JPH04172015A - Output buffer circuit - Google Patents
Output buffer circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は出力バッファ回路に間し、特にCMOS集積回
路で実現されるECLコンパチブル出力バッファ回路に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to output buffer circuits, and more particularly to an ECL compatible output buffer circuit implemented in a CMOS integrated circuit.
従来のECLレベルコンパチブルのCMOS出力バッフ
ァとしては、第7図に示すようにPチャネルMO3)−
ランジスタMPIを出力トランジスタとするオープン・
ドレイン構造のものがある。As a conventional ECL level compatible CMOS output buffer, as shown in FIG.
Open circuit with transistor MPI as output transistor
Some have a drain structure.
この場合、例えば正電源V oo= OV 、負電源V
SS=−4,5VとしてCMOS)−ランジスタをEC
L環境で動作させている。出力トランジスタMP1の大
きさは、負荷抵抗50Ω時にECLの論理振幅とほぼ同
等の例えば−0,9V〜−0,2■まで振れるような定
数に設定される。出力トランジスタMPIは50Ω駆動
のために大きなサイズとなるため入力端子INのCMO
S振幅を受けるインバータINVで駆動されるのが一般
的である。In this case, for example, the positive power supply V oo = OV, the negative power supply V
CMOS) - transistor as SS=-4,5V
I am running it in L environment. The size of the output transistor MP1 is set to a constant that can swing from, for example, -0.9V to -0.2V, which is approximately the same as the logic amplitude of ECL when the load resistance is 50Ω. Since the output transistor MPI is large in size due to 50Ω drive, the input terminal IN CMO
It is generally driven by an inverter INV that receives S amplitude.
このようなECLコンパチブル出力バッファは、特性イ
ンピーダンスZ。=50Ωの伝送線路ラインを終端抵抗
R↑=50Ωで終端して駆動する高速インタフェースに
適しており、CMOS集積回路の高集積度低消費電力と
いう特徴を損うことなく 150MHz程度の高速通信
システムを構築するための技術として注目されている。Such an ECL-compatible output buffer has a characteristic impedance Z. Suitable for high-speed interfaces in which a =50Ω transmission line is terminated with a terminating resistor R↑=50Ω, and can be used for high-speed communication systems of approximately 150MHz without sacrificing the characteristics of high integration and low power consumption of CMOS integrated circuits. It is attracting attention as a technology for construction.
しかしながら、この従来のECLコンパチブル出力バッ
ファにおいても、終端電源Vtt(= 2V)に流れ
る直流電流は不可避である。特に伝送線路ラインが長い
場合には、信号の反射が無視できないため、このような
ECLコンパチブルイタフェース(並列終端インタフェ
ース)を用いざるを得す、終端による消費電力増も止む
を得ない。However, even in this conventional ECL compatible output buffer, a direct current flows through the termination power supply Vtt (=2V). Particularly when the transmission line is long, signal reflection cannot be ignored, making it necessary to use such an ECL compatible interface (parallel termination interface), which also unavoidably increases power consumption due to termination.
しかし、信号線が十分に短かく反射を気にしなくてもよ
い場合、例えばセラミック基板や、シリコン基板上にマ
ルチ・チップとして実装された場合などにはこのインタ
フェースは過剰品質であり、電力消費による熱の問題や
、終端抵抗の実装を考慮するとかえって通常のCMOS
インタフェースにメリットがでてくる。However, if the signal lines are short enough that reflections are not a concern, such as when mounted as a multi-chip on a ceramic or silicon substrate, this interface is of excessive quality and the power consumption Considering the heat issue and the mounting of the termination resistor, it is actually better to use ordinary CMOS.
There are benefits to the interface.
つまり、従来の出力バッファを用いている限りにおいて
は、そのLISチップが実装される環境に応じて最適な
インタフェースが異なるため、その実装形式に合わせて
出力バッファを変更しなければならないという問題点が
あった。In other words, as long as conventional output buffers are used, the problem is that the optimal interface differs depending on the environment in which the LIS chip is implemented, so the output buffer must be changed to match the implementation format. there were.
