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KR100369351B1 - Data input buffer of semiconductor device - Google Patents

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KR100369351B1
KR100369351B1 KR10-1998-0037562A KR19980037562A KR100369351B1 KR 100369351 B1 KR100369351 B1 KR 100369351B1 KR 19980037562 A KR19980037562 A KR 19980037562A KR 100369351 B1 KR100369351 B1 KR 100369351B1
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

본 발명은 스탠바이 전류 및 스태틱 전류에 의한 전력 소모를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼를 제공한다. 본 발명에 따르면 입력 버퍼의 전원으로서 칩을 구동하는 전원 전압을 그대로 공급하지 않고, 전원 전압을 문턱 전압만큼 낮추어 이를 입력 버퍼로 공급함으로써, 불필요하게 입력 버퍼에 포함된 PMOS 트랜지스터가 턴온되지 않도록 한 것으로, 칩 전원 전위가 공급되는 칩 전원 라인(VCC)과; 칩 전원 라인에 결합되어 칩 전원 전위를 소정 전압 낮추어 TTL-전원 전위를 제공하는 전원 전압 강하부(200)와; 전원 전압 강하부에 결합되어 TTL-전원 전위를 공급하는 TTL-전원 라인(TVCCL)과; 입력 데이터 및 인에이블 신호가 각각 전달되는 입력 데이터 라인(DIN) 및 인에이블 신호 라인(/EN)과; TTL-전원 라인을 통해 전달되는 TTL-전원 전위에 의해 구동되며, 입력 데이터 라인 및 인에이블 신호 라인에 결합되어, 인에이블 신호가 액티브일 때 입력 데이터를 전달하는 조합 논리부(400) 및 조합 논리부의 출력을 반전하는 인버터부(300)를 포함한다.The present invention provides a data input buffer of a semiconductor device capable of reducing power consumption by standby current and static current. According to the present invention, the PMOS transistor included in the input buffer is not turned on unnecessarily by lowering the power supply voltage by the threshold voltage and supplying it to the input buffer without supplying the power supply voltage for driving the chip as it is. A chip power supply line VCC supplied with a chip power supply potential; A power supply voltage drop unit 200 coupled to the chip power supply line to lower the chip power supply potential by a predetermined voltage to provide a TTL-power supply potential; A TTL-power line (TVCCL) coupled to the power supply voltage drop to supply a TTL-power potential; An input data line DIN and an enable signal line / EN through which input data and an enable signal are transmitted, respectively; Combination logic 400 and combinatorial logic driven by a TTL-power potential delivered through a TTL-power line and coupled to the input data line and the enable signal line to deliver input data when the enable signal is active. Inverter unit 300 for inverting the negative output.

Description

반도체 장치의 데이터 입력 버퍼{DATA INPUT BUFFER OF SEMICONDUCTOR DEVICE}DATA INPUT BUFFER OF SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 입력 버퍼 회로에 관한 것으로, 특히 스태틱 전류 소모를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 TTL-입력 버퍼 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an input buffer circuit of a semiconductor device, and more particularly to a TTL-input buffer circuit of a semiconductor device capable of reducing static current consumption.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 장치의 TTL-입력 버퍼 회로의 일 예를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating an example of a TTL-input buffer circuit of a semiconductor device according to the prior art.

