JPS643054B2 - - Google Patents

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JPS643054B2
JPS643054B2 JP56132363A JP13236381A JPS643054B2 JP S643054 B2 JPS643054 B2 JP S643054B2 JP 56132363 A JP56132363 A JP 56132363A JP 13236381 A JP13236381 A JP 13236381A JP S643054 B2 JPS643054 B2 JP S643054B2
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JP
Japan
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circuit
output buffer
emitter follower
current
emitter
Prior art date
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Application number
JP56132363A
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Japanese (ja)
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JPS5833852A (en
Inventor
Shuichi Kato
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5833852A publication Critical patent/JPS5833852A/en
Publication of JPS643054B2 publication Critical patent/JPS643054B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/90Masterslice integrated circuits
    • H10D84/901Masterslice integrated circuits comprising bipolar technology

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大規模半導体集積回路装置(LSI)
に係り、全ての配線前工程を共通にしてあらかじ
めトランジスタ、抵抗素子などの回路構成素子を
半導体基体の主面部に形成し配線工程のみを変更
することによつて各種論理回路を構成するゲート
アレイ形マスタースライスLSIであつて、特にエ
ミツタ結合論理(ECL)回路で構成された複数
個の出力バツフア回路を有するものにおいて、出
力バツフア回路での消費電力の低減を図るための
改良に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a large-scale semiconductor integrated circuit device (LSI).
Gate array type that configures various logic circuits by using all pre-wiring processes in common, forming circuit components such as transistors and resistive elements on the main surface of the semiconductor substrate in advance, and changing only the wiring process. This invention relates to improvements to reduce power consumption in the output buffer circuits of master slice LSIs, particularly those having a plurality of output buffer circuits composed of emitter-coupled logic (ECL) circuits.

第1図はゲートアレイ形マスタースライスLSI
の一般的な構成を示すブロツク図である。
Figure 1 is a gate array type master slice LSI
FIG. 2 is a block diagram showing the general configuration of the device.

図において、101〜105は半導体基体10
0の主面部にX方向に平行に順次Y方向に互いに
間隔をおいて形成されそれぞれ複数個のゲートが
配列された内部ゲート用のマスターパターン形成
領域、111〜114は半導体基体100の主面
部の周縁に各辺に沿うて形成されそれぞれ複数個
のゲートが配列された入力バツフア用または出力
バツフア用のマスターパターン形成領域である。
これらのマスターパターン形成領域101〜10
5および111〜114には、全ての配線前工程
を共通にしてあらかじめトランジスタ、抵抗素子
などの回路構成素子を形成しておき、配線工程の
みの変更によつて、種々の論理ゲートを作ると同
時に、各ゲート間の配線を施して各種論理回路を
構成する。なお、ゲート内の配線はマスターパタ
ーン形成領域101〜105および111〜11
4上に施され、ゲート間の配線はマスターパター
ン形成領域101〜105および111〜114
以外の配線領域上に施される。
In the figure, 101 to 105 are semiconductor substrates 10
Master pattern forming regions 111 to 114 for internal gates are formed on the main surface of the semiconductor substrate 100 in parallel to the X direction and spaced apart from each other in the Y direction, and each gate has a plurality of gates arranged thereon. This is a master pattern forming area for an input buffer or an output buffer, which is formed along each side of the periphery and has a plurality of gates arranged therein.
These master pattern forming areas 101 to 10
5 and 111 to 114, circuit components such as transistors and resistive elements are formed in advance by using all pre-wiring processes in common, and various logic gates can be simultaneously created by changing only the wiring process. , and provide wiring between each gate to configure various logic circuits. Note that the wiring inside the gate is in the master pattern forming areas 101 to 105 and 111 to 11.
The wiring between the gates is formed on the master pattern forming areas 101 to 105 and 111 to 114.
It is applied on wiring areas other than the above.

第2図はECL回路構成による従来のゲートア
レイ形マスタースライスLSIで構成された内部ゲ
ート回路および出力バツフア回路の一例を示す等
価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an example of an internal gate circuit and an output buffer circuit constructed of a conventional gate array type master slice LSI with an ECL circuit configuration.