本発明の目的は、実装される環境に応じて最適なインタ
フェースが選択できる出力バッファ回路を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide an output buffer circuit in which an optimal interface can be selected depending on the environment in which it is implemented.
本発明の出力バッファ回路は、少なくとも1つの制御入
力端子と、複数の出力トランジスタとを有し、前記制御
入力端子に印加された制御入力に応答して前記複数の出
力トランジスタの導通を制御して異なる出力論理レベル
を出力することを特徴とする。The output buffer circuit of the present invention has at least one control input terminal and a plurality of output transistors, and controls conduction of the plurality of output transistors in response to a control input applied to the control input terminal. It is characterized by outputting different output logic levels.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。入
力端子INに印加されたCMOSレベルの信号は、イン
バータINVを介してソース端子が正電源VDD、負電
源■55に各々接続された出力PMO6)−ランジスタ
MPIとNMO3)−ランジスタMNIのゲートに入力
される。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The CMOS level signal applied to the input terminal IN is input to the gate of the output PMO6) - transistor MPI and NMO3) - transistor MNI whose source terminals are respectively connected to the positive power supply VDD and the negative power supply 55 through the inverter INV. be done.
トランジスタMPI、MHIのドレイン端子は出力NM
O3)ランジスタMN2のトレイン、ソース端子に各々
接続され、トランジスタMN2のゲート端子は制御人力
ENに接続され、出力端子OUTはトランジスタMPI
、MN2のドレイン端子と接続されている。The drain terminals of transistors MPI and MHI are output NM
O3) The transistor MN2 is connected to the train and source terminals, the gate terminal of the transistor MN2 is connected to the control input EN, and the output terminal OUT is connected to the transistor MPI.
, are connected to the drain terminals of MN2.
この回路は、制御人力ENがロウレベルの時にはトラン
ジスタMN2がオフするため、出力端子OUTから見る
とトランジスタMPIによるオーブンドレイン構造の出
力バッファと同等になる。In this circuit, since the transistor MN2 is turned off when the control input EN is at a low level, when viewed from the output terminal OUT, the circuit becomes equivalent to an output buffer having an oven-drain structure using the transistor MPI.
従って、第3図に示すように伝送線路ラインを終端抵抗
RT(=50Ω)、終端電源VTT(= 2■)で終
端して使用すれば、第7図に示した従来のECLコンパ
チブル出力バッファと同等のインタフェースが実現でき
る。この場合、第2図に示した論理振幅に適合するよう
にトランジスタMP1のサイズを設定しておく。Therefore, if the transmission line is terminated with a terminating resistor RT (=50Ω) and a terminating power supply VTT (=2■) as shown in Fig. 3, it can be used as the conventional ECL compatible output buffer shown in Fig. 7. An equivalent interface can be realized. In this case, the size of transistor MP1 is set to match the logic amplitude shown in FIG.
制御入力ENがハイレベルの時には、出力トランジスタ
MPI、MNI、MN2は通常のCM○S論理レベルを
出力するバッファとして動作する。When the control input EN is at a high level, the output transistors MPI, MNI, and MN2 operate as a buffer that outputs the normal CM*S logic level.
つまり、この回路を用いれば制御人力ENの制御により
CMOSレベルバッファとしてもECLコンパチブルバ
ッファとしても動作させることかできる。In other words, if this circuit is used, it can be operated as both a CMOS level buffer and an ECL compatible buffer under the control of the human controller EN.
第4図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。本
実施例は、第1の実施例で示した出力レベル切換用のN
MOSトランジスタMN2のかわりに、入力INと制御
入力ENBでNOR論理をとった信号を出力NMO9ト
ランジスタMNIのゲート端子に入力する構成をとり、
トランジスタMNIを制御人力ENBで直接制御可能と
しである。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. This embodiment uses the N for output level switching shown in the first embodiment.
Instead of the MOS transistor MN2, a configuration is adopted in which a signal obtained by taking NOR logic with the input IN and the control input ENB is input to the gate terminal of the output NMO9 transistor MNI,
Transistor MNI can be directly controlled by human control ENB.
