(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
出力バッファトランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
第１の制御信号に応じて上記第１のＰチャネルトランジスタを制御する第１のドライブ回路と、
上記第１のドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備えた、半導体集積回路の出力バッファ回路であって、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記第１のドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする出力バッファ回路。
【請求項２】
上記出力バッファ回路は、第１のＮチャネルトランジスタをさらに備え、上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記第１の制御信号の信号線に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする請求項１記載の出力バッファ回路。
【請求項３】
上記出力バッファ回路は、
出力バッファトランジスタとして動作する第２のＮチャネルトランジスタと、
第３のＮチャネルトランジスタと、
第２の制御信号に応じて上記第２のＮチャネルトランジスタを制御する第２のドライブ回路とをさらに備え、
上記第２のＮチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記第２のドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第３のＮチャネルトランジスタは、上記第２のＮチャネルトランジスタのゲートに接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の出力バッファ回路。
【請求項４】
上記第１のドライブ回路はインバータであることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路。
【請求項５】
上記第１の制御信号は一対の信号を含み、上記第１のドライブ回路はＮＡＮＤ回路であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路。
【請求項６】
上記第１の制御信号は一対の信号を含み、上記第１のドライブ回路はＮＯＲ回路であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路。
【請求項７】
上記インバータ回路は、上記第２の電源の電位が入力される端子に接続された第４のＮチャネルトランジスタを備え、上記第４のＮチャネルトランジスタは、上記第２の電源の電位が入力される端子に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路。
【請求項８】
上記インバータ回路は上記出力バッファ回路の外部に設けられたことを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路。
【請求項９】
上記インバータ回路は、複数の出力バッファ回路によって共用されることを特徴とする請求項８記載の出力バッファ回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか１つに記載の出力バッファ回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１１】
上記第１の電源は、上記半導体集積回路の外部、内部、又は外部及び内部の組み合わせで設けられることを特徴とする請求項１０記載の半導体集積回路。
【請求項１２】
プルアップ回路を含む半導体集積回路において、上記プルアップ回路は、
入力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
プルアップトランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１３】
上記半導体集積回路は、第１のＮチャネルトランジスタをさらに備え、上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記ドライブ回路に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有し、
上記ドライブ回路は、上記反転信号がローレベルであるときローレベルになり、上記反転信号がハイレベルであるときハイレベルになることを特徴とする請求項１２記載の半導体集積回路。
【請求項１４】
静電気放電保護回路を含む半導体集積回路において、上記静電気放電保護回路は、
入力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
静電気放電保護トランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項１５】
半導体集積回路の外部に対してデータ信号を入出力する入出力端子と、第１のＰチャネルトランジスタを有する第１のスイッチ回路と、第１のＮチャネルトランジスタを有する第２のスイッチ回路とを含む半導体集積回路において、
上記第１のスイッチ回路は、
上記第１のＰチャネルトランジスタと、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
制御信号に応じて上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記半導体集積回路の内部のデータ信号が入出力されるソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力され、
上記第２のスイッチ回路は、
上記第１のＮチャネルトランジスタと、
第２のＮチャネルトランジスタとをさらに備え、
上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記半導体集積回路の内部のデータ信号が入出力されるソースと、接地されたバックゲートと、上記制御信号が入力されるゲートとを有し、
上記第２のＮチャネルトランジスタは、上記第１のＮチャネルトランジスタのゲートに接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路において、他の半導体集積回路とのインターフェースをとる出力バッファ回路に関し、また、他の半導体集積回路とのインターフェースをとる半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路において、他の集積回路とのインターフェースをとる出力バッファ回路が、特許文献１及び２などに開示されている。
【０００３】
複数の集積回路のそれぞれの出力端子がたがいに接続される場合がある。図１は、複数の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の相互接続を説明するためのブロック図である。集積回路ＩＣ１は、その入出力端子Ｅ１Ａに接続された出力バッファ回路１１１Ａ及び入力バッファ回路１２１Ａと、その入出力端子Ｅ１Ｂに接続された出力バッファ回路１１１Ｂ及び入力バッファ回路１２１Ｂとを備える。出力バッファ回路１１１Ａは、入力された出力データ信号ＤＯ１Ａを入出力端子Ｅ１Ａから出力し、入力バッファ回路１２１Ａは、入出力端子Ｅ１Ａから入力された信号を入力データ信号ＤＩ１Ａとして出力する。出力バッファ回路１１１Ａはイネーブル信号ＥＮＢ１Ａによって制御される。出力バッファ回路１１１Ｂは、入力された出力データ信号ＤＯ１Ｂを入出力端子Ｅ１Ｂから出力し、入力バッファ回路１２１Ｂは、入出力端子Ｅ１Ｂから入力された信号を入力データ信号ＤＩ１Ｂとして出力する。出力バッファ回路１１１Ｂはイネーブル信号ＥＮＢ１Ｂによって制御される。
【０００４】