도 1을 참조하면, TTL-입력 버퍼 회로는 NOR 게이트(NR)와 인버터(INV1)를 포함하여 구성된다. NOR 게이트(NR)는 PMOS 트랜지스터(MP0, MP1)와 NMOS 트랜지스터(MN0, MN1)로 구성된 것으로, 인에이블 신호(/EN)가 "로우" 레벨인 경우에 패드(PAD)를 통해 인가되는 입력 데이터 신호(DIN)를 반전하여 출력하고, NOR 게이트(NR)의 출력은 인버터(INV1)에 의해 반전되어 데이터(DATA)로서 내부 회로로 전달된다. 3.0/3.3V의 전원 전압에서 동작하는 반도체 소자의 경우 TTL 입력은 2.2/0.4V이다. 따라서, 인에이블 신호(/EN)가 "로우" 레벨이 되어 PMOS 트랜지스터MP0)이 턴온되더라도, 데이터 패드(PAD)를 통해 입력되는 데이터(DIN)가 0.4V이면, NMOS 트랜지스터(MN1)는 턴온되지 않게 된다. 따라서, 반전 데이터 단자(/DATA)는"하이" 레벨이 되고, 인버터(INV1)의 출력은 "로우" 레벨이 된다.Referring to FIG. 1, the TTL-input buffer circuit includes a NOR gate NR and an inverter INV1. The NOR gate NR is composed of PMOS transistors MP0 and MP1 and NMOS transistors MN0 and MN1, and input data applied through the pad PAD when the enable signal / EN is at the "low" level. The signal DIN is inverted and output, and the output of the NOR gate NR is inverted by the inverter INV1 and transferred to the internal circuit as data DATA. For semiconductor devices operating at a supply voltage of 3.0 / 3.3V, the TTL input is 2.2 / 0.4V. Therefore, even when the enable signal / EN is at the "low" level and the PMOS transistor MP0 is turned on, if the data DIN input through the data pad PAD is 0.4V, the NMOS transistor MN1 is not turned on. Will not. Therefore, the inversion data terminal / DATA is at the "high" level, and the output of the inverter INV1 is at the "low" level.

이와 달리, 데이터 패드(PAD)를 통해 입력되는 데이터 신호가 2.2V이면, NMOS 트랜지스터(MN1)가 턴온되고(이 경우, VGS=2.2V임) PMOS 트랜지스터(MP1)도 약하게 턴온될 수 있다(이 경우, VGS=VCC-2.2V임). 이를 구체적으로 살펴보면, 3.3V 전원 전압에서 ±10% 변동을 고려하면, 전원 전위(VCC)는 2.97≤VCC≤3.63이 된다. 또한, 일반적인 CMOS 공정에 의해서 제조되는 트랜지스터의 문턱전압은 0.8V라고 볼 수 있다. 따라서, 최악의 경우 PMOS 트랜지스터(MP1)의 게이트와 소스간에 걸리는 전압은 1.43V가 되어 문턱전압(Vt)인 0.8V 이상이 된다. 따라서, PMOS 트랜지스터(MP1)가 약하게 턴온될 수 있다. 그리하여, NOR 게이트(NR)에 전류 경로가 형성되는 문제점이 있으며, 경우에 따라서는 그 다음 단인 인버터에서 전류 경로가 형성되는 문제점이 있다. 이러한 전류는 스탠바이 전류나 스태틱 전류의 주요 성분이 되어, 불필요하게 전력을 소모하는 문제점이 있다.In contrast, when the data signal input through the data pad PAD is 2.2V, the NMOS transistor MN1 is turned on (in this case, V GS = 2.2V) and the PMOS transistor MP1 may be weakly turned on ( In this case, V GS = V CC -2.2V). Specifically, considering the ± 10% variation in the 3.3V supply voltage, the power supply potential (VCC) is 2.97≤VCC≤3.63. In addition, the threshold voltage of a transistor manufactured by a general CMOS process can be regarded as 0.8V. Therefore, in the worst case, the voltage applied between the gate and the source of the PMOS transistor MP1 is 1.43V, which is not less than 0.8V, which is the threshold voltage Vt. Thus, the PMOS transistor MP1 may be weakly turned on. Thus, there is a problem in that a current path is formed in the NOR gate NR, and in some cases, a current path is formed in the next stage inverter. Such a current becomes a main component of the standby current or the static current, and there is a problem of unnecessary power consumption.

따라서, 본 발명의 목적은 스태틱 전류를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 입력 버퍼 회로를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an input buffer circuit of a semiconductor device which can reduce the static current.

본 발명의 다른 목적은 전력 소모를 감소시킬 수 있는 반도체 장치의 입력 버퍼 회로를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an input buffer circuit of a semiconductor device which can reduce power consumption.