つまり、制御人力ENBがハイレベルの時には、トラン
ジスタMNIは常にオフとなるため、トランジスタMP
Iによるオーブンドレインバッファとして動作し、EC
Lコンパチブルインタフェースに適用できる。In other words, when the control input ENB is at a high level, the transistor MNI is always off, so the transistor MP
Acts as an oven drain buffer by I, EC
Applicable to L compatible interface.
制御人力ENBがロウレベルの時には、通常のCMOS
レベルバッファとして動作する。この場合には負電源V
55側にプルダウンするNMOSトランジスタはMNl
1段だけであり、第1の実施例よりも大きな駆動能
力を得ることができる。When control human power ENB is low level, normal CMOS
Acts as a level buffer. In this case, the negative power supply V
The NMOS transistor pulled down to the 55 side is MNl.
Since there is only one stage, it is possible to obtain a larger driving capacity than in the first embodiment.
以上の実施例においては、いずれも正電源V。0側にプ
ルアップするPMO3)ランジスタMPIはECLコン
パチブル動作時も、CMOS動作時も同じものとなって
いる。In the above embodiments, the positive power supply V is used in all cases. The PMO3) transistor MPI that is pulled up to the 0 side is the same in both ECL compatible operation and CMOS operation.
次に、第5図、第6図に本発明の第3及び第4の実施例
を示す。この回路は、ECLコンパチブル動作時とCM
OS動作時でプルアップトランジスタの駆動能力を可変
としたものである。Next, FIGS. 5 and 6 show third and fourth embodiments of the present invention. This circuit is used in ECL compatible operation and in CM
The drive capability of the pull-up transistor is made variable during OS operation.
第5図に示す回路においては第4図の回路に加えて出力
PMO3)ランジスタMPIと並列に出力PMOS)−
ランジスタMP2を設け、そのゲート端子に制御入力端
子ENと入力INのNAND論理をとった出力を接続す
る。In the circuit shown in Fig. 5, in addition to the circuit shown in Fig. 4, an output PMOS)-
A transistor MP2 is provided, and an output obtained by NANDing the control input terminal EN and the input IN is connected to its gate terminal.
これにより、制御人力ENがハイレベル、制御人力EN
Bがロウレベルの時に、プルアップトランジスタがPM
O3)ランジスタMPI及びMP2、プルダウントラン
ジスタがNMOS)ランジスタMNIのCMOSレベル
バッファとして動作する。As a result, the control human power EN is at a high level, and the control human power EN is at a high level.
When B is low level, the pull-up transistor is PM
O3) Transistors MPI and MP2, pull-down transistors operate as CMOS level buffers for NMOS) transistor MNI.
制御人力ENがロウレベル、制御人力ENBがハイレベ
ルの時には出力トランジスタMPIによるオーブンドレ
インバッファとして動作する。When the human control power EN is at a low level and the human control power ENB is at a high level, the output transistor MPI operates as an oven drain buffer.
つまり、本実施例においては、ECLコンパチブル動作
時よりもCMOSレベル動作時に、プルアップトランジ
スタの駆動能力が大となっている。That is, in this embodiment, the drive capability of the pull-up transistor is greater during CMOS level operation than during ECL compatible operation.
第6図に示す回路では、第4図の回路に加えて出力PM
OS)ランジスタMPIと並列にPM○Sトランジスタ
MP2.MP3を直列接続したものを接続し、トランジ
スタMP2のゲート端子をインバータINVの出力に、
トラジスタMP3のゲート端子を制御入力ENに接続す
る。In the circuit shown in Fig. 6, in addition to the circuit shown in Fig. 4, the output PM
OS) PM○S transistor MP2. Connect MP3 connected in series, and connect the gate terminal of transistor MP2 to the output of inverter INV.
The gate terminal of transistor MP3 is connected to control input EN.
CMOSレベルバッファとして動作する時には、プルア
ップトランジスタはMPl、ECLコンパチブル出力バ
ッファとして動作する時にはMPlと並列にMP2.M
P3の直列接続が加わる。When operating as a CMOS level buffer, the pull-up transistors are connected to MP1, MP2. M
A series connection of P3 is added.