同様に、集積回路ＩＣ２は、その入出力端子Ｅ２Ａに接続された出力バッファ回路１１２Ａ及び入力バッファ回路１２２Ａと、その入出力端子Ｅ２Ｂに接続された出力バッファ回路１１２Ｂ及び入力バッファ回路１２２Ｂと、その入出力端子Ｅ２Ｃに接続された出力バッファ回路１１２Ｃ及び入力バッファ回路１２２Ｃとを備える。出力バッファ回路１１２Ａは、入力された出力データ信号ＤＯ２Ａを入出力端子Ｅ２Ａから出力し、入力バッファ回路１２２Ａは、入出力端子Ｅ２Ａから入力された信号を入力データ信号ＤＩ２Ａとして出力する。出力バッファ回路１１２Ａはイネーブル信号ＥＮＢ２Ａによって制御される。出力バッファ回路１１２Ｂは、入力された出力データ信号ＤＯ２Ｂを入出力端子Ｅ２Ｂから出力し、入力バッファ回路１２２Ｂは、入出力端子Ｅ２Ｂから入力された信号を入力データ信号ＤＩ２Ｂとして出力する。出力バッファ回路１１２Ｂはイネーブル信号ＥＮＢ２Ｂによって制御される。出力バッファ回路１１２Ｃは、入力された出力データ信号ＤＯ２Ｃを入出力端子Ｅ２Ｃから出力し、入力バッファ回路１２２Ｃは、入出力端子Ｅ２Ｃから入力された信号を入力データ信号ＤＩ２Ｃとして出力する。出力バッファ回路１１２Ｃはイネーブル信号ＥＮＢ２Ｃによって制御される。
【０００５】
同様に、集積回路ＩＣ３は、その入出力端子Ｅ３Ａに接続された出力バッファ回路１１３Ａ及び入力バッファ回路１２３Ａと、その入出力端子Ｅ３Ｂに接続された出力バッファ回路１１３Ｂ及び入力バッファ回路１２３Ｂとを備える。出力バッファ回路１１３Ａは、入力された出力データ信号ＤＯ３Ａを入出力端子Ｅ３Ａから出力し、入力バッファ回路１２３Ａは、入出力端子Ｅ３Ａから入力された信号を入力データ信号ＤＩ３Ａとして出力する。出力バッファ回路１１３Ａはイネーブル信号ＥＮＢ３Ａによって制御される。出力バッファ回路１１３Ｂは、入力された出力データ信号ＤＯ３Ｂを入出力端子Ｅ３Ｂから出力し、入力バッファ回路１２３Ｂは、入出力端子Ｅ３Ｂから入力された信号を入力データ信号ＤＩ３Ｂとして出力する。出力バッファ回路１１３Ｂはイネーブル信号ＥＮＢ３Ｂによって制御される。
【０００６】
例えば、図１に示すように３つの集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３が互いに接続される場合、集積回路ＩＣ２のイネーブル信号ＥＮＢ２Ａ，ＥＮＢ２Ｂ，ＥＮＢ２Ｃをローレベルにし、集積回路ＩＣ１のイネーブル信号ＥＮＢ１Ａ，ＥＮＢ１Ｂをハイレベルにし、集積回路ＩＣ３のイネーブル信号ＥＮＢ３Ａ，ＥＮＢ３Ｂをハイレベルにすることで、集積回路ＩＣ２の出力信号が各集積回路ＩＣ１，ＩＣ３の入力信号になる。
【０００７】
図２は、図１の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３を簡単化したブロック図であり、図３は、図２の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の詳細構成を示す回路図である。図２及び図３では、説明のために、入出力端子Ｅ１Ａ，Ｅ２Ｂ，Ｅ３Ｂに接続された回路のみを参照する。集積回路ＩＣ１において、図２の出力バッファ回路１１１Ａは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ１Ａ１、ＮチャネルのトランジスタＮ１Ａ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａ、及びＮＯＲ回路ＮＯＲ１Ａを含み、図２の入力バッファ回路１２１Ａは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ１Ａ２及びＮチャネルのトランジスタＮ１Ａ２を含む。トランジスタＰ１Ａ１，Ｎ１Ａ１は出力バッファトランジスタとして動作し、トランジスタＰ１Ａ２，Ｎ１Ａ２は入力バッファトランジスタとして動作する。集積回路ＩＣ２においても同様に、図２の出力バッファ回路１１２Ｂは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ２Ｂ１、ＮチャネルのトランジスタＮ２Ｂ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ２Ｂ、及びＮＯＲ回路ＮＯＲ２Ｂを含み、図２の入力バッファ回路１２２Ｂは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ２Ｂ２及びＮチャネルのトランジスタＮ２Ｂ２を含む。集積回路ＩＣ３においても同様に、図２の出力バッファ回路１１３Ｂは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ３Ｂ１、ＮチャネルのトランジスタＮ３Ｂ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ３Ｂ、及びＮＯＲ回路ＮＯＲ３Ｂを含み、図２の入力バッファ回路１２３Ｂは、図３のＰチャネルのトランジスタＰ３Ｂ２及びＮチャネルのトランジスタＮ３Ｂ２を含む。
【０００８】
近年のシステムでは、その消費電力を低減するために、未使用である集積回路内ブロックの電源をオフにしたり、集積回路自体の電源をオフにしたりする場合がある。例えば、図３において、集積回路ＩＣ２からの出力信号が集積回路ＩＣ３への入力信号になる場合であって、同時に、集積回路ＩＣ１が未使用状態である場合、集積回路ＩＣ２の電源ＶＤＤ２及び集積回路ＩＣ３の電源ＶＤＤ３はオンである一方、集積回路ＩＣ１の電源ＶＤＤ１はオフである。集積回路ＩＣ２においてイネーブル信号ＥＮＢ２Ｂがローレベルであり、集積回路ＩＣ３においてイネーブル信号ＥＮＢ３Ａがハイレベルであり、集積回路ＩＣ２において出力データ信号ＤＯ２Ｂがハイレベルである場合、集積回路ＩＣ２の出力信号はハイレベルになり、このため、図３に示す電流経路で集積回路ＩＣ１の電源ＶＤＤ１へ電流が流れ込み、消費電力の増大をまねく。
【０００９】
図４は、この問題に対処する、従来技術の出力バッファ回路の構成を示す回路図である。図４の回路は、特許文献１の発明に基づくものである。図４の回路は、図２の出力バッファ回路１１１Ａの構成（すなわち、図３のＰチャネルのトランジスタＰ１Ａ１、ＮチャネルのトランジスタＮ１Ａ１、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａ、及びＮＯＲ回路ＮＯＲ１Ａ）に加えて、ＰチャネルのトランジスタＰ１，Ｐ２，Ｐ３及びＮチャネルのトランジスタＮ１を含む。図４の出力バッファ回路において、電源ＶＤＤ１がオフ（おおむねローレベル）であり、入出力端子Ｅ１Ａの電位がハイレベルである場合、共通に接続されたトランジスタＰ１Ａ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のバックゲートは、入出力端子Ｅ１Ａに接続されたトランジスタＰ１Ａ１，Ｐ１のドレインを介してハイレベルになる。また、入出力端子Ｅ１Ａに接続されたトランジスタＰ３のゲートもハイレベルになるのでトランジスタＰ３はオフになり、トランジスタＰ３のバックゲートから電源ＶＤＤ１への電流の流れ込みを防止する。また、トランジスタＰ１のゲートはおおむねローレベルである電源ＶＤＤ１に接続されているので、トランジスタＰ１はオンになり、入出力端子Ｅ１Ａのハイレベルの電位はトランジスタＰ１を介してトランジスタＰ１Ａ１のゲート電位になり、これによりトランジスタＰ１Ａ１はオフになり、トランジスタＰ１Ａ１を介した電流の流れ込みを防止する。また、トランジスタＰ１Ａ１のゲートに接続されるトランジスタＰ２及びトランジスタＮ１について、トランジスタＮ１のゲートはおおむねローレベルである電源ＶＤＤ１に接続されているので、トランジスタＮ１はオフになり、トランジスタＰ２のゲートはハイレベルである入出力端子Ｅ１Ａに接続されているので、トランジスタＰ２はオフになり、トランジスタＰ１を介してＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａへ電流が流れ込むことを防止している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
なお、図４の回路において、電源ＶＤＤ１がオンである通常状態では、トランジスタＰ１Ａ１のオン／オフは、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａの出力信号により制御されるが、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａの出力信号は、前述した電流の流れ込みを防止するためのトランジスタＮ１，Ｐ２を介してトランジスタＰ１Ａ１に送られる。このため、図４の回路では、ＮＡＮＤ回路ＮＡＮＤ１Ａの出力信号の遅延が大きくなり、高速動作に適さない。また、トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｐ３は入出力端子Ｅ１Ａに直接接続されるので、静電気放電（ＥＳＤ）に対する保護を考慮したトランジスタを採用する必要があり、トランジスタのサイズが増大してしまう。
