(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを兼用していたので、パッドのサイズおよびピッチを縮小することが困難で、チップ面積が大きくなり、かつ高周波特性を改善することができなかったという課題を解決する手段の提供。【解決手段】差動出力部１１の出力によって操作される選択スイッチを内蔵した状態検出部２０によって差動出力部の出力状態を検出できるようにし、かつウエハテスト用パッド２１とボンディングパッド２２および２３とを分離した。ボンディングパッド２２および２３のサイズとピッチを縮小することができるので、チップ面積を小さくすることができると共に、高周波特性を改善することができる。また、ウエハテスト用パッド２１の配置の自由度が増すので、チップ面積をさらに縮小できる。【選択図】図１
2009170735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動信号を出力する差動出力部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、
正電源にその一端が接続される第１の抵抗と、
一定の電流を出力する電流源と、
前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１の抵抗に流すかどうかを選択する選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成される状態検出部と、
前記第１の抵抗の正電源が接続されていない側に接続されるウエハテスト用パッドと、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
少なくとも前記差動出力部と前記状態検出部、およびボンディングパッドが含まれる複数の回路と、
前記複数の回路の各々について、その内部に配置されている前記第１の抵抗の正電源が接続されていない側と前記ウエハテスト用パッドの間に配置された第２の抵抗と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
差動信号を出力する複数の差動出力部と、
前記複数の差動出力部に１対１に対応し、対応する差動出力部が出力する差動信号が入力され、
電流を出力する出力端子と、
一定の電流を出力する電流源と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、この差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記出力端子に出力するかどうかを選択する選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
を具備し、前記電流源の出力電流値が異なる複数の状態検出部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
前記複数の状態検出部内の前記出力端子の全てに接続されるウエハテスト用パッドと、
正電源と前記ウエハテスト用パッドとの間に接続された第３の抵抗と、
を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項４】
前記第３の抵抗を、前記状態検出部の少なくとも１つに内蔵したことを特徴とする請求項３記載の半導体集積回路。
【請求項５】
差動信号を出力する複数の差動出力部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、入力された信号に対応するアナログ信号を出力するデジタルアナログ変換器と、
前記デジタルアナログ変換器の出力が入力されるウエハテスト用パッドと、
前記デジタルアナログ変換器の動作を停止させる停止スイッチと、
を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項６】
差動信号が入力される差動入力部と、
前記差動入力部の出力信号が入力され、
一端が正電源に接続された第４の抵抗と、
前記第４の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第１のトランジスタと、
一端が正電源に接続された第５の抵抗と、
前記第５の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第２のトランジスタと、
で構成された差動出力部と、
前記差動出力部に直列に接続され、
一定の電流を出力する電流源と、
前記第１および第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１または第２のトランジスタに選択的に流す選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成された状態検出部と、
前記第１のトランジスタのコレクタに接続される第１のウエハテスト用パッドと、
前記第２のトランジスタのコレクタに接続される第２のウエハテスト用パッドと、
前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のボンディングパッドと、
前記第２のトランジスタのエミッタに接続される第２のボンディングパッドと、
を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項７】
差動信号が入力される差動入力部と、
前記差動入力部の出力信号が入力され、
一端が正電源に接続された第４の抵抗と、