図において、一点鎖線で囲むIGおよびOBはそ
れぞれ内部ゲート回路および出力バツフア回路
で、この図では内部ゲート回路IGが3個の入力
トランジスタQ1,Q2およびQ3を有する3入力
NOR構成であり、出力バツフア回路OBが1個の
入力トランジスタQ10を有する非反転出力形態で
ある場合の例を示す。Q4はベースにレフアレン
ス電圧VBBが印加された内部ゲート回路IGのレフ
アレンストランジスタ、Q5はエミツタにエミツ
タフオロア抵抗素子R4が接続されエミツタを出
力とする内部ゲート回路IGのエミツタフオロア
トランジスタである。R1は入力トランジスタQ1
Q2およびQ3のコレクタに共通に接続された負荷
抵抗素子、R2はレフアレンストランジスタQ4
コレクタに接続された負荷抵抗素子、R3は入力
トランジスタQ1,Q2,Q3およびレフアレンスト
ランジスタQ4のエミツタに共通に接続された抵
抗素子である。また、Q40およびQ50はそれぞれ
出力バツフア回路OBのレフアレンストランジス
タおよびエミツタフオロアトランジスタ、R10
よびR20はそれぞれ入力トランジスタQ10および
レフアレンストランジスタQ40のコレクタに接続
された負荷抵抗素子、R30は入力トランジスタ
Q10およびレフアレンストランジスタQ40のエミ
ツタに共通に接続された抵抗素子、R40はエミツ
タフオロアトランジスタQ50のエミツタに接続さ
れた出力バツフア回路OBのエミツタフオロア抵
抗素子である。なお、このエミツタフオロア抵抗
素子R40は外部で付加される場合もある。また、
I1,I2およびI3は内部ゲート回路IGの入力端子、
O1は内部ゲート回路IGの出力端子であり、I10
よびO10はそれぞれ出力バツフア回路OBの入力
端子および出力端子である。コレクタ側電源電圧
VCCは通常零(接地)とし、エミツタ側電源電圧
VEEは負電圧である。ここで抵抗素子R1,R2
R3,R4,R10,R20,R30,R40、トランジスタQ1
Q2,Q3,Q4,Q5,Q10,Q40,Q50などの回路構
成素子はあらかじめマスターパターン形成領域に
形成されており、配線工程のみを変更することに
よつて、種々の論理ゲートを構成するとともに各
ゲート間の配線を施して、所望の論理回路が構成
される。
In the figure, IG and OB surrounded by dashed lines are an internal gate circuit and an output buffer circuit, respectively. In this figure, the internal gate circuit IG is a three-input transistor having three input transistors Q 1 , Q 2 and Q 3 .
An example will be shown in which the output buffer circuit OB has a NOR configuration and has a non-inverting output type having one input transistor Q10 . Q 4 is the reference transistor of the internal gate circuit IG to which the reference voltage V BB is applied to the base, and Q 5 is the emitter follower transistor of the internal gate circuit IG whose emitter is connected to the emitter follower resistance element R 4 and whose emitter is the output. It is. R 1 is the input transistor Q 1 ,
A load resistance element commonly connected to the collectors of Q 2 and Q 3 , R 2 a load resistance element connected to the collector of reference transistor Q 4 , and R 3 a load resistance element commonly connected to the collectors of reference transistors Q 1 , Q 2 , Q 3 and refer This is a resistance element commonly connected to the emitter of the lens transistor Q4 . In addition, Q 40 and Q 50 are the reference transistor and emitter follower transistor of the output buffer circuit OB, respectively, and R 10 and R 20 are the load resistance elements connected to the collectors of the input transistor Q 10 and the reference transistor Q 40 , respectively. , R 30 is the input transistor
A resistive element commonly connected to the emitters of Q10 and reference transistor Q40 , and R40 is an emitter follower resistive element of the output buffer circuit OB connected to the emitter of emitter follower transistor Q50 . Note that this emitter follower resistance element R40 may be added externally. Also,
I 1 , I 2 and I 3 are input terminals of the internal gate circuit IG,
O 1 is the output terminal of the internal gate circuit IG, and I 10 and O 10 are the input terminal and output terminal of the output buffer circuit OB, respectively. Collector side power supply voltage
V CC is normally zero (grounded), and the emitter side power supply voltage
V EE is a negative voltage. Here, the resistance elements R 1 , R 2 ,
R 3 , R 4 , R 10 , R 20 , R 30 , R 40 , transistor Q 1 ,
Circuit components such as Q 2 , Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 10 , Q 40 , and Q 50 are previously formed in the master pattern formation area, and various patterns can be created by changing only the wiring process. A desired logic circuit is constructed by configuring logic gates and providing wiring between each gate.