【００１１】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、半導体集積回路の出力バッファ回路において電流の流れ込みを防止しながら、動作を高速化し、さらに回路規模を削減することにある。本発明の目的はさらに、そのような半導体集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る出力バッファ回路によれば、
入出力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
出力バッファトランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
第１の制御信号に応じて上記第１のＰチャネルトランジスタを制御する第１のドライブ回路と、
上記第１のドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備えた、半導体集積回路の出力バッファ回路であって、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記第１のドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする。
【００１３】
上記出力バッファ回路は、第１のＮチャネルトランジスタをさらに備え、上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記第１の制御信号の信号線に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする。
【００１４】
上記出力バッファ回路は、
出力バッファトランジスタとして動作する第２のＮチャネルトランジスタと、
第３のＮチャネルトランジスタと、
第２の制御信号に応じて上記第２のＮチャネルトランジスタを制御する第２のドライブ回路とをさらに備え、
上記第２のＮチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記第２のドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第３のＮチャネルトランジスタは、上記第２のＮチャネルトランジスタのゲートに接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする。
【００１５】
上記出力バッファ回路において、上記第１のドライブ回路はインバータであることを特徴とする。
【００１６】
上記出力バッファ回路において、上記第１の制御信号は一対の信号を含み、上記第１のドライブ回路はＮＡＮＤ回路であることを特徴とする。
【００１７】
上記出力バッファ回路において、上記第１の制御信号は一対の信号を含み、上記第１のドライブ回路はＮＯＲ回路であることを特徴とする。
【００１８】
上記出力バッファ回路において、上記インバータ回路は、上記第２の電源の電位が入力される端子に接続された第４のＮチャネルトランジスタを備え、上記第４のＮチャネルトランジスタは、上記第２の電源の電位が入力される端子に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする。
【００１９】
上記出力バッファ回路において、上記インバータ回路は上記出力バッファ回路の外部に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
上記出力バッファ回路において、上記インバータ回路は、複数の出力バッファ回路によって共用されることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第２の態様に係る半導体集積回路によれば、本発明の第１の態様に係る出力バッファ回路を備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記半導体集積回路において、上記第１の電源は、上記半導体集積回路の外部、内部、又は外部及び内部の組み合わせで設けられることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第３の態様に係る半導体集積回路によれば、
プルアップ回路を含む半導体集積回路において、上記プルアップ回路は、
入力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
プルアップトランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする。
【００２４】
上記半導体集積回路は、第１のＮチャネルトランジスタをさらに備え、上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記ドライブ回路に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有し、
上記ドライブ回路は、上記反転信号がローレベルであるときローレベルになり、上記反転信号がハイレベルであるときハイレベルになることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第４の態様に係る半導体集積回路によれば、
プルダウン回路を含む半導体集積回路において、上記プルダウン回路は、
入力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
プルダウントランジスタとして動作する第１のＮチャネルトランジスタと、
第２のＮチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記入力端子に接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記第２の電源に接続されたゲートとを有し、
上記第２のＮチャネルトランジスタは、上記第１のＮチャネルトランジスタのゲートに接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第５の態様に係る半導体集積回路によれば、
静電気放電保護回路を含む半導体集積回路において、上記静電気放電保護回路は、
入力端子と、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
静電気放電保護トランジスタとして動作する第１のＰチャネルトランジスタと、
上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入力端子に接続されたドレインと、上記第２の電源に接続されたソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力されることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第６の態様に係る半導体集積回路によれば、
半導体集積回路の外部に対してデータ信号を入出力する入出力端子と、第１のＰチャネルトランジスタを有する第１のスイッチ回路と、第１のＮチャネルトランジスタを有する第２のスイッチ回路とを含む半導体集積回路において、
上記第１のスイッチ回路は、
上記第１のＰチャネルトランジスタと、
常時オンの第１の電源と、
オン／オフ制御される第２の電源と、
上記第２の電源の電位を反転した反転信号を出力するインバータ回路と、
制御信号に応じて上記第１のＰチャネルトランジスタを制御するドライブ回路と、
上記ドライブ回路に上記第１又は第２の電源の電源電位を供給する第２及び第３のＰチャネルトランジスタとを備え、
上記第１のＰチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記半導体集積回路の内部のデータ信号が入出力されるソースと、上記第１の電源に接続されたバックゲートと、上記ドライブ回路に接続されたゲートとを有し、
上記第２及び第３のＰチャネルトランジスタのバックゲート及び上記第２のＰチャネルトランジスタのソースは上記第１の電源に接続され、上記第２のＰチャネルトランジスタのゲート及び上記第３のＰチャネルトランジスタのソースは上記第２の電源に接続され、上記第３のＰチャネルトランジスタのゲートには上記反転信号が入力され、
上記第２のスイッチ回路は、
上記第１のＮチャネルトランジスタと、
第２のＮチャネルトランジスタとをさらに備え、
上記第１のＮチャネルトランジスタは、上記入出力端子に接続されたドレインと、上記半導体集積回路の内部のデータ信号が入出力されるソースと、接地されたバックゲートと、上記制御信号が入力されるゲートとを有し、