도 1은 종래 기술에 따른 TTL-입력 버퍼 회로의 회로도.1 is a circuit diagram of a TTL-input buffer circuit according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 TTL-입력 버퍼 회로의 회로도.2 is a circuit diagram of a TTL-input buffer circuit in accordance with an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

200…전원 전압 강하부200... Power supply voltage drop

300…인버터부300... Inverter section

400…NOR 게이트부400... NOR gate part

VCC…칩 전원 라인VCC… Chip power lines

TVCCL…TTL-전원 라인TVCCL… TTL-power line

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 입력 버퍼의 전원으로서 칩을 구동하는 전원 전압을 그대로 공급하지 않고, 전원 전압을 문턱 전압만큼 낮추어 이를 입력 버퍼로 공급함으로써, 불필요하게 입력 버퍼에 포함된 PMOS 트랜지스터가 턴온되지 않도록 하였다.In order to achieve the above object, in the present invention, the PMOS transistor is unnecessarily included in the input buffer by supplying it to the input buffer by lowering the power supply voltage by a threshold voltage without supplying the power supply voltage for driving the chip as it is. Was not turned on.

본 발명의 한 측면에 따른 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼는, 칩 전원 전위가 공급되는 칩 전원 라인(VCC)과; 상기 칩 전원 라인에 결합되어 칩 전원 전위를 소정 전압 낮추어 TTL-전원 전위를 제공하는 전원 전압 강하부(200)와; 상기 전원 전압 강하부에 결합되어 상기 TTL-전원 전위를 공급하는 TTL-전원 라인(TVCCL)과; 입력 데이터 및 인에이블 신호가 각각 전달되는 입력 데이터 라인(DIN) 및 인에이블 신호 라인(/EN)과; 상기 TTL-전원 라인을 통해 전달되는 TTL-전원 전위에 의해 구동되며, 상기 입력 데이터 라인 및 상기 인에이블 신호 라인에 결합되어, 인에이블 신호가 액티브일 때 입력 데이터를 전달하는 조합 논리부(400)를 포함한다. 또한, 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼는 조합 논리부의 출력을 반전하는 인버터부(300)를 더 포함한다.A data input buffer of a semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a chip power supply line (VCC) to which a chip power supply potential is supplied; A power supply voltage drop unit 200 coupled to the chip power line to lower the chip power potential by a predetermined voltage to provide a TTL-power potential; A TTL-power line (TVCCL) coupled to the power supply voltage drop to supply the TTL-power potential; An input data line DIN and an enable signal line / EN through which input data and an enable signal are transmitted, respectively; Combination logic 400, driven by a TTL-power potential delivered through the TTL-power line, coupled to the input data line and the enable signal line to transfer input data when the enable signal is active. It includes. In addition, the data input buffer of the semiconductor device further includes an inverter unit 300 for inverting the output of the combinational logic unit.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전압 강하부는 상기 칩 전원 라인과 상기 TTL-전원 라인 사이에 순방향으로 접속된 다이오드를 포함한다. 이 다이오드는 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(PTTL) 또는 다이오드-접속된 NMOS 트랜지스터로 구성할 수 있다.According to a preferred embodiment of the invention, the voltage drop comprises a diode connected in a forward direction between the chip power line and the TTL-power line. This diode may consist of a diode-connected PMOS transistor (PTTL) or a diode-connected NMOS transistor.

전원 전압 강하부는, 상기 다이오드의 캐소드와 상기 TTL-전원 라인 사이에 결합된 저항(RXF)과; 상기 TTL-전원 라인과 접지 사이에 결합된 커패시터(CXF)를 더 포함할 수 있다.The power supply voltage drop includes: a resistor (RXF) coupled between the cathode of the diode and the TTL-power line; It may further include a capacitor CXF coupled between the TTL-power line and ground.