ところで、従来のECL回路構成によるゲート
アレイ形マスタースライスLSIでは、できるだけ
高速化と高集積化とを図るために、内部ゲート回
路IGについては、これを構成する回路構成素子
を微小化して、回路構成素子の浮遊容量を削減す
るとともにその動作電流を微小にし、低消費電力
化が図られている。一方、出力バツフア回路OB
については、その出力端子O10によつては大きな
負荷容量が付加される可能性があるので、この場
合にも十分な駆動能力をもたせ、しかも所望の出
力レベル電圧を確保するために、出力バツフア回
路OBの出力端子O10に低抵抗値の終端抵抗素子
RTT(図示せず)を付加するとともに出力バツフ
ア回路OBの回路電流を大きな電流値に設定する
必要がある。しかも、同一の半導体基体に構成さ
れる全ての出力バツフア回路OBの回路電流が同
一の電流値に設定されるので、出力バツフア回路
OBでの消費電力が大きくなる。特に、高集積化
を図り、しかも、出力バツフア回路OBの数が多
い場合には、出力バツフア回路OBでの消費電力
が大幅に増大し、この出力バツフア回路OBでの
消費電力の半導体基体の許容消費電力に占める割
合が大きくなるので、その分だけ内部ゲート回路
IGでの消費電力が削減されて、内部ゲート回路
IGでの所望の速度性能が得られないという欠点
があつた。
By the way, in a gate array type master slice LSI with a conventional ECL circuit configuration, in order to achieve as high speed and high integration as possible, the circuit configuration elements of the internal gate circuit IG are miniaturized and the circuit configuration is In addition to reducing the stray capacitance of the element, the operating current is also minimized to reduce power consumption. On the other hand, the output buffer circuit OB
In this case, a large load capacitance may be added depending on the output terminal O10 , so in this case as well, the output buffer must be A low resistance terminating resistor element is connected to the output terminal O 10 of the circuit OB.
It is necessary to add R TT (not shown) and set the circuit current of the output buffer circuit OB to a large current value. Moreover, since the circuit currents of all output buffer circuits OB configured on the same semiconductor substrate are set to the same current value, the output buffer circuits
Power consumption in OB increases. In particular, when high integration is achieved and the number of output buffer circuits OB is large, the power consumption in the output buffer circuits OB increases significantly, and the semiconductor substrate allows for the power consumption in the output buffer circuits OB. Since the proportion of power consumption increases, the internal gate circuit
Power consumption in IG is reduced and internal gate circuit
The drawback was that the desired speed performance with IG could not be obtained.

この発明は、上述の欠点に鑑みてなされたもの
で、出力バツフア回路毎に、少くとも2種類の回
路電流値を設定できる回路構成とし、外部負荷容
量が大きい場合には出力バツフア回路を高回路電
流値で動作させ、外部負荷容量が小さい場合には
出力バツフア回路を低回路電流値で動作させるこ
とによつて、出力バツフア回路での所望の速度性
能および出力レベル電圧を確保しながら出力バツ
フア回路での消費電力を低減させ、その分だけ内
部ゲート回路での消費電力を増大させて、内部ゲ
ート回路での所望の速度性能が得られるようにし
たLSIを提供することを目的とする。
This invention was made in view of the above-mentioned drawbacks, and has a circuit configuration in which at least two types of circuit current values can be set for each output buffer circuit, and when the external load capacity is large, the output buffer circuit is By operating the output buffer circuit at a low circuit current value when the external load capacity is small, the output buffer circuit can be operated at a low circuit current value while ensuring the desired speed performance and output level voltage in the output buffer circuit. An object of the present invention is to provide an LSI in which desired speed performance can be obtained in the internal gate circuit by reducing the power consumption in the internal gate circuit and increasing the power consumption in the internal gate circuit accordingly.

第3図はこの発明の一実施例のLSIの出力バツ
フア回路を示す回路構成図で、第3図Aはマスタ
ーパターン形成領域にあらかじめ形成しておく出
力バツフア回路を構成する素子の構成図であり、
第3図BおよびCは非反転出力形態の場合におけ
る出力バツフア回路の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing an output buffer circuit of an LSI according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3A is a configuration diagram of elements constituting the output buffer circuit formed in advance in a master pattern forming area. ,
FIGS. 3B and 3C are diagrams showing an example of the configuration of an output buffer circuit in a non-inverting output mode.