上記第２のＮチャネルトランジスタは、上記第１のＮチャネルトランジスタのゲートに接続されたドレインと、接地されたソース及びバックゲートと、上記反転信号が入力されるゲートとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、半導体集積回路の出力バッファ回路において電流の流れ込みを防止しながら、動作を高速化することができる。また、静電気放電保護を考慮したトランジスタを必要とせず、トランジスタのサイズを大きくする必要もないので、回路規模を削減することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、Ｐチャネルの出力バッファ回路に加えて、遮断回路及びＮチャネルの出力バッファ回路を設けることにより、より安定した動作を保証することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、インバータ回路を構成するトランジスタのゲートにさらに、反転出力に従って動作するトランジスタを設けることで、より安定した動作を保証することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、複数の回路のための共通のインバータ回路を設けることにより、回路規模を削減することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、集積回路の外部の電源及び／又は内部の電源を任意に用いることができ、電源端子の個数を減少させたり、電源線の配線の自由度を向上させたりすることができる。
【００３３】
また、本発明によれば、プルアップ回路、プルダウン回路、静電気放電保護回路、スイッチ回路のいずれかを含む半導体集積回路において、電流の流れ込みを防止しながら、動作を高速化することができる。また、静電気放電保護を考慮したトランジスタを必要とせず、トランジスタのサイズを大きくする必要もないので、回路規模を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】複数の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の相互接続を説明するためのブロック図である。
【図２】図１の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３を簡単化したブロック図である。
【図３】図２の集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の詳細構成を示す回路図である。
【図４】従来技術の出力バッファ回路の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る出力バッファ回路の構成を示す回路図である。
【図６】図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第１の実施例の構成を示す回路図である。
【図７】図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第２の実施例の構成を示す回路図である。
【図８】図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第３の実施例の構成を示す回路図である。
【図９】図５のインバータ回路４１の変形例を示す回路図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る出力バッファ回路の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る出力バッファ回路を備えた集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の構成を示すブロック図である。
【図１２】集積回路の入力端子Ｅ２１に接続されたプルアップトランジスタＰＰ２１を説明するための回路図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るプルアップ回路を示す回路図である。
【図１４】図１３のドライブ回路８３の構成を示す回路図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の変形例に係るプルアップ回路のためのドライブ回路８３及び遮断回路８４の構成を示す回路図である。
【図１６】集積回路の入力端子Ｅ２１に接続されたプルダウントランジスタＮＮ３１を説明するための回路図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係るプルダウン回路を示す回路図である。
【図１８】集積回路の入力端子Ｅ２１に接続された静電気放電保護回路を説明するための回路図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態に係る静電気放電保護回路を示す回路図である。
【図２０】図１９のドライブ回路８７の構成を示す回路図である。
【図２１】集積回路の入出力端子Ｅ３１に接続されたスイッチ回路を説明するための回路図である。
【図２２】本発明の第７の実施形態に係るスイッチ回路を示す回路図である。
【図２３】図２２のドライブ回路９０の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について説明する。各図面にわたって、同じ参照符号は同様の構成要素を示す。
【００３６】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る出力バッファ回路の構成を示す回路図である。本実施形態の出力バッファ回路は、図３の集積回路ＩＣ１においてトランジスタＰ１Ａ１及びＮＡＮＤ１Ａに代えて設けられる、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１として構成されることを特徴とする。Ｐチャネル出力バッファ回路１１には、制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬが入力される。好ましくは、Ｐチャネル出力バッファ回路１１に入力される制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬを遮断する遮断回路２１がさらに設けられる。また、好ましくは、図３の集積回路ＩＣ１のトランジスタＮ１Ａ１及びＮＯＲ１Ａに代えて、図５のＮチャネルドライブ回路６１及びＮチャネル出力バッファ回路３１がさらに設けられる。Ｎチャネルドライブ回路６１には、制御信号Ｎ１Ａ１ＣＴＬが入力される。
【００３７】
Ｐチャネル出力バッファ回路１１の詳細構成について説明する。Ｐチャネル出力バッファ回路１１は、常時オンの電源ＶＤＤと、オン／オフ制御される電源ＶＤＤ１とを有する。オン／オフ制御される電源ＶＤＤ１の電位は、インバータ回路４１によって反転されて反転信号ＩＮＶＯＵＴとして出力される。インバータ回路４１は、ＰチャネルのトランジスタＰＰ１及びＮチャネルのトランジスタＮＮ１を備え、各トランジスタＰＰ１，ＮＮ１のゲートはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ１のソース及びバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続されてインバータ回路４１のための電源電位の供給を受け、トランジスタＮＮ１のソース及びバックゲートは接地され、各トランジスタＰＰ１，ＮＮ１のドレインは互いに接続されて反転信号ＩＮＶＯＵＴを出力する。出力バッファトランジスタとして動作するＰチャネルのトランジスタＰ１Ａ１において、そのドレインは入出力端子Ｅ１Ａに接続され、そのソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、そのバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、そのゲートはＰチャネルドライブ回路５１に接続される。Ｐチャネルドライブ回路５１は、制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬを受けてトランジスタＰ１Ａ１のオン／オフを制御する。Ｐチャネルドライブ回路５１は、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ２，ＰＰ３を介して常時オンの電源ＶＤＤ及びオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続されて、Ｐチャネルドライブ回路５１のための電源電位の供給を受ける。Ｐチャネルドライブ回路５１はさらに、常時オンの電源ＶＤＤに直接接続される。各トランジスタＰＰ２，ＰＰ３のバックゲート及びトランジスタＰＰ２のソースは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＰＰ２のゲート及びトランジスタＰＰ３のソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ３のゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。各トランジスタＰＰ２，ＰＰ３のドレインは互いに接続されて、常時オンの電源ＶＤＤ又はオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１からの電位をＰチャネルドライブ回路５１に供給する。