조합 논리부는 NOR 게이트로 구성되며, 이 NOR 게이트부(400)는 NOR 게이트의 출력이 제공되는 반전 데이터 단자(/DATA)와; 상기 인에이블 신호 및 상기 데이터가 각각의 게이트로 인가되고 그 소스-드레인 경로들이 상기 TTL-전원 라인과 상기 반전 데이터 단자 사이에 직렬로 결합되어 있는 2개의 PMOS 트랜지스터(MP0, MP1)와; 상기 인에이블 신호 및 상기 데이터가 각각의 게이트로 인가되고 그 드레인-소스 경로들이 상기 반전 데이터 단자와 접지 사이에 병렬로 결합되어 있는 2개의 NMOS 트랜지스터(MN0, MN1)를 포함하여 구성된다.The combinational logic portion is composed of a NOR gate, which includes an inversion data terminal (/ DATA) provided with an output of the NOR gate; Two PMOS transistors (MP0, MP1) in which the enable signal and the data are applied to respective gates and whose source-drain paths are coupled in series between the TTL-power line and the inverting data terminal; The enable signal and the data are applied to their respective gates and their drain-source paths comprise two NMOS transistors (MN0, MN1) coupled in parallel between the inverted data terminal and ground.

상기 인버터부는 PMOS 트랜지스터(MP2)와 NMOS 트랜지스터(MN2)로 구성되는 CMOS 인버터를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 인버터부(300)는 칩 전원 라인과 상기 PMOS 트랜지스터의 소스 사이에 순방향 접속된 다이오드를 더 포함할 수 있으며, 이 다이오드는 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(MPD)로 구성되거나 또는 다이오드-접속 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다. 상기 인버터부는, 또한 인버터부의 출력이 제공되는 데이터 단자(DATA)와; 상기 칩 전원 라인에 소스가 결합되고 상기 데이터 단자에 드레인이 결합되는 풀업 PMOS 트랜지스터(MPFB)와; 상기 데이터 단자의 신호를 반전하여 상기 풀업 PMOS 트랜지스터의 게이트로 인가하는 피드백 인버터(IFB)를 더 포함할 수 있다.The inverter unit may include a CMOS inverter including a PMOS transistor MP2 and an NMOS transistor MN2. In addition, the inverter unit 300 may further include a diode connected forward between the chip power line and the source of the PMOS transistor, which diode may comprise a diode-connected PMOS transistor (MPD) or a diode-connected NMOS. It may be composed of a transistor. The inverter section further comprises: a data terminal DATA provided with an output of the inverter section; A pull-up PMOS transistor (MPFB) having a source coupled to the chip power line and a drain coupled to the data terminal; The electronic device may further include a feedback inverter IFB for inverting a signal of the data terminal and applying the inverted signal to a gate of the pull-up PMOS transistor.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 TTL-입력 버퍼 회로를 나타낸 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a TTL-input buffer circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 반도체 장치의 입력 버퍼는 전원 전압 강하부(200), NOR 게이트부(400) 및 인버터부(300)를 포함하여 구성되어 있다. 전원 전압 강하부(200)는 PMOS 트랜지스터(PTTL), 저항(RXF) 및 커패시터(CXF)를 포함하여 구성되어 있다. PMOS 트랜지스터(PTTL)의 소스는 칩 전원 라인(VCC)에 결합되어 있고, 게이트 및 드레인이 공통 결합되어 다이오드로서 작용하고 있다. 저항(RXF)은 PMOS 트랜지스터(PTTL)의 공통 게이트/드레인 단자와 TTL-전원 라인(TVCCL) 사이에 결합되어 있으며, 커패시터(CXF)가 TTL-전원 라인(TVCCL)과 접지 라인(VSS) 사이에 결합되어 있다. 여기서, 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(PTTL)는 다이오드-접속된 NMOS 트랜지스터로 대체하여 구성하는 것이 또한 가능하다. TTL-전원 라인(TVCCL)은 일반적으로 도전성이 좋은 금속으로 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the input buffer of the semiconductor device includes a power supply voltage drop unit 200, a NOR gate unit 400, and an inverter unit 300. The power supply voltage dropping unit 200 includes a PMOS transistor PTTL, a resistor RXF, and a capacitor CXF. The source of the PMOS transistor PTTL is coupled to the chip power line VCC, and the gate and the drain are commonly coupled to act as a diode. The resistor RXF is coupled between the common gate / drain terminal of the PMOS transistor PTTL and the TTL-power line TVCCL, and the capacitor CXF is between the TTL-power line TVCCL and the ground line VSS. Are combined. Here, it is also possible to configure a diode-connected PMOS transistor (PTTL) by substituting a diode-connected NMOS transistor. TTL-power lines (TVCCL) can generally be constructed from highly conductive metals.

