(57)【要約】【課題】外部負荷の大きさによって出力バッファの能力の切り替えが必要かどうかを判断し、自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる。【解決手段】出力端子外部が無負荷の状態の基準出力バッファ１０１と、該基準出力バッファ１０１と同じ能力を持ち、出力端子外部に負荷のある通常の出力バッファ１０２と、該通常の出力バッファ１０２と並列に接続され、上記基準出力バッファ１０１よりも能力が高く、かつＯＮ−ＯＦＦの制御が可能な能力可変バッファ１０３と、上記基準出力バッファ１０１の出力と上記通常の出力バッファ１０２の出力との位相差を検出する位相差検出回路１０４と、該位相差検出回路１０４で検出された位相差に応じて、上記能力可変バッファ１０３をＯＮまたはＯＦＦに制御する制御信号を出力する位相差判定回路１０５とを備えるものとした。【選択図】　　　図１
2004015624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端子外部が無負荷の状態の基準出力バッファと、
該基準出力バッファと同じ能力を持ち、出力端子外部に負荷のある通常の出力バッファと、
該通常の出力バッファと並列に接続され、上記基準出力バッファよりも能力が高く、かつＯＮ−ＯＦＦの制御が可能な能力可変バッファと、
上記基準出力バッファの出力と上記通常の出力バッファの出力との位相差を検出する位相差検出回路と、
該位相差検出回路で検出された位相差に応じて、上記能力可変バッファをＯＮまたはＯＦＦに制御する制御信号を出力する位相差判定回路とを備えた、
ことを特徴とする半導体出力回路。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体出力回路において、
上記能力可変バッファは、能力の異なる複数個からなり、
上記位相差判定回路は、上記複数個の能力可変バッファを制御する制御信号を出力する、
ことを特徴とする半導体出力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体出力回路に関し、特に、通常動作時、及びテスト動作時において使用可能な半導体出力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体出力回路について、図面を参照しながら説明する。
図４は、従来の半導体出力回路の構成を示すブロック図であり、図４（ａ）は、通常動作時における回路構成図、図４（ｂ）はＬＳＩの動作試験を行うテスト動作時における回路構成図である。
【０００３】
図５は、図４の半導体出力回路から出力される出力波形を示すタイミングチャートであり、図５（ａ）は、図４（ａ）の半導体出力回路の入力信号と出力信号の関係を示し、図５（ｂ）は図４（ｂ）の半導体出力回路の入力信号と出力信号の関係を示すものである。
【０００４】
以下、半導体出力回路の通常動作時とテスト動作時の動作について説明する。まず、通常動作時では、図５（ａ）に示すように、出力バッファ４０１は、半導体回路内部から出力された出力信号ＤＩを入力し、出力信号ＤＯＵＴを外部に出力する。このとき、出力信号ＤＯＵＴは、外部負荷ＣＬの影響によって立ち上がりになまりが生じ、半導体回路内部からの出力信号ＤＩに対して遅延が起こる。しかしながら、通常動作時の外部負荷ＣＬの容量は微小であるため、半導体回路内部からの出力信号ＤＩと、出力バッファ４０１を通過した出力信号ＤＯＵＴとの間に、それ程大きな差は生じていない。
【０００５】
次に、テスト動作時では、図５（ｂ）に示すように、外部負荷ＣＬの容量が増大し、なおかつ通常動作時よりも高速で回路を動作させるため、出力信号ＤＯＵＴの立ち上がりのなまりが大きくなる。つまり、テスト動作時では、出力バッファ４０１が通常動作時と同じ能力を有するものであると、能力が不足する。そのため、期待値とのずれが起こり、テストが困難となる。
【０００６】
このように、従来の半導体出力回路では、出力バッファ４０１の能力を通常動作時の状態に合わせて固定されるので、テスト動作時において出力バッファ４０１の能力不足が問題となっていた。そこで、出力バッファ４０１の能力をテスト動作時に合わせて高く設定すると、通常動作時において、出力信号ＤＯＵＴが急速に立ち上がるため、信号にノイズが発生する危険が生じる。また、半導体出力回路は、通常動作時においても、またテスト動作時においても同じ出力波形を得るために、通常、テスト動作時には図４（ｂ）に示すように負荷回路ＩＬを半導体出力回路の外部に付加することによって、出力信号ＤＯＵＴの立ち上がり時間を早めていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体出力回路によれば、外部負荷ＣＬの容量は不安定であり、テスト動作時に外部につけるべき負荷回路ＩＬの能力を判断すること、また通常動作時とテスト動作時両方における外部負荷ＣＬを考慮しながら回路設計を行うことは、回路設計者にとって大きな負担であった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、外部負荷の大きさによって出力バッファの能力の切り替えが必要かどうかを判断し、自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる半導体出力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】