【００３８】
遮断回路２１の詳細構成について説明する。遮断回路２１はＮチャネルのトランジスタＮＮ２を備え、そのドレインは制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬが通る信号線に接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。遮断回路２１（すなわちトランジスタＮＮ２）は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオンであるとき）オフになり、制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬをそのままＰチャネル出力バッファ回路１１に送る一方、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）オンになり、制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬを確実にローレベルにする。
【００３９】
Ｎチャネル出力バッファ回路３１の詳細構成について説明する。出力バッファトランジスタとして動作するＮチャネルのトランジスタＮ１Ａ１において、そのドレインは入出力端子Ｅ１Ａに接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートはＮチャネルドライブ回路６１に接続される。Ｎチャネルドライブ回路６１は、オン／オフ制御される電源ＶＤＤ１により動作し、制御信号Ｎ１Ａ１ＣＴＬを受けてトランジスタＮ１Ａ１のオン／オフを制御する。Ｎチャネル出力バッファ回路３１はさらに、ＮチャネルのトランジスタＮＮ３を備え、そのドレインはトランジスタＮ１Ａ１のゲートに接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。トランジスタＮＮ３は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオンであるとき）オフになり、Ｎチャネルドライブ回路６１の出力信号をそのままトランジスタＮ１Ａ１に送る一方、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）オンになり、Ｎチャネルドライブ回路６１の出力信号を確実にローレベルにする。
【００４０】
集積回路ＩＣ１において、図５に示した回路以外の部分、特に制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬを生成する回路もまた、オン／オフ制御される電源ＶＤＤ１により動作する。
【００４１】
図６は、図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第１の実施例の構成を示す回路図である。図６のＰチャネルドライブ回路５１はＰチャネルのトランジスタＰＰ１１及びＮチャネルのトランジスタＮＮ１１を備え、インバータ回路として構成される。トランジスタＰＰ１１のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続される。また、図６のＰチャネルドライブ回路５１は、前述のように、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ２，ＰＰ３を介して電源電位の供給を受ける。
【００４２】
図７は、図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第２の実施例の構成を示す回路図である。図７の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１には一対の制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬ１及びＰ１Ａ１ＣＴＬ２が入力され、図７のＰチャネルドライブ回路５１はＰチャネルのトランジスタＰＰ１２，ＰＰ１３及びＮチャネルのトランジスタＮＮ１２，ＮＮ１３を備え、ＮＡＮＤ回路として構成される。トランジスタＰＰ１２，ＰＰ１３のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続される。また、図７のＰチャネルドライブ回路５１は、前述のように、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ２，ＰＰ３を介して電源電位の供給を受ける。
【００４３】
図８は、図５の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１の第３の実施例の構成を示す回路図である。図８の遮断回路２１及びＰチャネルドライブ回路５１には一対の制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬ１及びＰ１Ａ１ＣＴＬ２が入力され、図８の遮断回路２１はＮチャネルのトランジスタＮＮ１６，ＮＮ１７を備え、図８のＰチャネルドライブ回路５１はＰチャネルのトランジスタＰＰ１４，ＰＰ１５及びＮチャネルのトランジスタＮＮ１４，ＮＮ１５を備え、ＮＯＲ回路として構成される。トランジスタＰＰ１４，ＰＰ１５のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続される。また、図８のＰチャネルドライブ回路５１は、前述のように、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ２，ＰＰ３を介して電源電位の供給を受ける。
【００４４】
図５のＰチャネル出力バッファ回路１１において、電源ＶＤＤ１がオフである場合、電源ＶＤＤ１に接続されたインバータ回路４１の入力電位はおおむねローレベルであるので、インバータ回路４１から出力される反転信号ＩＮＶＯＵＴはハイレベルになり、トランジスタＰＰ３はオフになる。また、トランジスタＰＰ２のゲートはおおむねローレベルである電源ＶＤＤ１に接続されているのでオンになり、Ｐチャネルドライブ回路５１へは常時オンの電源ＶＤＤから電源電位が供給される。制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１により動作する回路から送られるので、電源ＶＤＤ１がオフになるとき制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬはおおむねローレベルになり、従って、Ｐチャネルドライブ回路５１の出力信号はハイレベルになり、トランジスタＰ１Ａ１をオフにする。よって、電源ＶＤＤ１がオフであるとき、入出力端子Ｅ１Ａの電位がハイレベルであっても、入出力端子Ｅ１ＡからトランジスタＰ１Ａ１を介して電源ＶＤＤ１へ電流が流れ込むことはない。また、トランジスタＰ１Ａ１のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続されているので、入出力端子Ｅ１Ａに接続されたトランジスタＰ１Ａ１のドレインからトランジスタＰ１Ａ１のバックゲートへ電流が流れ込むこともない。なお、電源ＶＤＤ１がオフであるときＰチャネル出力バッファ回路１１は非動作状態にあり、常時オンの電源ＶＤＤは電位を供給しているのみであり、ほとんど電流を消費しない。また、Ｐチャネル出力バッファ回路１１において電源ＶＤＤ１がオンである場合、電源ＶＤＤ１に接続されたインバータ回路４１の入力電位はハイレベルであるので、インバータ回路４１から出力される反転信号ＩＮＶＯＵＴはローレベルになり、トランジスタＰＰ３はオンになる。また、トランジスタＰＰ２のゲートはハイレベルである電源ＶＤＤ１に接続されているのでオフになり、Ｐチャネルドライブ回路５１へは電源ＶＤＤ１から電源電位が供給される。よって、電源ＶＤＤ１がオンである通常動作時であっても、常時オンの電源ＶＤＤは電位を供給しているのみであり、ほとんど電流を消費しない。さらに、Ｐチャネルドライブ回路５１はトランジスタＰ１Ａ１のゲートを直接制御でき、高速動作に対応できる。また、トランジスタＰＰ１，ＰＰ２，ＰＰ３，ＮＮ１は直接に入出力端子Ｅ１Ａに接続されることはなく、静電気放電保護を考慮したトランジスタを採用する必要もない。また、トランジスタＰＰ１，ＰＰ２，ＮＮ１は電位供給のみが目的であり、トランジスタのサイズを大きくする必要がない。