前記第４の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第１のトランジスタと、
一端が正電源に接続された第５の抵抗と、
前記第５の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのコレクタにその一端が接続される第６の抵抗と、
前記第２のトランジスタのコレクタにその一端が接続され、その他端が前記第６の抵抗の他端に接続される第７の抵抗と、
で構成された差動出力部と、
前記差動出力部に直列に接続され、
一定の電流を出力する電流源と、
前記第１および第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１または第２のトランジスタに選択的に流す選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成された状態検出部と、
前記第６の抵抗と前記第７の抵抗の共通接続点に接続されるウエハテスト用パッドと、
前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のボンディングパッドと、
前記第２のトランジスタのエミッタに接続される第２のボンディングパッドと、
を具備したことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項８】
前記差動入力部、差動出力部、および状態検出部で構成される複数の回路と、
前記複数の回路内の前記第６の抵抗と第７の抵抗の共通接続点にその一端が接続され、他端が前記ウエハテスト用パッドに接続される第８の抵抗と、
を具備したことを特徴とする請求項７記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波特性を改善でき、かつチップ面積を削減することができる半導体集積回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１に、ＥＣＬ(Emitter-Coupled Logic)回路の出力バッファの構成を示す。図１１において、１０は差動入力部、１１は差動出力部、１２および１３はパッドである。
【０００３】
差動入力部１０は、一端が正電源ＶＣＣに接続される抵抗Ｒ１およびＲ２、この抵抗Ｒ１、Ｒ２のそれぞれにそのコレクタが接続され、エミッタが共通接続されるバイポーラトランジスタ（以下トランジスタという）Ｔｒ１およびＴｒ２、エミッタの共通接続点および負電源ＶＥＥとの間に接続される電流源Ｉｓ１で構成される。
【０００４】
差動入力信号ＩＮＰ１、ＩＮＮ１はトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベースに印加される。差動入力信号ＩＮＰ１、ＩＮＮ１によってトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のコレクタ電流が変化し、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のコレクタ電圧が変化する。この差動入力部１０の入力端子はトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベース、出力端子は抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１の接続点および抵抗Ｒ２とトランジスタＴｒ２の接続点になる。
【０００５】
差動出力部１１は、正電源ＶＣＣにそのコレクタが接続され、そのベースが差動入力部１０の出力端子に接続されるトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４で構成される。このトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のエミッタはそれぞれパッド１２、１３に接続される。この差動出力部１１の入力端子はトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のベース、出力端子はエミッタである。
【０００６】
パッド１２、１３はパッケージ実装時のボンディングパッドとして使用されると共に、ウエハテスト時にプローブを当てて信号を取り出すウエハテスト用パッドとしても用いられる。
【特許文献１】特開平０６−０６９７８０号広報
【特許文献２】特開平０６−１３２８０９号広報
【特許文献３】特開平０６−２０９２５７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような出力バッファには次のような課題があった。近年フリップチップ・ボンディングなどの実装技術が進歩し、高密度化が進行しており、それに伴ってボンディングパッドのサイズおよびピッチ（間隔）が縮小している。ボンディングパッドを小さくするとチップ面積を縮小することができ、かつ高周波特性を向上させることができる。
【０００８】
しかし、ウエハテストではプローブを確実にパッドに接触させなければならないので、パッドのサイズを縮小し、かつピッチを小さくすることには限界がある。そのため、ボンディングパッドとウエハテスト用のプロービングパッドを共用すると、パッドのサイズおよびピッチを小さくすることができない。その結果、チップ面積を縮小することができず、かつ高周波特性を向上させることができないという課題があった。
【０００９】