NOR 게이트부(400)는 PMOS 트랜지스터(MP0, MP1)와 NMOS 트랜지스터(MN0,MN1)를 포함하여 구성된다. PMOS 트랜지스터(MP0, MP1)의 소스-드레인 경로는 TTL-전원 라인(TVCCL)과 반전 데이터 단자(/DATA) 사이에 직렬로 결합되어 있고, PMOS 트랜지스터(MP0)의 게이트에는 인에이블 신호(/EN, "로우" 액티브 신호임)가 인가되고, PMOS 트랜지스터(MP1)의 게이트는 외부에서 데이터가 인가되는 패드(PAD)에 결합되어 있다. NMOS 트랜지스터(MN0, MN1)의 드레인-소스 경로는 반전 데이터 단자(/DATA)와 접지 전위(VSS) 사이에 병렬로 결합되어 있으며, NMOS 트랜지스터(MN0)의 게이트에는 인에이블 신호(/EN)가 인가되고, NMOS 트랜지스터(MN1)의 게이트에는 데이터 패드(PAD)를 통해 외부에서 입력되는 데이터(DIN)가 인가된다.The NOR gate part 400 includes PMOS transistors MP0 and MP1 and NMOS transistors MN0 and MN1. The source-drain paths of the PMOS transistors MP0 and MP1 are coupled in series between the TTL-power line TVCCL and the inverted data terminal / DATA, and the enable signal / EN is connected to the gate of the PMOS transistor MP0. , A "low" active signal) is applied, and the gate of the PMOS transistor MP1 is coupled to a pad PAD to which data is externally applied. The drain-source paths of the NMOS transistors MN0 and MN1 are coupled in parallel between the inverting data terminal / DATA and the ground potential VSS, and an enable signal / EN is applied to the gate of the NMOS transistor MN0. The data DIN is applied to the gate of the NMOS transistor MN1 from the outside through the data pad PAD.

인버터부(300)는 PMOS 트랜지스터(MPD, MP2, MPFB), NMOS 트랜지스터(MN2), 인버터(IFB)를 포함한다. 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(MPD)는 소스가 칩 전원 라인(VCC)에 결합되어 있고, 게이트와 드레인이 공통 접속되어 있다. PMOS 트랜지스터(MP2)가 소스-드레인 경로는 PMOS 트랜지스터(MPD)의 공통 게이트/드레인 단자와 데이터 단자(DATA) 사이에 결합되어 있고, 그 게이트는 반전 데이터 단자(/DATA)에 결합되어 있다. NMOS 트랜지스터(MN2)의 드레인-소스 경로는 데이터 단자(DATA)와 접지 라인(VSS) 사이에 결합되어 있고, 그 게이트는 반전 데이터 단자(/DATA)에 결합되어 있다. PMOS 트랜지스터(MPFB)의 소스-드레인 경로는 칩 전원 라인(VCC)과 데이터 단자(DATA) 사이에 결합되어 있다. 인버터(IFB)의 입력은 데이터 단자(DATA)에 결합되어 있고 그 출력은 PMOS 트랜지스터(MPFB)의 게이트로 인가된다.The inverter unit 300 includes PMOS transistors MPD, MP2, and MPFB, an NMOS transistor MN2, and an inverter IFB. The diode-connected PMOS transistor MPD has a source coupled to the chip power supply line VCC, and a gate and a drain are commonly connected. The source-drain path of the PMOS transistor MP2 is coupled between the common gate / drain terminal and the data terminal DATA of the PMOS transistor MPD, and the gate is coupled to the inverted data terminal / DATA. The drain-source path of the NMOS transistor MN2 is coupled between the data terminal DATA and the ground line VSS, and its gate is coupled to the inverted data terminal / DATA. The source-drain path of the PMOS transistor MPFB is coupled between the chip power line VCC and the data terminal DATA. The input of the inverter IFB is coupled to the data terminal DATA and its output is applied to the gate of the PMOS transistor MPFB.