【００４５】
図５の遮断回路２１において、トランジスタＮＮ２は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）制御信号Ｐ１Ａ１ＣＴＬを確実にローレベルにすることで、より安定した動作を保証することができる。
【００４６】
また、Ｎチャネルドライブ回路６１はオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１により動作するので、電源ＶＤＤ１がオフになるときＮチャネルドライブ回路６１の出力信号はおおむねローレベルになり、トランジスタＮ１Ａ１をオフにする。また、Ｎチャネル出力バッファ回路３１において、トランジスタＮＮ３は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）Ｎチャネルドライブ回路６１の出力信号を確実にローレベルにすることで、より安定した動作を保証することができる。
【００４７】
なお、Ｐチャネル出力バッファ回路１１、遮断回路２１、及びＮチャネル出力バッファ回路３１を組み合わせることにより、より安定した動作を保証することができる。
【００４８】
図９は、図５のインバータ回路４１の変形例を示す回路図である。図９のインバータ回路４１は、ＮチャネルのトランジスタＮＮ２１をさらに備え、そのドレインはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続される各トランジスタＰＰ１，ＮＮ１のゲートに接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。トランジスタＮＮ２１は、電源ＶＤＤ１がオンであるとき、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルになるのでオフになり、電源ＶＤＤ１をそのまま各トランジスタＰＰ１，ＮＮ１のゲートに接続する一方、電源ＶＤＤ１がオフであるとき、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルになるのでオンになり、各トランジスタＰＰ１，ＮＮ１のゲートの電位を確実にローレベルにすることで、より安定した動作を保証することができる。
【００４９】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る出力バッファ回路の構成を示す回路図である。入出力端子Ｅ１Ａには、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１（インバータ回路を含むＰチャネル出力バッファ回路）に代えて、インバータ回路を持たないＰチャネル出力バッファ回路７１Ａが接続される。インバータ回路４１は、Ｐチャネル出力バッファ回路７１Ａの外部に設けられる。Ｐチャネル出力バッファ回路７１Ａは、インバータ回路４１を持たないことを除いて図５のＰチャネル出力バッファ回路１１と同様に構成され、図１０のＰチャネル出力バッファ回路７１Ａ及びインバータ回路４１が協働することにより、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１と同様に動作する。遮断回路２１Ａ、Ｎチャネルドライブ回路６１Ａ、及びＮチャネル出力バッファ回路３１Ａは、図５の遮断回路２１、Ｎチャネルドライブ回路６１、及びＮチャネル出力バッファ回路３１と同様に構成される。入出力端子Ｅ１Ｂに接続されたＰチャネル出力バッファ回路７１Ｂ、遮断回路２１Ｂ、Ｎチャネル出力バッファ回路３１Ｂ、及びＮチャネルドライブ回路６１Ｂもまた、Ｐチャネル出力バッファ回路７１Ａ、遮断回路２１Ａ、Ｎチャネル出力バッファ回路３１Ａ、及びＮチャネルドライブ回路６１Ａと同様に構成される。図１０のインバータ回路４１は、複数のＰチャネル出力バッファ回路７１Ａ，７１Ｂのための、複数の遮断回路２１Ａ，２１Ｂのための、また、複数のＮチャネル出力バッファ回路３１Ａ，３１Ｂのための共通の反転信号ＩＮＶＯＵＴを出力する。図１０の出力バッファ回路によれば、複数のＰチャネル出力バッファ回路７１Ａ，７１Ｂ等のための共通のインバータ回路４１を備えたことにより、回路規模をさらに削減することが可能になる。図１０において、遮断回路２１Ａ，２１Ｂを省略してもよく、Ｎチャネル出力バッファ回路３１Ａ，３１Ｂに代えてトランジスタＮ１Ａ１，Ｎ１Ｂ１のみを設けてもよい。
【００５０】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る出力バッファ回路を備えた集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の構成を示すブロック図である。図１１では、常時オンの電源ＶＤＤを設けるためのいくつかの方法を説明する。集積回路ＩＣ１は、図１０と同様に、インバータ回路を持たないＰチャネル出力バッファ回路７１Ａ，７１Ｂと、共通のインバータ回路４１とを含み、インバータ回路４１及びＰチャネル出力バッファ回路７１Ａは、集積回路ＩＣ１の内部の電源ＶＤＤに接続され、Ｐチャネル出力バッファ回路７１Ｂは、端子Ｅ１１を介して集積回路ＩＣ１の外部の電源ＶＤＤに接続される。集積回路ＩＣ２は、インバータ回路を含むＰチャネル出力バッファ回路１２Ａと、インバータ回路を持たないＰチャネル出力バッファ回路７２Ｂ，７２Ｃと、共通のインバータ回路４２とを含み、インバータ回路４２及びＰチャネル出力バッファ回路１２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃのいずれも、端子Ｅ１２を介して集積回路ＩＣ１の外部の電源ＶＤＤに接続される。集積回路ＩＣ３は、インバータ回路を含むＰチャネル出力バッファ回路１３Ａ，１３Ｂを含み、Ｐチャネル出力バッファ回路１３Ａ，１３Ｂのいずれも、集積回路ＩＣ１の内部の電源ＶＤＤに接続される。このように、集積回路の外部の電源ＶＤＤを用いてもよく（集積回路ＩＣ２）、集積回路の内部の電源ＶＤＤを用いてもよい（集積回路ＩＣ３）。また、集積回路の内部の電源ＶＤＤが設けられていても、電源電位の供給を受ける回路が離れている場合や、他の異なる回路ブロックがある場合などは、さらに集積回路の外部の電源ＶＤＤを用いてもよい（集積回路ＩＣ１）。本実施形態の出力バッファ回路によれば、集積回路内における電源線の配線の自由度が向上する。
【００５１】
次に、図１２〜図１５を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。図１２は、集積回路の入力端子Ｅ２１に接続されたプルアップトランジスタＰＰ２１を説明するための回路図である。端子Ｅ２１と回路８１との間に、常時オンのＰチャネルのプルアップトランジスタＰＰ２１が接続されているとき、第１の実施形態の出力バッファ回路と同様に電流の流れ込みの問題が発生する可能性がある。