図において、第2図に示した従来例の符号と同
一符号は同等部分を示し、その説明は省略する。
R11およびR12は上記従来例の負荷抵抗素子R10
対応する負荷抵抗素子、R21およびR22は上記従
来例の負荷抵抗素子R20に対応する負荷抵抗素
子、R31およびR32は上記従来例の抵抗素子R30
対応する抵抗素子である。なお、トランジスタ
Q10およびQ40と抵抗素子R11,R12、抵抗素子
R21,R22および抵抗素子R31,R32とが電流切換
え回路を構成し、エミツタフオロアトランジスタ
Q50とエミツタフオロア抵抗素子R40とがエミツ
タフオロア回路を構成する。
In the figure, the same reference numerals as those of the conventional example shown in FIG. 2 indicate equivalent parts, and the explanation thereof will be omitted.
R 11 and R 12 are load resistance elements corresponding to the load resistance element R 10 of the above conventional example, R 21 and R 22 are load resistance elements corresponding to the load resistance element R 20 of the above conventional example, and R 31 and R 32 are load resistance elements corresponding to the load resistance element R 10 of the above conventional example. This is a resistance element corresponding to the resistance element R30 of the conventional example. In addition, the transistor
Q 10 and Q 40 and resistance elements R 11 , R 12 , resistance elements
R 21 , R 22 and resistance elements R 31 , R 32 constitute a current switching circuit, and the emitter follower transistor
Q 50 and the emitter follower resistance element R 40 constitute an emitter follower circuit.

この実施例の出力バツフア回路では、第3図A
に示すように、第2図に示した従来例の電流切換
え回路の抵抗素子R10,R20およびR30に、抵抗素
子R11,R12、抵抗素子R21,R22および抵抗素子
R31,R32をそれぞれ対応させて、あらかじめマ
スターパターン形成領域に形成しておき、出力端
子に付加される負荷容量の大小に応じて、抵抗素
子R11,R12、抵抗素子R21,R22および抵抗素子
R31,R32をそれぞれ並列結線と単独結線とに変
えて、エミツタフオロア回路を除く、電流切換え
回路を構成する各抵抗素子の抵抗値を二通りに設
定することによつて、上記電流切換え回路の回路
電流を高電流値と低電流値との二通りに切換える
ことができるように構成されている。
In the output buffer circuit of this embodiment, FIG.
As shown in FIG . 2, in addition to the resistive elements R 10 , R 20 and R 30 of the conventional current switching circuit shown in FIG.
R 31 and R 32 are formed in advance in the master pattern forming area in correspondence with each other, and resistive elements R 11 , R 12 and resistive elements R 21 , R are formed in accordance with the magnitude of the load capacitance added to the output terminal. 22 and resistive element
By changing R 31 and R 32 to parallel connection and independent connection, respectively, and setting the resistance values of each resistance element constituting the current switching circuit, excluding the emitter follower circuit, in two ways, the current switching circuit described above can be It is configured so that the circuit current can be switched between two values: a high current value and a low current value.