이러한 구성의 TTL-입력 버퍼 회로에서, 전원 전압 강하부(200)에 포함된 PMOS 트랜지스터(PTTL)의 게이트-소스간 전압(VGS)은 항상 거의 문턱 전압(Vt) 근처가 되므로, 구동력(drivability)을 크게 하기 위해서는 제조 공정이 트랜지스터의 폭(width)을 넓게 하는 것이 바람직하다.In the TTL-input buffer circuit having such a configuration, since the gate-source voltage V GS of the PMOS transistor PTTL included in the power supply voltage drop 200 is always almost near the threshold voltage Vt, the driving force (drivability) It is preferable that the manufacturing process widen the width of the transistor in order to increase the size of the transistor).

예를 들어, 칩 전체에 있는 TTL-입력 버퍼 회로가 N개이고, 1회의 입력 천이(transition)에 의해 입력 버퍼에 포함된 NOR 게이트부(400)의 전류 소모량이 x[nsec] 동안 y[㎃]라고 하면, 소모되는 전하량은 (N×x×y)[pC]이다. 이러한 양의 전하가 방전되더라도 TTL-전원 라인(TVCCL)의 전위 변동은 입력 데이터를 판단함에 있어서 영향을 주지 않을 정도로 이루어져야만 한다. 따라서, 전원 전압 강하부(200)에 포함된 커패시터(CXF)의 커패시턴스를 크게 하여, 전위 변동을 억제함이 바람직하다. 여기서, 커패시터(CXF)의 커패시턴스가 C[pF]라 하면, 1회의 TTL-입력 변화 시에 최대 전원 전압 변동은 △V=(N×x×y)/C[V] 가 된다. 예를 들어, N=40, x=5[nsec], y=100㎂, C=400㎊인 경우, △V=0.05[V]가 된다.For example, if there are N TTL-input buffer circuits in the entire chip, and the current consumption of the NOR gate portion 400 included in the input buffer by one input transition is y [㎃] during x [nsec] In this case, the amount of charge consumed is (N × x × y) [pC]. Even when this amount of charge is discharged, the potential variation of the TTL-power line (TVCCL) should be such that it does not affect the determination of the input data. Therefore, it is preferable to increase the capacitance of the capacitor CXF included in the power supply voltage drop 200 to suppress the potential variation. Here, if the capacitance of the capacitor CXF is C [pF], the maximum power supply voltage variation in one TTL-input change becomes ΔV = (N × x × y) / C [V]. For example, when N = 40, x = 5 [nsec], y = 100 ms, and C = 400 ms, ΔV = 0.05 [V].

이런 경우에, 입력 버퍼의 입력 데이터의 천이시 소모되는 전류량은 전원 전압(VCC-Vt) 일 때의 값이 되므로, 도 1에 도시된 입력 버퍼의 경우에 비해서, 적어지게 된다. 또한 스태틱 전류가 중요한 응용(application)이 되는 경우에는 한 사이클의 길이가 길어지므로, PMOS 트랜지스터(PTTL)와 커패시터(CXF)에 의한 전하 보상이 가능하게 된다.In this case, since the amount of current consumed during the transition of the input data of the input buffer becomes a value when the power supply voltage VCC-Vt, it becomes smaller than in the case of the input buffer shown in FIG. In addition, when the static current is an important application, the length of one cycle becomes long, so that charge compensation by the PMOS transistor PTTL and the capacitor CXF is possible.