【００５２】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るプルアップ回路を示す回路図である。図１３のプルアップ回路８２は、図１０のインバータを持たないＰチャネル出力バッファ回路７１Ａと同様の原理に従って構成される。トランジスタＰＰ２１において、そのドレインは入出力端子Ｅ２１に接続され、そのソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、そのバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、そのゲートはドライブ回路８３に接続される。ドライブ回路８３は、トランジスタＰＰ２１のオン／オフを制御する。ドライブ回路８３は、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ２２，ＰＰ２３を介して常時オンの電源ＶＤＤ及びオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続されて、ドライブ回路８３のための電源電位の供給を受ける。ドライブ回路８３はさらに、常時オンの電源ＶＤＤに直接接続される。各トランジスタＰＰ２２，ＰＰ２３のバックゲート及びトランジスタＰＰ２２のソースは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＰＰ２２のゲート及びトランジスタＰＰ２３のソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ２３のゲートには外部のインバータ回路４１（図１０を参照）から反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。各トランジスタＰＰ２２，ＰＰ２３のドレインは互いに接続されて、常時オンの電源ＶＤＤ又はオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１からの電位をドライブ回路８３に供給する。なお、インバータ回路４１は、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１と同様に、プルアップ回路８２の内部に設けられていてもよい。
【００５３】
図１４は、図１３のドライブ回路８３の構成を示す回路図である。ドライブ回路８３は、ＰチャネルのトランジスタＰＰ２４及びＮチャネルのトランジスタＮＮ２１を含む。各トランジスタＰＰ２４，ＮＮ２１のゲートはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ２４のソースは、各トランジスタＰＰ２２，ＰＰ２３のドレインに接続され、トランジスタＰＰ２４のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＮＮ２１のソース及びバックゲートは接地され、各トランジスタＰＰ２４，ＮＮ２１のドレインは互いに接続されてトランジスタＰＰ２１のゲートに接続される。
【００５４】
図１５は、本発明の第４の実施形態の変形例に係るプルアップ回路のためのドライブ回路８３及び遮断回路８４の構成を示す回路図である。本変形例は、図１４のドライブ回路８３に接続された遮断回路８４をさらに備える。遮断回路８４は、ＮチャネルのトランジスタＮＮ２２を含み、トランジスタＮＮ２２のドレインはドライブ回路８３の各トランジスタＰＰ２４，ＮＮ２１のゲートに接続され、トランジスタＮＮ２２のソース及びバックゲートは接地され、トランジスタＮＮ２２のゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。トランジスタＮＮ２２は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオンであるとき）オフになり、各トランジスタＰＰ２４，ＮＮ２１のゲートをハイレベルのままにする一方、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）オンになり、各トランジスタＰＰ２４，ＮＮ２１のゲートを確実にローレベルにする。これにより、ドライブ回路７３の出力信号は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるときローレベルになり、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるときハイレベルになる。
【００５５】
本実施形態のプルアップ回路８２は、以上の構成を備えたことにより、第１の実施形態と同様に電流の流れ込みの問題を解消することができる。
【００５６】
次に、図１６及び図１７を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。図１６は、集積回路の入力端子Ｅ２１に接続されたプルダウントランジスタＮＮ３１を説明するための回路図である。端子Ｅ２１と回路８１との間に、常時オンのＮチャネルのプルダウントランジスタＮＮ３１が接続されているとき、第１の実施形態の出力バッファ回路と同様に電流の流れ込みの問題が発生する可能性がある。
【００５７】
図１７は、本発明の第５の実施形態に係るプルダウン回路を示す回路図である。トランジスタＮＮ３１において、そのドレインは入出力端子Ｅ２１に接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続される。プルダウン回路は、遮断回路８５をさらに備える。遮断回路８５は、ＮチャネルのトランジスタＮＮ３２を含み、トランジスタＮＮ３２のドレインはトランジスタＮＮ３１のゲートに接続され、トランジスタＮＮ３２のソース及びバックゲートは接地され、トランジスタＮＮ３２のゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。トランジスタＮＮ３２は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオンであるとき）オフになり、トランジスタＮＮ３１のゲートをハイレベルのままにする一方、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）オンになり、トランジスタＮＮ３１のゲートを確実にローレベルにする。
【００５８】
本実施形態のプルダウン回路は、以上の構成を備えたことにより、第１の実施形態と同様に電流の流れ込みの問題を解消することができる。
【００５９】
次に、図１８〜図２０を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。図１８は、集積回路の入力端子Ｅ２１に接続された静電気放電保護回路を説明するための回路図である。端子Ｅ２１と回路８１との間に、静電気放電保護のために、常時オフのＰチャネルのトランジスタＰＰ４１が接続されているとき、第１の実施形態の出力バッファ回路と同様に電流の流れ込みの問題が発生する可能性がある。
【００６０】
図１９は、本発明の第６の実施形態に係る静電気放電保護回路を示す回路図である。図１９の静電気放電保護回路８６は、図１０のインバータを持たないＰチャネル出力バッファ回路７１Ａと同様の原理に従って構成される。トランジスタＰＰ４１において、そのドレインは入出力端子Ｅ２１に接続され、そのソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、そのバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、そのゲートはドライブ回路８７に接続される。ドライブ回路８７は、トランジスタＰＰ４１のオン／オフを制御する。ドライブ回路８７は、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ４２，ＰＰ４３を介して常時オンの電源ＶＤＤ及びオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続されて、ドライブ回路８７のための電源電位の供給を受ける。ドライブ回路８７はさらに、常時オンの電源ＶＤＤに直接接続される。各トランジスタＰＰ４２，ＰＰ４３のバックゲート及びトランジスタＰＰ４２のソースは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＰＰ４２のゲート及びトランジスタＰＰ４３のソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ４３のゲートには外部のインバータ回路４１（図１０を参照）から反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。各トランジスタＰＰ４２，ＰＰ４３のドレインは互いに接続されて、常時オンの電源ＶＤＤ又はオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１からの電位をドライブ回路８７に供給する。なお、インバータ回路４１は、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１と同様に、静電気放電保護回路８６の内部に設けられていてもよい。
【００６１】