第3図Bに示すように、出力端子O10に付加さ
れる負荷容量が大きい場合には抵抗素子R11
R12、抵抗素子R21,R22および抵抗素子R31,R32
をそれぞれ並列結線にしたオープンエミツタ出力
形態をとり、外部において出力端子O10に抵抗素
子R40より小さい抵抗値の終端抵抗素子RTTを付
加し、その終端抵抗素子RTTにエミツタ側電源電
圧VEEより絶対値の小さい終端電圧VTTを印加す
ることによつて、出力バツフア回路での回路電流
が高電流値になるように設定し、十分な駆動能力
を持たせて、所望の出力レベル電圧を確保するこ
とができる。また、第3図Cに示すように、出力
端子O10に付加される負荷容量が小さい場合に
は、抵抗素子R11,R12、抵抗素子R21,R22およ
び抵抗素子R31,R32をそれぞれ単独結線にし、
エミツタフオロア抵抗素子R40をエミツタフオロ
アトランジスタQ50のエミツタに接続し、出力バ
ツフア回路での回路電流が低電流値になるように
設定することによつて、出力バツフア回路での消
費電力を低減することができる。なお、エミツタ
フオロア回路を除く電流切換え回路の回路電流は
入力トランジスタQ10のエミツタとレフアレンス
トランジスタQ40のエミツタとに共通に接続され
る抵抗素子の抵抗値に依存しているので、所望の
高低両回路電流値に設定できるように、抵抗素子
R31,R32の抵抗値を選定する必要がある。また、
高低各回路電流値に対して所定の出力レベル電圧
を確保できるように、抵抗素子R11,R12および
抵抗素子R21,R22の抵抗値を選定する必要があ
る。
As shown in FIG. 3B, when the load capacitance added to the output terminal O 10 is large, the resistive element R 11 ,
R 12 , resistance elements R 21 , R 22 and resistance elements R 31 , R 32
An open-emitter output format is used in which each is connected in parallel, and a terminating resistor RTT with a resistance value smaller than the resistor R40 is externally added to the output terminal O10 , and the emitter side power supply voltage is connected to the terminating resistor RTT . By applying a termination voltage V TT that is smaller in absolute value than V EE , the circuit current in the output buffer circuit is set to a high current value, and sufficient driving capability is provided to achieve the desired output level. Voltage can be secured. Furthermore, as shown in FIG. 3C, when the load capacitance added to the output terminal O 10 is small, the resistance elements R 11 , R 12 , resistance elements R 21 , R 22 and resistance elements R 31 , R 32 Connect each individually,
By connecting the emitter follower resistance element R40 to the emitter of the emitter follower transistor Q50 and setting the circuit current in the output buffer circuit to a low current value, power consumption in the output buffer circuit is reduced. can do. Note that the circuit current of the current switching circuits other than the emitter follower circuit depends on the resistance value of the resistor element commonly connected to the emitter of the input transistor Q10 and the emitter of the reference transistor Q40 . A resistive element so that the circuit current value can be set
It is necessary to select the resistance values of R 31 and R 32 . Also,
It is necessary to select the resistance values of the resistance elements R 11 and R 12 and the resistance elements R 21 and R 22 so that a predetermined output level voltage can be secured for each high and low circuit current value.

第4図はこの実施例において二つの回路構成を
とつた場合のエミツタフオロアトランジスタQ50
のエミツタフオロア電流と出力電圧との関係の一
例を示す図である。
Figure 4 shows the emitter follower transistor Q50 when two circuit configurations are adopted in this embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the emitter follower current and the output voltage.

図において、横軸はエミツタフオロアトランジ
スタQ50のエミツタフオロア電流を示し、縦軸は
その出力電圧を示す。実線で示す曲線イおよびロ
はそれぞれ、第3図Bに示したオープンエミツタ
出力形態をとり、終端抵抗素子RTTを抵抗素子
R40の抵抗値より小さい50〜100Ωに設定し終端電
圧VTTを電圧VBの絶対値より小さい−2Vに設定
した高回路電流値の場合における高出力レベルお
よび低出力レベルの特性曲線を示し、これらの曲
線イおよびロと縦軸の−2Vの点を起点とする終
端抵抗素子RTTによる電圧降下直線ハとの交点H1
およびH2がそれぞれこの場合における高出力レ
ベル電圧および低出力レベル電圧に対応する動作
点である。一点鎖線で示す曲線ニおよびホはそれ
ぞれ、第3図Cに示したように、エミツタフオロ
ア抵抗素子R40で出力端子O10を終端した形態を
とり抵回路電流値に設定した場合における高出力
レベルおよび低出力レベルの特性曲線を示し、こ
れらの曲線ニおよびホと縦軸のエミツタ側電源電
圧VEEを起点とするエミツタフオロア抵抗素子
R40による電圧降下直線ヘとの交点L1およびL2
それぞれこの場合における高出力レベル電圧およ
び低出力レベル電圧に対応する動作点である。
In the figure, the horizontal axis shows the emitter follower current of the emitter follower transistor Q50 , and the vertical axis shows its output voltage. Curves A and B shown by solid lines each take the open emitter output form shown in Figure 3B, and the termination resistance element RTT is replaced by a resistance element.
The characteristic curves for high and low output levels are shown in the case of a high circuit current value where the resistance value of R40 is set to 50 to 100Ω, and the termination voltage VTT is set to −2V , which is less than the absolute value of voltage VB. , the intersection point H1 of these curves A and B with the voltage drop straight line C due to the termination resistance element RTT starting from the -2V point on the vertical axis.
and H 2 are the operating points corresponding to the high output level voltage and low output level voltage, respectively, in this case. Curves D and H shown by dashed-dotted lines respectively indicate the high output level and the high output level when the output terminal O10 is terminated with the emitter follower resistor R40 and the resistor circuit current value is set as shown in FIG. 3C. Characteristic curves for low output levels are shown, and the emitter follower resistance element whose starting point is the emitter side power supply voltage V EE on the vertical axis of these curves D and E.
The intersections L 1 and L 2 with the voltage drop straight line due to R 40 are the operating points corresponding to the high output level voltage and the low output level voltage, respectively, in this case.