従って本発明の目的は、ボンディングパッドとウエハテスト用パッドを別にし、また個数を削減することにより、ボンディングパッドのサイズ、ピッチを縮小することができ、かつチップ面積が増加することがない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】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
差動信号を出力する差動出力部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、
正電源にその一端が接続される第１の抵抗と、
一定の電流を出力する電流源と、
前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１の抵抗に流すかどうかを選択する選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成される状態検出部と、
前記第１の抵抗の正電源が接続されていない側に接続されるウエハテスト用パッドと、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
を具備したものである。ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分けることにより、チップ面積を縮小でき、かつ高周波特性を改善することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
少なくとも前記差動出力部と前記状態検出部、およびボンディングパッドが含まれる複数の回路と、
前記複数の回路の各々について、その内部に配置されている前記第１の抵抗の正電源が接続されていない側と前記ウエハテスト用パッドの間に配置された第２の抵抗と、
を具備したものである。チップ面積をさらに縮小することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、
差動信号を出力する複数の差動出力部と、
前記複数の差動出力部に１対１に対応し、対応する差動出力部が出力する差動信号が入力され、
電流を出力する出力端子と、
一定の電流を出力する電流源と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、この差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記出力端子に出力するかどうかを選択する選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
を具備し、前記電流源の出力電流値が異なる複数の状態検出部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
前記複数の状態検出部内の前記出力端子の全てに接続されるウエハテスト用パッドと、
正電源と前記ウエハテスト用パッドとの間に接続された第３の抵抗と、
を具備したものである。ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分け、かつウエハテスト用パッドの数を減らすことにより、チップ面積を縮小し、かつ高周波特性を改善することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記第３の抵抗を、前記状態検出部の少なくとも１つに内蔵するようにしたものである。チップ面積を縮小できる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、
差動信号を出力する複数の差動出力部と、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力されるボンディングパッドと、
前記差動出力部が出力する差動信号が入力され、入力された信号に対応するアナログ信号を出力するデジタルアナログ変換器と、
前記デジタルアナログ変換器の出力が入力されるウエハテスト用パッドと、
前記デジタルアナログ変換器の動作を停止させる停止スイッチと、
を具備したものである。ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分け、かつウエハテスト用パッドの数を減らすことにより、高周波特性を改善でき、かつチップ面積を大幅に縮小できる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、
差動信号が入力される差動入力部と、
前記差動入力部の出力信号が入力され、
一端が正電源に接続された第４の抵抗と、
前記第４の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第１のトランジスタと、
一端が正電源に接続された第５の抵抗と、
前記第５の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第２のトランジスタと、
で構成された差動出力部と、
前記差動出力部に直列に接続され、
一定の電流を出力する電流源と、
前記第１および第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１または第２のトランジスタに選択的に流す選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成された状態検出部と、
前記第１のトランジスタのコレクタに接続される第１のウエハテスト用パッドと、
前記第２のトランジスタのコレクタに接続される第２のウエハテスト用パッドと、