図２０は、図１９のドライブ回路８７の構成を示す回路図である。ドライブ回路８７は、ＰチャネルのトランジスタＰＰ４４及びＮチャネルのトランジスタＮＮ４１を含む。各トランジスタＰＰ４４，ＮＮ４１のゲートは接地され、トランジスタＰＰ４４のソースは、各トランジスタＰＰ４２，ＰＰ４３のドレインに接続され、トランジスタＰＰ４４のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＮＮ４１のソース及びバックゲートは接地され、各トランジスタＰＰ４４，ＮＮ４１のドレインは互いに接続されてトランジスタＰＰ４１のゲートに接続される。
【００６２】
本実施形態の静電気放電保護回路８６は、以上の構成を備えたことにより、第１の実施形態と同様に電流の流れ込みの問題を解消することができる。
【００６３】
次に、図２１〜図２３を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。図２１は、集積回路の外部に対してデータ信号を入出力する集積回路の入出力端子Ｅ３１に接続されたスイッチ回路を説明するための回路図である。図２１のスイッチ回路は、ＰチャネルのトランジスタＰＰ５１，ＰＰ５２及びＮチャネルのトランジスタＮＮ５１，ＮＮ５２を含み、制御信号ＣＴＬに応じてデータ信号ＤＡＴＡの通過及び遮断を切り換える。図２１のスイッチ回路でも、第１の実施形態の出力バッファ回路と同様に電流の流れ込みの問題が発生する可能性がある。
【００６４】
図２２は、本発明の第７の実施形態に係るスイッチ回路を示す回路図である。図２２のスイッチ回路は、Ｐチャネルスイッチ回路８８及びＮチャネルスイッチ回路８９を含む。Ｐチャネルスイッチ回路８８は、図１０のインバータを持たないＰチャネル出力バッファ回路７１Ａと同様の原理に従って構成される。トランジスタＰＰ５１において、そのドレインは入出力端子Ｅ３１に接続され、そのソースには集積回路の内部のデータ信号ＤＡＴＡが入出力され、そのバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、そのゲートはドライブ回路９０に接続される。ドライブ回路９０は、制御信号ＣＴＬを受けてトランジスタＰＰ５１のオン／オフを制御する。ドライブ回路９０は、２個のＰチャネルのトランジスタＰＰ５３，ＰＰ５４を介して常時オンの電源ＶＤＤ及びオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続されて、ドライブ回路９０のための電源電位の供給を受ける。ドライブ回路９０はさらに、常時オンの電源ＶＤＤに直接接続される。各トランジスタＰＰ５３，ＰＰ５４のバックゲート及びトランジスタＰＰ５３のソースは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＰＰ５３のゲート及びトランジスタＰＰ５４のソースはオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１に接続され、トランジスタＰＰ５４のゲートには外部のインバータ回路４１（図１０を参照）から反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。各トランジスタＰＰ５３，ＰＰ５４のドレインは互いに接続されて、常時オンの電源ＶＤＤ又はオン／オフ制御される電源ＶＤＤ１からの電位をドライブ回路９０に供給する。なお、インバータ回路４１は、図５のＰチャネル出力バッファ回路１１と同様に、Ｐチャネルスイッチ回路８８の内部に設けられていてもよい。
【００６５】
Ｎチャネルスイッチ回路８９は、図５のＮチャネル出力バッファ回路３１と同様の原理に従って構成される。トランジスタＮＮ５１において、そのドレインは入出力端子Ｅ３１に接続され、そのソースには集積回路の内部のデータ信号ＤＡＴＡが入出力され、そのバックゲートは接地され、そのゲートには制御信号ＣＴＬが入力される。Ｎチャネルスイッチ回路８９はさらに、ＮチャネルのトランジスタＮＮ５３を備え、そのドレインはトランジスタＮＮ５１のゲートに接続され、そのソース及びバックゲートは接地され、そのゲートには反転信号ＩＮＶＯＵＴが入力される。トランジスタＮＮ５３は、反転信号ＩＮＶＯＵＴがローレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオンであるとき）オフになり、制御信号ＣＴＬをそのままトランジスタＮＮ５１に送る一方、反転信号ＩＮＶＯＵＴがハイレベルであるとき（すなわち電源ＶＤＤ１がオフであるとき）オンになり、制御信号ＣＴＬを確実にローレベルにする。
【００６６】
Ｐチャネルスイッチ回路８８及びＮチャネルスイッチ回路８９の動作は、前述したＰチャネル出力バッファ回路１１及びＮチャネル出力バッファ回路３１の動作と実質的に同様である。
【００６７】
図２３は、図２２のドライブ回路９０の構成を示す回路図である。ドライブ回路９０は、ＰチャネルのトランジスタＰＰ５２及びＮチャネルのトランジスタＮＮ５２を含む。各トランジスタＰＰ５２，ＮＮ５２のゲートには制御信号ＣＴＬが入力され、トランジスタＰＰ５２のソースは、各トランジスタＰＰ５３，ＰＰ５４のドレインに接続され、トランジスタＰＰ５２のバックゲートは常時オンの電源ＶＤＤに接続され、トランジスタＮＮ５２のソース及びバックゲートは接地され、各トランジスタＰＰ５２，ＮＮ５２のドレインは互いに接続されてトランジスタＰＰ５１のゲートに接続される。
【００６８】
本実施形態のスイッチ回路は、以上の構成を備えたことにより、第１の実施形態と同様に電流の流れ込みの問題を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、半導体集積回路の出力バッファ回路において電流の流れ込みを防止しながら、動作を高速化し、さらに回路規模を削減することができる。また、本発明によれば、プルアップ回路、プルダウン回路、静電気放電保護回路、スイッチ回路のいずれかを含む半導体集積回路において、電流の流れ込みを防止し、動作を高速化し、回路規模を削減することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１１，１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ，７２Ｂ，７２Ｃ，…Ｐチャネル出力バッファ回路、
２１，２１Ａ，２１Ｂ，…遮断回路、
３１，３１Ａ，３１Ｂ，…Ｎチャネル出力バッファ回路、
４１，４２…インバータ回路、
５１，５１Ａ，５１Ｂ，…Ｐチャネルドライブ回路、
６１，６１Ａ，６１Ｂ，…Ｎチャネルドライブ回路、
８１…回路、
８２…プルアップ回路、
８３…ドライブ回路、
８４…遮断回路、
８５…遮断回路、
８６…静電気放電保護回路、
８７…ドライブ回路、
８８…Ｐチャネルスイッチ回路、
８９…Ｎチャネルスイッチ回路、
９０…ドライブ回路、
１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１３Ａ，１１３Ｂ…出力バッファ回路、
１２１Ａ，１２１Ｂ，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２３Ａ，１２３Ｂ…入力バッファ回路、
Ｅ１Ａ，Ｅ１Ｂ，Ｅ２Ａ，Ｅ２Ｂ，Ｅ２Ｃ，Ｅ３Ａ，Ｅ３Ｂ，Ｅ３１…入出力端子、
Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ２１…端子、
ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３…集積回路、
ＮＡＮＤ１Ａ，ＮＡＮＤ２Ｂ，ＮＡＮＤ３Ｂ…ＮＡＮＤ回路、
ＮＯＲ１Ａ，ＮＯＲ２Ｂ，ＮＯＲ３Ｂ…ＮＯＲ回路、
Ｎ１Ａ１，Ｎ１Ａ２，Ｎ１Ｂ１，Ｎ２Ｂ１，Ｎ２Ｂ２，Ｎ３Ｂ１，Ｎ３Ｂ２，Ｎ１，ＮＮ１〜ＮＮ３，ＮＮ１１〜ＮＮ１７，ＮＮ２１，ＮＮ２Ａ，ＮＮ２Ｂ，ＮＮ３Ａ，ＮＮ３Ｂ，ＮＮ２１，ＮＮ２２，ＮＮ３１，ＮＮ３２，ＮＮ４１，…Ｎチャネルのトランジスタ、
Ｐ１Ａ１，Ｐ１Ａ２，Ｐ１Ｂ１，Ｐ２Ｂ１，Ｐ２Ｂ２，Ｐ３Ｂ１，Ｐ３Ｂ２，Ｐ１〜Ｐ３，ＰＰ１〜ＰＰ３，ＰＰ１１〜ＰＰ１５，ＰＰ２Ａ，ＰＰ２Ｂ，ＰＰ３Ａ，ＰＰ３Ｂ，ＰＰ２１〜ＰＰ２４，ＰＰ４１〜ＰＰ４４，…Ｐチャネルのトランジスタ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特許第４５５７０４６号。
【特許文献２】特開２００２−３５３８００号公報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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