21のソースは電源電圧VDD
接続される端子Dに接続されており、また、Nチャネル
のトランジスタ22のソースはグランドGNDに接続さ
れる端子Gに接続されており、また、Pチャネルのトラ
ンジスタ21とNチャネルのトランジスタ22とのドレ
イン同士が接続されており、この接続点に出力端子OU
Tが接続されている。
【0003】以上の構成により、入力側INの電位がロ
ーレベルとなった場合、Pチャネルのトランジスタ21
がON、Nチャネルのトランジスタ22がOFFとな
り、出力端子OUTの電位はハイレベル(電源電圧
DD)となる。一方、入力側INの電位がハイレベルと
なった場合、Pチャネルのトランジスタ21がOFF、
Nチャネルのトランジスタ22がONとなり、出力端子
OUTの電位はローレベル(グランドレベル)となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記従来の半
導体集積回路において、図6に示すように、出力端子O
UTに容量性の負荷100が接続された場合について考
えてみる。出力回路20の入力側INの電位がハイレベ
ルからローレベルに切り換わった際には、電源電圧VDD
からPチャネルのトランジスタ21を介して負荷容量C
Kを充電する電流が流れる。一方、出力回路20の入力
側INの電位がローレベルからハイレベルに切り換わっ
た際には、Nチャネルのトランジスタ22を介してグラ
ンドGNDに負荷容量CKを放電する電流が流れる。
【0005】そして、図6に示すように、電源電圧VDD
から内部回路10と出力回路20への分岐点Aまでの電
源ライン、及び、内部回路10と出力回路20との合流
点BからグランドGNDまでの電源ラインには、それぞ
れ抵抗RD、RGが小さな値ながらも必ず寄生する。
【0006】以上の内容から、出力回路20の入力側I
Nの電位が切り換わる際には、抵抗RD、RGに電流が流
れ、内部回路10の動作電圧が変動してしまい、内部回
路10の動作が不安定になることがあるという問題があ
った。
【0007】尚、出力端子OUTに多くの容量性の負荷
が並列に接続されるなどして、出力端子OUTに接続さ
れる負荷容量の値が大きくなるほど、また、Pチャネル
のトランジスタ21またはNチャネルのトランジスタ2
2の電流能力が高くなるほど、負荷容量を充放電する電
流が大きくなり、この問題は顕著なものとなる。また、
多くの出力回路が同時に変化する場合も同様である。
【0008】そこで、本発明は、出力回路と同一の電源
で動作する内部回路の動作をより安定させることができ
る半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体集積回路では、共通の電源端子を介
して電源が供給される出力回路と内部回路とを有する半
導体集積回路において、前記出力回路に近い側に電源の
インピーダンスを低下させるための素子を接続するため
の端子を設けている。
【0010】以上の構成において、新たに設けた端子に
容量素子を接続すれば、容量性の負荷が接続された場
合、負荷容量を充放電する電流は上記容量素子からも供
給されるようになり、電源端子側から供給される充放電
電流が減少する。これにより、出力回路が動作したとき
の電源電圧の変動による内部回路への影響が低減され
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。多くの出力回路が同期して動
作することにより、瞬間的に大電流が流れることが多い
クロックジェネレータの場合について説明する。図1は
本発明の半導体集積回路の一実施形態であるクロックジ
ェネレータのブロック図である。位相比較器3、ローパ
スフィルタ4、及び、電圧制御発振器5によりPLL
(位相同期ループ)が形成されている。水晶発振器1か
らのクロックが分周期2により1/N倍に分周されて位
相比較器3に入力される。また、電圧制御発振器5の出
力は分周期6により1/M倍に分周されて位相比較器3
に入力されるとともに、電圧制御発振器5の出力は分周
期7により1/Pに分周されて、バッファ(出力回路)
8に入力される。以上の構成により、水晶発振器1の発
振周波数をfXとすると、クロックジェネレータの出力
周波数fOUTは、fOUT=fX×M/N×1/Pとなる。
【0012】そして、図2に示すように、バッファ8は
従来技術として挙げた半導体集積回路における出力回路
20と同一の構成であるが、それらの端子間に所定の素
子を接続することによって、電源に対してバッファ8と
所定の素子とが直に並列に接続される端子PD、PGを
設けている。尚、本実施形態のクロックジェネレータで
は、水晶発振器1、位相比較器3、ローパスフィルタ
4、及び、電圧制御発振器5が出力回路であるバッファ
8と同一の電源により動作する内部回路10に相当す
る。
【0013】さて、図2に示すように、端子PDと端子
PGとの間にコンデンサCを接続するとともに、出力端
子OUTに容量性の負荷100が接続された場合につい
て考えてみる。尚、コンデンサCは外付けであって、負
荷容量CKは負荷内に寄生したものであるとして、コン
デンサCの容量値は負荷容量CKの値よりも十分大きく
なっており、また、コンデンサCは電源電圧VDDにより
予め充電されているものとする。
【0014】バッファ8の入力側INがハイレベルから
ローレベルになると、負荷容量CKを充電する充電電流
が流れるが、この充電電流は端子PD側からコンデンサ