前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のボンディングパッドと、
前記第２のトランジスタのエミッタに接続される第２のボンディングパッドと、
を具備したものである。ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分けることにより、高周波特性を改善でき、チップ面積を縮小できる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、
差動信号が入力される差動入力部と、
前記差動入力部の出力信号が入力され、
一端が正電源に接続された第４の抵抗と、
前記第４の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第１のトランジスタと、
一端が正電源に接続された第５の抵抗と、
前記第５の抵抗の他端にそのコレクタが接続され、そのベースに前記差動入力部の出力信号が入力される第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのコレクタにその一端が接続される第６の抵抗と、
前記第２のトランジスタのコレクタにその一端が接続され、その他端が前記第６の抵抗の他端に接続される第７の抵抗と、
で構成された差動出力部と、
前記差動出力部に直列に接続され、
一定の電流を出力する電流源と、
前記第１および第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記差動信号に基づいて前記電流源の出力電流を前記第１または第２のトランジスタに選択的に流す選択スイッチと、
この状態検出部の動作を停止させる停止スイッチと、
で構成された状態検出部と、
前記第６の抵抗と前記第７の抵抗の共通接続点に接続されるウエハテスト用パッドと、
前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のボンディングパッドと、
前記第２のトランジスタのエミッタに接続される第２のボンディングパッドと、
を具備したものである。ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分け、かつウエハテスト用パッドの数を減らすことにより、高周波特性を改善し、かつチップ面積を縮小できる。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
前記差動入力部、差動出力部、および状態検出部で構成される複数の回路と、
前記複数の回路内の前記第６の抵抗と第７の抵抗の共通接続点にその一端が接続され、他端が前記ウエハテスト用パッドに接続される第８の抵抗と、
を具備したものである。チップ面積をさらに縮小できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２、３、４、５、６、７および８の発明によれば、状態検出部を用いて少ない数のパッドで差動出力部の出力を検出できるようにし、かつウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分けるようにした。
【００１９】
ウエハテスト用パッドとボンディングパッドを分離したので、ボンディングパッドのサイズとピッチを縮小することができる。このため、チップ面積を縮小でき、かつ高周波特性を改善することができるという効果がある。また、ウエハテスト用パッドの数を減らすことができるので、チップ面積を縮小することができるという効果がある。さらに、ウエハテスト用パッドの配置の自由度が増加するので、さらにチップ面積を縮小することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体集積回路の一実施例を示す構成図である。この実施例は請求項１に対応するものである。なお、図１１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２１】
図１において、２０は状態検出部であり、抵抗Ｒ３、トランジスタＴｒ５およびＴｒ６、スイッチＳｗ１、一定値の電流を出力する電流源Ｉｓ２で構成される。抵抗Ｒ３は第１の抵抗に、トランジスタＴｒ５とＴｒ６は選択スイッチに、スイッチＳｗ１は停止スイッチに相当する。２１はウエハテスト用パッド、２２および２３は実装用ボンディングパッドである。ウエハテスト用パッド２１はサイズが大きく、ボンディングパッド２２および２３はサイズおよびピッチが小さい。
【００２２】
トランジスタＴｒ５のコレクタは直接に、トランジスタＴｒ６のコレクタは抵抗Ｒ３を介して正電源ＶＣＣに接続される。トランジスタＴｒ５のベースはトランジスタＴｒ３のエミッタおよびボンディングパッド２２に、トランジスタＴｒ６のベースはトランジスタＴｒ４のエミッタとボンディングパッド２３に接続される。すなわち、トランジスタＴｒ５とＴｒ６には差動出力部１１の出力が入力される。このトランジスタＴｒ５とＴｒ６のエミッタは共通接続され、スイッチＳｗ１の一端に接続される。このスイッチＳｗ１の他端と負電源ＶＥＥとの間には電流源Ｉｓ２が接続される。
【００２３】
このような構成において、ウエハテスト時にはスイッチＳｗ１をオンにしてウエハテスト用パッド２１にプローブを当てる。トランジスタＴｒ５とＴｒ６は、差動出力部１１の出力信号で制御されるカレントスイッチとして動作する。
【００２４】