第4図に示すように、エミツタフオロアトラン
ジスタQ50の出力電圧のエミツタフオロア電流依
存性は回路電流値に依存しており、この依存性は
回路電流値が小さい程大きくなる。しかし、低回
路電流値に設定した場合には、高抵抗値のエミツ
タフオロア抵抗素子R40を採用することによつ
て、所望の出力電圧を得ることができる。また、
オープンエミツタ出力形態をとり低抵抗素子RTT
で終端する場合には、高回路電流値に設定するこ
とによつて、所望の出力電圧を得ることができ
る。
As shown in FIG. 4, the emitter follower current dependence of the output voltage of the emitter follower transistor Q50 depends on the circuit current value, and this dependence becomes larger as the circuit current value becomes smaller. However, when the circuit current value is set to a low value, a desired output voltage can be obtained by employing the emitter follower resistance element R40 having a high resistance value. Also,
Low resistance element R TT with open emitter output format
When terminating at , a desired output voltage can be obtained by setting a high circuit current value.

このように、この実施例では、出力端子O10
付加される負荷容量の大小に応じて出力バツフア
回路の回路構成を高回路電流値と低回路電流値と
に切換えることによつて、所望の速度性能および
出力レベル電圧を確保するとともに出力バツフア
回路での消費電力を低減することができる。特
に、高集積化を図りしかも出力バツフア回路の数
が多い場合には、出力バツフア回路での消費電力
を大幅に低減することができるので、この消費電
力の低減分だけ、内部ゲート回路での消費電力を
増加させることが可能となり、速度性能を向上さ
せることができる。
As described above, in this embodiment, the circuit configuration of the output buffer circuit is switched between a high circuit current value and a low circuit current value depending on the magnitude of the load capacitance added to the output terminal O10 , thereby achieving the desired value. Speed performance and output level voltage can be ensured, and power consumption in the output buffer circuit can be reduced. In particular, when high integration is achieved and there are a large number of output buffer circuits, the power consumption in the output buffer circuits can be significantly reduced. It becomes possible to increase power and improve speed performance.

なお、この実施例では、出力端子に付加される
負荷容量が小さいときにはLSIの半導体基体の主
面部に形成された高抵抗値のエミツタフオロア抵
抗素子で出力端子を終端し、負荷容量が大きいと
きにはオープンエミツタ出力形態をとり、外部に
おいて低抵抗値の終端抵抗素子で終端する場合に
ついて述べたが、負荷容量の大小にかかわらずオ
ープンエミツタ出力形態をとり、負荷の大小に応
じて終端抵抗素子の抵抗値を変化させた場合で
も、この実施例と同様の効果が得られる。また、
この実施例では、エミツタフオロア回路を除く、
電流切換え回路を構成する各抵抗素子をそれぞれ
2個ずつ形成し、二通りの回路電流値に設定でき
る構成にしているが、この発明はこの構成に限ら
ず、配線工程のみの変更によつて二通り以上の抵
抗値に設定でき、各抵抗値に応じて二通り以上の
回路電流値に設定できる構成であればよく、この
場合でもこの実施例と同様の効果がある。更に、
この実施例では、1入力形式の非反転出力形態の
出力バツフア回路の場合についてのみ述べたが、
反転出力形態であつても、また多入力形式であつ
てもよく、この実施例と同様の効果が得られる。
In this embodiment, when the load capacitance added to the output terminal is small, the output terminal is terminated with a high-resistance emitter follower resistor formed on the main surface of the semiconductor substrate of the LSI, and when the load capacitance is large, the output terminal is terminated with an open emitter follower resistor. We have described the case where the output is in the form of an open-emitter and is terminated externally with a terminating resistor element with a low resistance value. Even when the value is changed, the same effects as in this embodiment can be obtained. Also,
In this example, excluding the emitter follower circuit,
Two resistive elements are formed for each of the current switching circuits, and two circuit current values can be set. However, the present invention is not limited to this configuration. Any configuration is sufficient as long as it can set more than one resistance value and can set two or more circuit current values according to each resistance value, and even in this case, the same effect as this embodiment can be obtained. Furthermore,
In this embodiment, only the case of the output buffer circuit with one input type and non-inverting output type was described.
It may be an inverted output format or a multi-input format, and the same effect as this embodiment can be obtained.