この課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半導体出力回路は、出力端子外部が無負荷の状態の基準出力バッファと、該基準出力バッファと同じ能力を持ち、出力端子外部に負荷のある通常の出力バッファと、該通常の出力バッファと並列に接続され、上記基準出力バッファよりも能力が高く、かつＯＮ−ＯＦＦの制御が可能な能力可変バッファと、上記基準出力バッファの出力と上記通常の出力バッファの出力との位相差を検出する位相差検出回路と、該位相差検出回路で検出された位相差に応じて、上記能力可変バッファをＯＮまたはＯＦＦに制御する制御信号を出力する位相差判定回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の半導体出力回路は、請求項１に記載の半導体出力回路において、上記能力可変バッファは、能力の異なる複数個からなり、上記位相差判定回路は、上記複数個の能力可変バッファを制御する制御信号を出力することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による半導体出力回路の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１より、半導体出力回路は、基準出力バッファ１０１と、出力バッファ（通常の出力バッファ）１０２と、能力可変バッファ１０３と、位相差検出回路１０４と、位相差判定回路１０５とを備えている。
【００１３】
基準出力バッファ１０１は、出力端子外部が無負荷の状態であり、出力バッファ１０２は、基準出力バッファ１０１と同じ能力を有し、かつ出力端子外部に負荷（外部負荷ＣＬ）を有するものである。能力可変バッファ１０３は、出力バッファ１０２と並列に接続され、基準出力バッファ１０１よりも高い能力を有し、かつＯＮ−ＯＦＦの制御が可能である。位相差検出回路１０４は、基準出力バッファ１０１から出力される出力信号Ｄ１と、出力バッファ１０２から出力される出力信号Ｄ２との位相差を検出し、この位相差をパルス信号Ｄ３として出力する。位相差判定回路１０５は、位相差検出回路１０４から出力されたパルス信号Ｄ３に応じて、能力可変バッファ１０３のＯＮ−ＯＦＦを切り替える制御信号Ｃを出力する。
【００１４】
このように構成された半導体出力回路について、その動作を説明する。
まず、半導体回路内部から出力された出力信号ＤＩは、基準出力バッファ１０１、及び出力バッファ１０２に入力される。そして、基準出力バッファ１０１からは出力信号Ｄ１が出力され、出力バッファ１０２からは出力信号Ｄ２が出力される。ここで、基準出力バッファ１０１は、出力端子外部が無負荷の状態であるので、基準出力バッファ１０１に入力された出力信号ＤＩと、出力される出力信号Ｄ１とはほぼ等しくなる。
【００１５】
続いて、位相差検出回路１０４は、出力信号Ｄ１、及びＤ２を入力し、これらの位相差を検出して、この位相差をパルス信号Ｄ３として出力する。位相差判定回路１０５では、判定の基準となる基準パルス信号Ｐが与えられており、この基準パルス信号Ｐと、パルス信号Ｄ３とを比較する。そして、基準パルス信号Ｐと、パルス信号Ｄ３との差によって、能力可変バッファ１０３をＯＮまたはＯＦＦに制御する制御信号Ｃを出力する。
【００１６】
次に、図１の能力可変バッファを制御する動作を図２に示すタイミングチャートを用いて詳細に説明する。
図２は、本実施の形態１による半導体出力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２（ａ）は通常動作時を示し、図２（ｂ）はテスト動作時を示す。
【００１７】
まず、通常の動作時では、図２（ａ）に示すように、基準出力バッファ１０１から出力信号Ｄ１が出力され、出力バッファ１０２から出力信号Ｄ２が出力される。位相差検出回路１０４では、出力信号Ｄ１、及びＤ２の位相差の検出が行われ、検出された位相差を示すパルス信号Ｄ３を出力する。この場合、出力信号Ｄ１、及びＤ２では、それほど大きな差はないので、パルス信号Ｄ３のＨの期間が短い信号が出力される。次に、位相差判定回路１０５では、パルス信号Ｄ３と、基準パルス信号Ｐとの比較を行い、比較した結果、パルス信号Ｄ３のＨの期間が、基準パルス信号ＰのＨの期間よりも短いことから、制御信号ＣをＬにして出力する。つまり、能力可変バッファ１０３はＯＦＦの状態となり、出力バッファ１０２のみを用いて出力信号ＤＯＵＴが出力される。
【００１８】
次に、テスト動作時では、図２（ｂ）に示すように、基準出力バッファ１０１から出力信号Ｄ１が出力され、出力バッファ１０２から出力信号Ｄ２が出力される。位相差検出回路１０４では、出力信号Ｄ１、及びＤ２の位相差の検出が行われ、検出された位相差を示すパルス信号Ｄ３を出力する。この場合、出力信号Ｄ１、及びＤ２では、出力信号Ｄ２の立ち上がりに大きなずれが生じているので、パルス信号Ｄ３はＨの期間の長い信号が出力される。次に、位相差判定回路１０５では、パルス信号Ｄ３と、基準パルス信号Ｐとの比較を行い、比較した結果、パルス信号Ｄ３のＨの期間が、基準パルス信号ＰのＨの期間よりも長いことから、制御信号ＣをＨにして出力する。つまり、能力可変バッファ１０３はＯＮの状態となり、出力バッファ１０２と能力可変バッファ１０３とを用いて出力信号ＤＯＵＴが出力される。
【００１９】