差動出力部１１の出力である差動信号がＨｉ、すなわちトランジスタＴｒ３のエミッタが高レベル、Ｔｒ４のエミッタが低レベルになると、トランジスタＴｒ５がオンに、Ｔｒ６がオフになる。抵抗Ｒ３には電流が流れないので、ウエハテスト用パッド２１の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド２１の電位＝ＶＣＣ
これによって、ウエハテスト用パッド２１の電位により、間接的に出力Ｈｉを検出することができる。
【００２５】
差動出力部１１の差動出力信号がＬｏ、すなわちトランジスタＴｒ４のエミッタが高レベル、Ｔｒ３のエミッタが低レベルになると、トランジスタＴｒ６がオンに、Ｔｒ５がオフになる。抵抗Ｒ３の抵抗値を同じ記号のＲ３、電流源Ｉｓ２の出力電流を同じ記号のＩｓ２で表すと、抵抗Ｒ３にはＩｓ２の電流が流れるので、ウエハテスト用パッド２１の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド２１の電位＝ＶＣＣ−Ｒ３×Ｉｓ２
これによって、ウエハテスト用パッド２１の電位により、間接的に出力Ｌｏを検出することができる。このＨｉ、Ｌｏを検出することにより、差動入力部１０と差動出力部１１の動作をテストすることができる。
【００２６】
実装はボンディングパッド２２と２３を用いて行い、実使用時にはスイッチＳｗ１をオフにする。トランジスタＴｒ５とＴｒ６のエミッタは切り離されるので、状態検出部２０は動作を停止する。これにより、図１１従来例と等価になる。
【００２７】
図１実施例と図１１従来例を比較すると、図１実施例はウエハテスト用パッド２１が増えている。しかし、ボンディングパッド２２と２３は実装用にのみ用いるので、サイズおよびピッチを小さくすることができる。従って、パッドの数は増えるが、実装面積は実質的に小さくなり、チップ面積を削減することができる。
【００２８】
また、ウエハテスト用パッド２１はウエハテストのみに用いるので、差動出力部１１から離れた所に配置することができる。従って、配置の自由度が増えるので、チップ面積をさらに削減することができる。また、実使用時にはウエハテスト用パッド２１は切り離されるので、高周波特性が悪化することがない。
【００２９】
図２に他の実施例を示す。この実施例は請求項２に対応するものである。
【００３０】
なお、図１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図２において、３０、３１は差動入力部１０、差動出力部１１、状態検出部２０で構成される出力バッファであり、それぞれ図１実施例と同じ構成を有している。出力バッファ３０、３１は回路に相当する。
【００３１】
３２はウエハテスト用パッド、Ｒ４、Ｒ５は抵抗である。出力バッファ３０内の抵抗Ｒ３とトランジスタＴｒ６の接続点とウエハテスト用パッド３２との間には抵抗Ｒ４が接続され、出力バッファ３１内の抵抗Ｒ３とトランジスタＴｒ６の接続点とウエハテスト用パッド３２との間には抵抗Ｒ５が接続される。抵抗Ｒ４とＲ５の抵抗値は抵抗Ｒ３よりも十分大きい値とし、かつ異なった値を用いる。抵抗Ｒ４、Ｒ５は第２の抵抗に相当する。
【００３２】
図１実施例と同様に、ウエハテスト時には出力バッファ３０、３１内のスイッチＳｗ１をオンにする。出力バッファ３０、３１内の抵抗Ｒ３と電流源Ｉｓ２の出力電流値を同じ値とし、抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値を同じ符号で表してＲ４＝２・Ｒ５とする。抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値は抵抗Ｒ３の抵抗値に比べて十分大きいので、これらの抵抗に流れる電流を無視することができる。また、Ｖｘを下式で定義する。
Ｖｘ＝（抵抗Ｒ３の抵抗値）×（電流源Ｉｓ２の出力電流値）
【００３３】
両方の差動出力部１１の出力がＨｉのときは、両方のトランジスタＴｒ６がオフになる。抵抗Ｒ３には電流が流れないので、ウエハテスト用パッド３２の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド３２の電位＝ＶＣＣ
両方の差動出力部１１の出力がＬｏのときは、両方のトランジスタＴｒ６がオンになり、両方の抵抗Ｒ３に同じ電流が流れるので、ウエハテスト用パッド３２の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド３２の電位＝ＶＣＣ−Ｖｘ
【００３４】
出力バッファ３０内の差動出力部１１の出力のみＬｏになると、この出力バッファ３０内のトランジスタＴｒ６のみオンになり、出力バッファ３０内の抵抗Ｒ３にのみ電流が流れる。Ｖｘは抵抗Ｒ４とＲ５で分圧されるので、ウエハテスト用パッド３２電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド３２の電位＝ＶＣＣ−Ｖｘ×Ｒ５／（Ｒ４＋Ｒ５）
＝ＶＣＣ−Ｖｘ／３
【００３５】
出力バッファ３１内の差動出力部１１の出力のみＬｏになると、出力バッファ３１内のトランジスタＴｒ６のみオンになり、この出力バッファ３１内の抵抗Ｒ３にのみ電流が流れるので、ウエハテスト用パッド３２の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド３２の電位＝ＶＣＣ−Ｖｘ×Ｒ４／（Ｒ４＋Ｒ５）
＝ＶＣＣ−Ｖｘ・２／３
【００３６】
図３はウエハテスト用パッド３２の電位をまとめたものである。この表から、ウエハテスト用パッド３２の電位を測定することにより出力バッファ３０、３１の出力の状態を検出することができる。この実施例では、図１実施例に比べて出力バッファ当たりのウエハテスト用パッドの数を半分にすることができる。
【００３７】