Cに蓄積された電荷が放電することによっても供給さ
れ、端子D側から供給する電流が減少する。また、バッ
ファ8の入力側INがローレベルからハイレベルになる
と、負荷容量CKを放電する放電電流が流れるが、この
放電電流は端子PGを介してコンデンサCを充電する電
流として流れ、端子G側に流れ込む電流が減少する。
【0015】以上のように、負荷容量を充放電する電流
が端子PD及びPGを介してコンデンサCによって吸収
され、端子D及びGを介して電源から供給される電流が
減少するので、内部回路10の動作電圧の変動が抑制さ
れる。したがって、容量性の負荷100が接続された際
における内部回路10の動作はより安定したものとな
り、本実施形態のクロックジェネレータによれば、安定
したクロックを得ることができる。
【0016】そして、図3に示すように、バッファ8と
電源との間、すなわち、バッファ8とコンデンサCとの
接続点SD、SGと点A、Bとのそれぞれの間に意図的に
インダクタンスLを設けるようにしてもよい。このよう
にすれば、インダクタンスは高周波成分に対しては高い
抵抗値を示すことから、負荷容量CKを充放電する電流
の高周波成分についてはより確実にコンデンサCによっ
て吸収され、内部回路の動作はより一層安定する。
【0017】次に、図4にICチップの構造及びICチ
ップをパッケージに封止するときの構造を示す。同図に
おいて、dは電源電圧VDDに接続されるピンDに導通す
るパッドであり、gはグランドGNDに接続されるピン
Gに導通するパッドであり、また、pd、pgはそれら
のピン間にコンデンサCが接続されるピンPD、PGに
それぞれ導通するとともに、バッファ8に電源を供給す
るパッドである。そして、パッドdとパッドpdとの
間、及び、パッドgとパッドpgとの間は、例えばアル
ミ配線を細くするとともに、ジグザグに引き回すなどし
て距離をかせぐことによって、インダクタンスを大きく
している。
【0018】ここで、パッドとピンとをワイヤボンディ
ングで導通させる場合、通常1つのピンに2本のワイヤ
を張ることができるので、図5に示すような構造にして
もよい。同図において、pd1、pg1はパッドd、g
に配線間のインダクタンスが大きくなるようにそれぞれ
接続されたパッドであり、また、pd2、pg2はバッ
ファ8に電源を供給するパッドであり、パッドpd1と
パッドpd2とをピンPDに、パッドpg1とパッドp
g2とをピンPGに、それぞれワイヤボンディングして
いる。
【0019】このようにすれば、パッドとピンとを導通
させるワイヤにもインダクタンスが存在することを考え
ると、図4に示したパッドとピンとの関係でワイヤボン
ディングするよりも、バッファ8と電源との間のインダ
クタンスに対して、バッファ8とコンデンサCとの間の
インダクタンスをより小さくすることができ、さらに効
果的である。
【0020】また、ピンPDとピンPGとの間にコンデ
ンサCが外付けされるわけであるが、この外付けの配線
に寄生するインダクタンスが大きくなってしまうと、電
源とバッファ8との間に設けたインダクタンスLが無駄
になってしまうので、コンデンサCとの配線長ができる
だけ小さくなる(バッファ8とコンデンサCとの間のイ
ンダクタンスが小さくなる)ように、ピンPDとピンP
Gとを配置することが望ましい。従って、コンデンサC
をパッケージ内に封止して、パッドとコンデンサCとを
直接ワイヤボンディングするようにしても構わない。
【0021】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、出力回路と同一の電源により動作する内部
回路を有するものであれば、様々な機能の半導体集積回
路に適用され得る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によれば、出力回路に瞬間的に大電流が流れた場
合における内部回路の動作電圧の変動が抑制されるの
で、出力回路と同一の電源により動作する内部回路の動
作をより安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態であるクロックジェネレ
ータのブロック図である。
【図2】 バッファ周辺の構成を示す図である。
【図3】 バッファ周辺の構成を示す図である。
【図4】 本発明の半導体集積回路のチップ上面図であ
る。
【図5】 本発明の半導体集積回路のチップ上面図であ
る。
【図6】 従来の半導体集積回路の一回路構成を示す図
である。
【符号の説明】
1 水晶発振器 2 分周期(1/N倍) 3 位相比較器 4 ローパスフィルタ 5 電圧制御発振器 6 分周期(1/M倍) 7 分周期(1/P倍) 8 バッファ 10 内部回路 20 出力回路 21 PチャネルのMOS型FET 22 NチャネルのMOS型FET 100 容量性の負荷 C コンデンサ CK 負荷容量 RD、RG 寄生抵抗 L インダクタンス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共通の電源端子を介して電源が供給され
    る出力回路と内部回路とを有する半導体集積回路におい
    て、前記出力回路に近い側に電源のインピーダンスを低
    下させるための素子を接続するための端子を設けたこと
    を特徴とする半導体集積回路。
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