以上、説明したように、この発明のLSIでは、
ECL回路で構成されるゲートアレイ形マスター
スライスLSIにおいて、出力バツフア回路の電流
切換え回路およびエミツタフオロア回路を配線工
程のみの変更によつて少くとも二通りの回路構成
に設定できるようにしたので、負荷容量の大小に
応じて、上記出力バツフア回路を高回路電流値と
低回路電流値とに切換えることによつて、所望の
速度性能および出力レベル電圧を確保しながら上
記出力バツフア回路での消費電力を低減すること
が可能となり、この消費電力の低減分だけ、内部
ゲート回路での消費電力を増加させることがで
き、速度性能を向上させることができる。
As explained above, in the LSI of this invention,
In a gate array type master slice LSI consisting of an ECL circuit, the current switching circuit of the output buffer circuit and the emitter follower circuit can be set to at least two circuit configurations by changing only the wiring process. By switching the output buffer circuit between a high circuit current value and a low circuit current value depending on the magnitude of the current, the power consumption in the output buffer circuit is reduced while ensuring the desired speed performance and output level voltage. The power consumption of the internal gate circuit can be increased by the amount of this reduction in power consumption, and the speed performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はゲートアレイ形マスタースライスLSI
の一般的な構成を示すブロツク図、第2図は
ECL回路構成による従来のゲートアレイ形マス
タースライスLSIで構成された内部ゲート回路お
よび出力バツフア回路の一例を示す等価回路、第
3図はこの発明の一実施例のLSIの出力バツフア
回路を示す回路構成図で、第3図Aはマスターパ
ターン形成領域にあらかじめ形成しておく上記出
力バツフア回路を構成する素子の構成図、第3図
BおよびCは非反転出力形態の場合における上記
出力バツフア回路の構成例を示す図である。第4
図は上記実施例において二つの回路構成をとつた
場合のエミツタフオロアトランジスタのエミツタ
フオロア電流と出力電圧との関係の一例を示す図
である。 図において、100は半導体基体、Q10および
Q40はそれぞれ入力トランジスタおよびレフアレ
ンストランジスタ(電流切換え回路の回路構成素
子)、Q50はエミツタフオロアトランジスタ、
R11,R12,R21およびR22は負荷抵抗素子(電流
切換え回路の回路構成素子)、R31およびR32は抵
抗素子(電流切換え回路の回路構成素子)、R40
はエミツタフオロア抵抗素子、O10は出力端子で
ある。なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしく
は相当部分を示す。
Figure 1 is a gate array type master slice LSI
Figure 2 is a block diagram showing the general configuration of
An equivalent circuit showing an example of an internal gate circuit and an output buffer circuit configured in a conventional gate array type master slice LSI with an ECL circuit configuration. FIG. 3 is a circuit configuration showing an output buffer circuit of an LSI according to an embodiment of the present invention. In the figures, FIG. 3A is a configuration diagram of the elements constituting the output buffer circuit previously formed in the master pattern forming area, and FIGS. 3B and C are the configuration of the output buffer circuit in the case of a non-inverting output mode. It is a figure which shows an example. Fourth
The figure is a diagram showing an example of the relationship between the emitter follower current and the output voltage of the emitter follower transistor when two circuit configurations are adopted in the above embodiment. In the figure, 100 is a semiconductor substrate, Q 10 and
Q 40 is the input transistor and reference transistor (circuit components of the current switching circuit), Q 50 is the emitter follower transistor,
R 11 , R 12 , R 21 and R 22 are load resistance elements (circuit components of the current switching circuit), R 31 and R 32 are resistance elements (circuit components of the current switching circuit), R 40
is the emitter follower resistance element, and O10 is the output terminal. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 あらかじめトランジスタ、抵抗素子などの回
路構成素子を半導体基体の主面部に形成し、これ
らの回路構成素子間を結ぶ配線工程のみを変更す
ることによつて各種論理回路を構成するゲートア
レイ形マスタースライス半導体集積回路装置であ
つて、エミツタ結合論理回路で構成された電流切
換え回路とエミツタフオロア回路とを有する複数
個の出力バツフア回路を備えたものにおいて、上
記電流切換え回路および上記エミツタフオロア回
路を配線工程のみの変更によつて少くとも二通り
の回路構成に設定し上記出力バツフア回路の回路
電流値を少くとも二通りに変えることができるよ
うにしたことを特徴とする大規模半導体集積回路
装置。 2 電流切換え回路を構成する各抵抗素子をそれ
ぞれあらかじめ少くとも2個ずつ形成しておき、
上記各抵抗素子の結線を配線工程のみの変更によ
つて変化させて、上記電流切換え回路の電流値を