なお、図２実施例では出力バッファの数を２としたが、３以上に拡張することができる。この場合、各出力バッファ内の抵抗Ｒ３とトランジスタＴｒ６の接続点とウエハテスト用パッド３２を、抵抗を介して接続すればよい。これらの抵抗の抵抗値を適宜選択すると、ウエハテスト用パッド３２の電位から各出力バッファの差動出力部１１の状態を検出することができる。
【００３８】
図４に他の実施例を示す。この実施例は請求項３に対応するものである。
【００３９】
なお、図１、図２と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図４において、４０、４１は出力バッファであり、差動入力部１０、差動出力部１１、および状態検出部４２で構成される。
【００４０】
状態検出部４２はトランジスタＴｒ５およびＴｒ６、スイッチＳｗ１、電流源Ｉｓ２、出力端子４３で構成される。状態検出部４２は状態検出部２０の抵抗Ｒ３を外し、トランジスタＴｒ６のコレクタを出力端子４３に接続したものである。
【００４１】
４４はウエハテスト用パッドであり、出力バッファ４０、４１内の出力端子４３に接続される。Ｒ６は第３の抵抗に相当する抵抗であり、正電源ＶＣＣとウエハテスト用パッド４４との間に接続される。出力バッファ４０と４１内の電流源Ｉｓ２の出力電流値は異なった値に設定する。以下の説明では、出力バッファ４０内の電流源Ｉｓ２の出力電流値を同じ符号のＩｓ２とし、
Ｉｓ２＝（出力バッファ４１内の電流源の出力電流値）／２
に設定したものとする。また、Ｖｘを下式で定義する。
Ｖｘ＝（抵抗Ｒ６の抵抗値）×Ｉｓ２
【００４２】
両方の差動出力部１１の出力がＨｉのときは、両方のトランジスタＴｒ６がオフになる。抵抗Ｒ６には電流が流れないので、ウエハテスト用パッド４４の電位は下式になる。
ウエハテスト用パッド４４の電位＝ＶＣＣ
【００４３】
差動出力部１１の出力がＬｏになると、トランジスタＴｒ６はオンになる。出力バッファ４０側のみＬｏ、４１側のみＬｏ、両方Ｌｏの場合、抵抗Ｒ６に流れる電流はそれぞれＩｓ２、２・Ｉｓ２、３・Ｉｓ２になる。従って、ウエハテスト用パッド４４の電位は下記（１）〜（３）になる。
ウエハテスト用パッド４４の電位＝ＶＣＣ−Ｖｘ  ・・・・・・・  （１）
ウエハテスト用パッド４４の電位＝ＶＣＣ−２・Ｖｘ  ・・・・・  （２）
ウエハテスト用パッド４４の電位＝ＶＣＣ―３・Ｖｘ  ・・・・・  （３）
【００４４】
図５はウエハテスト用パッド４４の電位をまとめたものである。この実施例でもウエハテスト用パッド４４の電位を測定することにより出力バッファ４０、４１の出力状態を検出することができる。また、図１実施例に比べて出力バッファ当たりのウエハテスト用パッドの数を半分にすることができる。
【００４５】
なお、この実施例でも出力バッファの数を３以上に拡張することができる。この場合、各出力バッファ内の電流源Ｉｓ２の出力電流の値を異ならせるようにすればよい。また、抵抗Ｒ６を状態検出部４２の内部に配置してもよい。この場合、２つ以上の状態検出部に抵抗Ｒ６を配置することもできる。
【００４６】
図２、図４実施例は、出力バッファの状態をアナログ信号に変換し、このアナログ信号の電圧をウエハテスト用パッドで検出して出力バッファの出力状態を検出するようにしたものと考えることができる。
【００４７】
図６はこの概念を図示したものである。この実施例は請求項５に対応するものである。
【００４８】
図６において、５０ａ〜５０ｎはそれぞれ図１１と同じ構成の出力バッファ、５１ａ１〜５１ｎ１、５１ａ２〜５１ｎ２はそれぞれ出力バッファ５０ａ〜５０ｎの出力を外部に取り出すボンディングパッドである。５２は出力バッファ５０ａ〜５０ｎの出力が入力されるデジタルアナログ変換器であり、スイッチ５３を介して基準電圧ＲＥＦが供給される。５４はウエハテスト用パッドであり、デジタルアナログ変換器５２の出力端子に接続される。スイッチ５３は停止スイッチに相当する。
【００４９】
ウエハテスト時は、スイッチ５３をオンにする。ウエハテスト用パッド５４の電位は出力バッファ５０ａ〜５０ｎの出力状態によって変化する。そのため、ウエハテスト用パッド５４にプローブを当ててその電位を測定することにより、出力バッファ５０ａ〜５０ｎの出力状態を検出することができる。この実施例ではウエハテスト用パッドの数をさらに削減することができる。
【００５０】
１つのウエハテスト用パッドで測定できる出力バッファの数はデジタルアナログ変換器５２の入力ビット数で決定される。８ビットのデジタルアナログ変換器を用いると４個、１６ビットのデジタルアナログ変換器を用いると８個の出力バッファの出力状態を１つのパッドで検出することができる。
【００５１】
ウエハテスト以外では、スイッチ５３をオフにする。スイッチ５３はデジタルアナログ変換器５２の動作を停止させるスイッチである。
【００５２】
なお、図１、図２、図４、図６では本発明をＥＣＬ回路の出力バッファに適用した例を示したが、必ずしもこの例に限定されることはない。要は、差動信号を出力できる集積回路であればよい。
【００５３】
図７に他の実施例を示す。この実施例は請求項６に対応するものである。
【００５４】
なお、図１、図１１と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図７において、６０は差動出力部、６１は状態検出部、６２、６３はウエハテスト用パッドである。
【００５５】