つまり、本実施例では、CMOSレベルバッファとして
動作する時の方がプルアップトランジスタの駆動能力が
小となっている。That is, in this embodiment, the drive capability of the pull-up transistor is smaller when operating as a CMOS level buffer.
以上説明したように、本発明の出力バッファは、ECL
コンパチブル動作と、CMOSレベル動作を制御入力端
子により切換えることができる。又、再動作モードにお
ける駆動能力を独立に設定することも可能である。As explained above, the output buffer of the present invention uses ECL
Compatible operation and CMOS level operation can be switched by a control input terminal. It is also possible to independently set the driving capacity in the re-operation mode.
従って、本発明の出力レベルを用いれば、短配線共を駆
動するような実装形態においてはCMOSレベルバッフ
ァとして動作させ、長い配線(伝送路)を駆動するよう
な実装形態においてはECLコンパチブルバッファとし
て動作させることが可能となり、同−LSIチップによ
り、消費電力・スピードの立場がら見て最適なインタフ
ェースを用いることが可能となるという効果を有する。Therefore, if the output level of the present invention is used, it can operate as a CMOS level buffer in implementations that drive short wiring, and as an ECL compatible buffer in implementations that drive long wiring (transmission paths). This LSI chip has the effect of making it possible to use an interface that is optimal from the standpoint of power consumption and speed.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
CMO3論理振幅とECLコンパチブル論理振幅の説明
図、第3図は本発明の第1の実施例の回路の動作説明図
、第4図乃至第6図はそれぞれ本発明の第2乃至第3の
実施例を示す回路図、第7図は従来のECLコンパチブ
ル出力バッファの回路図である。
VDD・・・正電源、VSS・・・負電源、VT丁・・
・終端電源、MPI、MP2.MP3=iMO3)ラン
ジスタ、MN 1 、MN2・ NMOS トランジス
タ、INV・・・インバータ、NOR・・・NOR回路
、NAND・・・NAND回路、ライン・・・伝送線路
、R,・・・終端抵抗、IN・・・入力端子、OUT・
・・出力端子、EN、ENB・・・制御端子。Fig. 1 is a circuit diagram showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of CMO3 logic amplitude and ECL compatible logic amplitude, and Fig. 3 is an explanation of the operation of the circuit of the first embodiment of the present invention. 4 to 6 are circuit diagrams showing second and third embodiments of the present invention, respectively, and FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional ECL compatible output buffer. VDD...Positive power supply, VSS...Negative power supply, VT...
・Terminal power supply, MPI, MP2. MP3=iMO3) Transistor, MN1, MN2/NMOS transistor, INV...inverter, NOR...NOR circuit, NAND...NAND circuit, line...transmission line, R,...terminal resistor, IN・・・Input terminal, OUT・
...Output terminal, EN, ENB...Control terminal.
Claims (1)
ジスタとを有し、前記制御入力端子に印加された制御入
力に応答して前記複数の出力トランジスタの導通を制御
して異なる出力論理レベルを出力することを特徴とする
出力バッファ回路。having at least one control input terminal and a plurality of output transistors, and controlling conduction of the plurality of output transistors in response to a control input applied to the control input terminal to output different output logic levels. An output buffer circuit featuring:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2300055A JPH04172015A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Output buffer circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2300055A JPH04172015A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Output buffer circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04172015A true JPH04172015A (en) | 1992-06-19 |
Family
ID=17880161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2300055A Pending JPH04172015A (en) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | Output buffer circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04172015A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5530379A (en) * | 1994-04-27 | 1996-06-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Output buffer circuit that can be shared by a plurality of interfaces and a semiconductor device using the same |
KR20210126543A (en) | 2019-02-20 | 2021-10-20 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | sputtering target |
-
1990
- 1990-11-06 JP JP2300055A patent/JPH04172015A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5530379A (en) * | 1994-04-27 | 1996-06-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Output buffer circuit that can be shared by a plurality of interfaces and a semiconductor device using the same |
KR20210126543A (en) | 2019-02-20 | 2021-10-20 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | sputtering target |
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