少なくとも二通りに変化させるようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の大規模半
導体集積回路装置。 3 出力バツフア回路の出力端子に付加される負
荷容量の大小に応じて、エミツタフオロア回路を
構成するエミツタフオロアトランジスタのエミツ
タに接続されるエミツタフオロア抵抗素子の抵抗
値を変化させ、かつ電流切換え回路の回路電流値
を変化させるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項または第2項記載の大規模半導体
集積回路装置。 4 出力バツフア回路の出力端子に大きな負荷容
量が付加される場合には電流切換え回路の回路電
流を高電流値に設定するとともにオープンエミツ
タ出力形態をとり外部において上記出力端子を低
抵抗値の抵抗素子で終端し、上記出力端子に小さ
な負荷容量が付加される場合には電流切換え回路
の回路電流を低電流値に設定するとともに同一の
半導体基体に形成された高抵抗値のエミツタフオ
ロア抵抗素子を上記出力端子に接続するようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項記載の大規模半導体集積回路装置。
[Claims] 1. Various logic circuits can be constructed by forming circuit components such as transistors and resistive elements on the main surface of a semiconductor substrate in advance, and changing only the wiring process that connects these circuit components. A gate array type master slice semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of output buffer circuits each having a current switching circuit and an emitter follower circuit configured with an emitter-coupled logic circuit, wherein the current switching circuit and the emitter follower circuit have a plurality of output buffer circuits. A large-scale semiconductor integrated circuit, characterized in that the circuit can be configured in at least two ways by changing only the wiring process, and the circuit current value of the output buffer circuit can be changed in at least two ways. circuit device. 2 Form at least two of each resistance element constituting the current switching circuit in advance,
Claim 1, characterized in that the current value of the current switching circuit is changed in at least two ways by changing the connection of each of the resistance elements by changing only the wiring process. Large-scale semiconductor integrated circuit device. 3. The resistance value of the emitter follower resistance element connected to the emitter of the emitter follower transistor constituting the emitter follower circuit is changed depending on the magnitude of the load capacitance added to the output terminal of the output buffer circuit, and A large-scale semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2, characterized in that the circuit current value is changed. 4. When a large load capacity is added to the output terminal of the output buffer circuit, set the circuit current of the current switching circuit to a high current value, adopt an open emitter output form, and connect the output terminal externally to a low resistance resistor. When a small load capacitance is added to the above output terminal, the circuit current of the current switching circuit is set to a low current value, and the emitter follower resistance element with a high resistance value formed on the same semiconductor substrate is connected to the above. 3. The large-scale semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the large-scale semiconductor integrated circuit device is connected to an output terminal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60153143A (en) * 1984-01-20 1985-08-12 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor ic device
JPS62128544A (en) * 1985-11-29 1987-06-10 Nec Corp Gate array type semiconductor integrated circuit device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5435474B2 (en) * 1973-03-26 1979-11-02
JPS5360554A (en) * 1976-11-12 1978-05-31 Hitachi Ltd Integrated circuit
JPS5389175U (en) * 1976-12-20 1978-07-21
JPS57100756A (en) * 1980-12-15 1982-06-23 Fujitsu Ltd Integrated circuit

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