差動出力部６０は、図１の差動出力部１１と類似の構成を有しているが、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のコレクタはそれぞれ抵抗Ｒ７、Ｒ８を介して正電源ＶＣＣに接続される。抵抗Ｒ７とトランジスタＴｒ３の接続点はウエハテスト用パッド６２に接続され、抵抗Ｒ７とトランジスタＴｒ４の接続点はウエハテスト用パッド６３に接続される。抵抗Ｒ７、Ｒ８はそれぞれ第４、第５の抵抗に相当し、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４はそれぞれ第１、第２のトランジスタに相当する。
【００５６】
状態検出部６１はトランジスタＴｒ７およびＴｒ８、スイッチＳｗ２、電流源Ｉｓ３で構成される。トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８のコレクタはそれぞれトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のエミッタに接続され、ベースにはそれぞれ差動入力信号ＩＮＮ１、ＩＮＰ１が入力される。トランジスタＴｒ７とＴｒ８のエミッタは共通接続され、スイッチＳｗ２の一端に接続される。このスイッチＳｗ２の他端と負電源ＶＥＥとの間には、電流源Ｉｓ４が接続される。スイッチＳｗ２は停止スイッチに相当し、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８は選択スイッチに相当する。
【００５７】
抵抗Ｒ７とＲ８の抵抗値は等しいとする。ウエハテストのときは、スイッチＳｗ２をオンにする。トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８はカレントスイッチとして動作する。差動入力信号がＨｉ（ＩＮＰ１＞ＩＮＮ１）のときは、トランジスタＴｒ８がオン、Ｔｒ７がオフになる。電流源Ｉｓ３の出力電流は抵抗Ｒ８、トランジスタＴｒ４およびＴｒ８を流れるので、パッド６３の電位はパッド６２の電位より低くなる。差動入力信号がＬｏ（ＩＮＮ１＞ＩＮＰ１）のときは、トランジスタＴｒ７がオン、Ｔｒ８がオフになる。電流源Ｉｓ３の出力電流は抵抗Ｒ７、トランジスタＴｒ３およびＴｒ７を流れるので、パッド６３の電位はパッド６２の電位より高くなる。
【００５８】
従って、パッド６２、６３の電位を測定することにより、差動出力部６０の出力状態を検出することができる。この実施例ではウエハテスト用パッド６２、６３と、ボンディングパッド２２、２３の両方が必要であるが、パッド６２、６３は出力バッファから離れたところに配置することができるので配置の自由度が増し、チップ面積を小さくすることができる。またボンディングパッド２３、２４のサイズ、ピッチは小さくすることができるので、高周波特性を改善することができる。
【００５９】
なお、パッド６２と６３のどちらかの電圧を測定すると、差動出力部６０の出力状態を検出することができるが、両方のパッドの電圧を測定した方が故障検出の確度を高くすることができる。例えば、パッド６２の電圧の電圧はトランジスタＴｒ４の状態には無関係に決まるので、パッド６２の電圧のみ測定すると、Ｔｒ４の故障を検出することができなくなる。
【００６０】
図８に他の実施例を示す。この実施例は請求項７に対応するものである。
【００６１】
なお、図７と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図８において、７０は差動出力部、７１はウエハテスト用パッドである。差動出力部７０は差動出力部６０と同様の構成を有しているが、抵抗Ｒ９、Ｒ１０が追加されている。
【００６２】
抵抗Ｒ９とＲ１０の一端は共通接続され、その接続点はパッド７１に接続される。また、それらの他端はそれぞれトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のコレクタに接続される。抵抗Ｒ９とＲ１０の抵抗値は異なった値が用いられ、かつ抵抗Ｒ７、Ｒ８の抵抗値よりも十分大きな値が選択される。抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０はそれぞれ第４、第５、第６、第７の抵抗に相当し、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４はそれぞれ第１、第２のトランジスタに相当する。さらに、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８は選択スイッチに相当する。
【００６３】
ウエハテストのときは、スイッチＳｗ２をオンにする。抵抗Ｒ９、Ｒ１０に流れる電流を無視すると、パッド７１の電位は正電源ＶＣＣから抵抗Ｒ７またはＲ８両端の電圧を抵抗Ｒ９とＲ１０で分圧した電圧を引いた値になる。
【００６４】
Ｒ７〜Ｒ１０の抵抗値を同じ符号で表し、Ｒ７＝Ｒ８、Ｒ１０＝２・Ｒ９とし、電流源Ｉｓ３の出力電流を同じ符号のＩｓ３とする。また、Ｖｘを下式で定義する。
Ｖｘ＝Ｉｓ３×Ｒ７  
【００６５】
トランジスタＴｒ３がオン、Ｔｒ４がオフ（差動入力信号がＨｉ）になると、Ｉｓ３は抵抗Ｒ７に流れ、Ｒ８には電流が流れない。抵抗Ｒ８の抵抗値を無視すると、ウエハテスト用パッド７１の電位は下記（４）式になる。
ウエハテスト用パッド７１の電位＝ＶＣＣ−Ｉｓ３×Ｒ７×Ｒ１０／（Ｒ９＋Ｒ１０）
＝ＶＣＣ―２・Ｉｓ３×Ｖｘ／３  ・・・・  （４）
【００６６】
トランジスタＴｒ３がオフ、Ｔｒ４がオン（差動入力信号がＬｏ）になると、Ｉｓ３は抵抗Ｒ８に流れ、Ｒ７には電流が流れない。抵抗Ｒ７の抵抗値を無視すると、ウエハテスト用パッド７１の電位は下記（５）式になる。