このように、本実施の形態１による半導体出力回路によれば、半導体回路内部からの出力信号ＤＩと、半導体出力回路から外部へ出力される出力信号ＤＯＵＴの立ち上がり時間のずれを検出し、そのずれが基準値よりも大きいときは能力可変バッファを可動させるようにしたので、テスト動作時において、バッファの能力不足を考慮することなく、外部負荷の容量変化に応じて自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる。
【００２０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による半導体出力回路の構成を示すブロック図である。
図３より、半導体出力回路は、基準出力バッファ１０１と、出力バッファ１０２と、第１〜第３の能力可変バッファ３０１〜３０３と、位相差検出回路１０４と、位相差判定回路１０５とを備えている。
【００２１】
第１〜第３の能力可変バッファ３０１〜３０３は、それぞれ能力の異なる可変バッファである。なお、その他の構成について、図１と同じ部位は、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２２】
このように構成された半導体出力回路について、その動作を説明する。
まず、半導体回路内部から出力された出力信号ＤＩは、基準出力バッファ１０１、及び出力バッファ１０２に入力される。そして、基準出力バッファ１０１からは出力信号Ｄ１が出力され、出力バッファ１０２からは出力信号Ｄ２が出力される。
【００２３】
続いて、位相差検出回路１０４は、出力信号Ｄ１、及びＤ２を入力し、これらの位相差を検出して、この位相差をパルス信号Ｄ３として出力する。位相差判定回路１０５では、判定の基準となる基準パルス信号Ｐが与えられており、この基準パルス信号Ｐと、パルス信号Ｄ３とを比較する。
【００２４】
そして、比較した結果、パルス信号Ｄ３のＨの期間が、基準パルス信号Ｐよりも短いならば、第１〜第３の能力可変バッファ３０１〜３０３をＯＦＦにする制御信号Ｃ１〜Ｃ３を出力する。また、パルス信号Ｄ３のＨの期間が、基準パルス信号Ｐよりも長いならば、最適な能力を有する能力可変バッファの組み合わせを選択し、選択された１ないし３個の能力可変バッファをＯＮにするように、制御信号Ｃ１〜Ｃ３を制御する。
【００２５】
このように、本実施の形態２による半導体出力回路によれば、複数の能力可変バッファを設け、位相差判定回路で位相差の大小により、最適な能力可変バッファを選択するようにしたので、テスト動作時などで、出力バッファに大きな能力を要求する場合でも、外部負荷の容量変化に応じて自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態２では、能力可変バッファを３個備える場合を例に挙げて説明したが、能力可変バッファの数は３個に限るものではなく、２個以上の能力可変バッファを備えることにより、同様の効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
このように、本発明の請求項１に記載の半導体出力回路によれば、出力端子外部が無負荷の状態の基準出力バッファと、該基準出力バッファと同じ能力を持ち、出力端子外部に負荷のある通常の出力バッファと、該通常の出力バッファと並列に接続され、上記基準出力バッファよりも能力が高く、かつＯＮ−ＯＦＦの制御が可能な能力可変バッファと、上記基準出力バッファの出力と上記通常の出力バッファの出力との位相差を検出する位相差検出回路と、該位相差検出回路で検出された位相差に応じて、上記能力可変バッファをＯＮまたはＯＦＦに制御する制御信号を出力する位相差判定回路とを備えたので、テスト動作時において、バッファの能力不足を考慮することなく、外部負荷の容量変化に応じて自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる。
【００２８】
また、本発明の請求項２に記載の半導体出力回路によれば、請求項１に記載の半導体出力回路において、上記能力可変バッファは能力の異なる複数個からなり、上記位相差判定回路は、上記複数個の能力可変バッファを制御する制御信号を出力するようにしたので、テスト動作時などで、出力バッファに大きな能力を要求する場合でも、外部負荷の容量変化に応じて自動的に出力バッファの能力を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体出力回路の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態１による半導体出力回路の動作を説明するためのタイミングチャート
【図３】本発明の実施の形態２による半導体出力回路の構成を示すブロック図
【図４】従来の半導体出力回路の構成を示すブロック図
【図５】図４の半導体出力回路から出力される出力波形を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１０１　基準出力バッファ
１０２　出力バッファ
１０３　能力可変バッファ
１０４　位相差検出回路
１０５　位相差判定回路
３０１　第１の能力可変バッファ
３０２　第２の能力可変バッファ
３０３　第３の能力可変バッファ
４０１　出力バッファ
【図１】
2004015624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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