ウエハテスト用パッド７１の電位＝ＶＣＣ−Ｉｓ３×Ｒ８×Ｒ９／（Ｒ９＋Ｒ１０）
＝ＶＣＣ―Ｉｓ３×Ｖｘ／３  ・・・・  （５）
【００６７】
このように、ウエハテスト用パッド７１の電位を測定することにより、差動出力部７０の状態を検出することができる。この実施例は図７実施例に比べてウエハテスト用のパッドの数を半分にすることができるので、チップ面積を縮小することができる。
【００６８】
なお、抵抗Ｒ９とＲ１０の抵抗値を同じとし、抵抗Ｒ７とＲ８の抵抗値を異ならせても同じ効果が得られる。Ｒ７＝２・Ｒ８、Ｒ９＝Ｒ１０、抵抗Ｒ７による降下電圧をＶｘとすると、抵抗Ｒ７、Ｒ８に電流が流れるときの、ウエハテスト用パッド７１の電位はそれぞれＶＣＣ−Ｖｘ／２、ＶＣＣ−Ｖｘ／４になる。
【００６９】
また、図７、図８実施例では実使用時にはスイッチＳｗ２をオフにする。差動入力信号の値に関わらずトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８には電流が流れないので、状態検出部６０は実質的に切り離される。また、抵抗Ｒ９、Ｒ１０の抵抗値は抵抗Ｒ７、Ｒ８の抵抗値に比べて十分大きいので、抵抗Ｒ９、Ｒ１０は差動出力部７０の動作に影響を与えることはない。
【００７０】
図９に他の実施例を示す。この実施例は請求項８に対応するものである。
【００７１】
なお、図８と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図９において、８０および８１は出力バッファ、８２はウエハテスト用のパッドである。出力バッファ８０、８１は図８の出力バッファと同じ構成を有している。
【００７２】
Ｒ１１は抵抗であり、その一端は出力バッファ８０内の抵抗Ｒ９とＲ１０の接続点に、他端はウエハテスト用パッド８２に接続されている。Ｒ１２は抵抗であり、その一端は出力バッファ８１内の抵抗Ｒ９とＲ１０の接続点に、他端はウエハテスト用パッド８２に接続されている。Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値は異なる値とし、出力バッファ８０と８１内の抵抗Ｒ９、Ｒ１０の抵抗値より十分大きな値を選択する。抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は第８の抵抗に相当する。
【００７３】
このような構成において、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値を同じ符号で表し、Ｒ１１＝２・Ｒ１２とする。ウエハテスト用パッド８２の電位は、前記（４）、（５）で表されるウエハテスト用パッド７１の電位差を、抵抗Ｒ１１とＲ１２で分圧した値になる。
【００７４】
図１０に、出力バッファ８０と８１の出力状態とパッド８２の電位との関係を示す。この図からわかるように、パッド８２の電位を測定することにより、出力バッファ８０と８１の出力状態を検出することができる。この実施例は、図８実施例に比べてウエハテスト用パッドの数をさらに半分に削減することができる。
【００７５】
なお、図９実施例で出力バッファを３つ以上にすることもできる。この場合、各出力バッファ内の抵抗Ｒ９とＲ１０の接続点とパッド８２を、抵抗値が異なった抵抗を介して接続すればよい。また、差動出力部７０内の抵抗Ｒ７、Ｒ８の値を変えるようにしてもよい。
【００７６】
また、図７〜図９実施例では出力バッファに適用した例で説明したが、差動入力部、差動出力部を含む他の回路に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】図２実施例の出力の状態とパッド３２の電位の関係を示す表である。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】図４実施例の出力の状態とパッド４２の電位の関係を示す表である。
【図６】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図１０】図９実施例の出力の状態とパッド８２の電位の関係を示す表である。
【図１１】従来の出力バッファの構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  差動入力部
１１、６０、７０  差動出力部
２０、４２、６０  状態検出部
２１、３２、４４、５４、６２、６３、７１、８２  ウエハテスト用パッド
２２、２３、５１ａ１〜５１ｎ１、５１ａ２〜５１ｎ２  ボンディングパッド
３０、３１、４０、４１、５０ａ〜５０ｎ、８０、８１  出力バッファ
４３  出力端子
５２  デジタルアナログ変換器
５３  スイッチ
Ｔｒ３〜Ｔｒ８  トランジスタ
Ｓｗ１、Ｓｗ２  スイッチ
Ｉｓ２、Ｉｓ３  電流源
Ｒ３〜Ｒ１２  抵抗
ＶＣＣ  正電源
ＶＥＥ  負電源
ＩＮＰ１〜ＩＮＰｎ、ＩＮＮ１〜ＩＮＮｎ  差動入力信号
【図１】
2009170735.tif 000003
【図２】
2009170735.tif 000004
【図３】
2009170735.tif 000005
【図４】
2009170735.tif 000006
【図５】
2009170735.tif 000007
【図６】
2009170735.tif 000008
【図７】
2009170735.tif 000009
【図８】
2009170735.tif 000010
【図９】
2009170735.tif 000011
【図１０】
2009170735.tif 000012
【図１１】
2009170735.tif 000013