또한, 데이터 패드(PAD)를 통해 외부에서 인가되는 입력 데이터(DIN)의 값이0.4[V]의 "로우" 레벨인 경우, NOR 게이트부(400)의 출력인 반전 데이터 단자(/DATA)는 (VCC-Vt)까지만 상승하게 된다. 따라서, 반전 데이터 단자(/DATA)를 반전시킬 때 통상의 인버터를 사용하면 그 인버터에 스태틱(static) 전류 소모가 발생하게 된다. 구체적으로, 통상의 CMOS 인버터를 사용하여, 반전 데이터 단자(/DATA)의 신호를 반전하려고 하면, 반전 데이터 단자(/DATA)가 (VCC-Vt)이므로, CMOS 인버터에 포함되는 PMOS 트랜지스터가 완전히 턴오프 상태를 유지하지 못하고 약하게 턴온된다. 이를 방지하기 위해서, 본 발명에 따른 입력 버퍼 회로에서는 인버터부(300)는 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(MPD)를 포함한다. PMOS 트랜지스터(MPD)는 칩 전원 라인(VCC)을 전압 강하하여, PMOS 트랜지스터(MP2)와 NMOS 트랜지스터(MN2)로 이루어지는 CMOS 인버터를 구동하는 전원을 공급하게 된다. 따라서, 반전 데이터 단자(/DATA)가 (VCC-Vt)가 되더라고, PMOS 트랜지스터(MP2)는 완전히 턴오프된 상태를 유지할 수 있게 된다. 그리하여, 스태틱 전류 소모를 방지할 수 있게 된다. 여기서, 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터(MPD)는 다이오드-접속된 NMOS 트랜지스터로 대치할 수도 있다.In addition, when the value of the input data DIN applied from the outside through the data pad PAD is at a "low" level of 0.4 [V], the inversion data terminal / DATA, which is an output of the NOR gate part 400, is Only up to (VCC-Vt). Therefore, when a normal inverter is used to invert the inversion data terminal / DATA, static current consumption occurs in the inverter. Specifically, when a normal CMOS inverter is used to invert the signal of the inversion data terminal / DATA, since the inversion data terminal / DATA is (VCC-Vt), the PMOS transistor included in the CMOS inverter is completely turned on. It does not remain off and turns on weakly. In order to prevent this, in the input buffer circuit according to the present invention, the inverter unit 300 includes a diode-connected PMOS transistor MPD. The PMOS transistor MPD voltage drops the chip power supply line VCC to supply power for driving a CMOS inverter including the PMOS transistor MP2 and the NMOS transistor MN2. Therefore, even if the inversion data terminal / DATA becomes (VCC-Vt), the PMOS transistor MP2 can be kept turned off completely. Thus, static current consumption can be prevented. Here, the diode-connected PMOS transistor MPD may be replaced with a diode-connected NMOS transistor.

한편, 반전 데이터 단자(/DATA)가 "로우" 레벨인 경우에는 데이터 단자(DATA)가 (VCC-Vt)가 되므로, 이를 칩 전원 라인(VCC)까지 완전히 올리기 위해서, 데이터 단자(DATA)의 신호를 인버터(IFB)를 통해서 반전하여, PMOS 트랜지스터(MPFB)의 게이트로 인가한다. 여기서, 만일 PMOS 트랜지스터(MPFB)의 드레인을 반전 데이터 단자(/DATA)에 연결하면, PMOS 트랜지스터(MP0, MP1)를 통해서 칩 전원 라인(VCC)에서부터 TTL-전원 라인(TVCCL)까지 전류 경로가 형성되므로,바람직하지 않다.On the other hand, when the inversion data terminal / DATA is at the "low" level, the data terminal DATA becomes (VCC-Vt), so that the signal of the data terminal DATA in order to fully raise it to the chip power line VCC. Is inverted through the inverter IFB and applied to the gate of the PMOS transistor MPFB. Here, if the drain of the PMOS transistor MPFB is connected to the inversion data terminal / DATA, a current path is formed from the chip power line VCC to the TTL-power line TVCCL through the PMOS transistors MP0 and MP1. It is not desirable.

한편, 도 2에서와는 달리, 인버터부(300)를 통상의 CMOS 인버터로 구성하는 것도 또한 가능하다. 이 경우, CMOS 인버터를 구성하는 PMOS 트랜지스터가 약하게 턴온되므로, 전류 소모를 작게 할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 데이터 패드(PAD)를 통해 인가되는 입력 데이터(DIN)의 2.2[V] "하이" 레벨일 때의 NOR 게이트부(400)에서 발생하는 전류 소모보다, 인버터에 의한 전류 소모가 크지 않은 경우에는, 인버터부(300)를 일반 CMOS 인버터로 구성할 수 있다. 여기서, 인버터부(300)를 CMOS 인버터로 구성하는 경우, 인버터부(300)의 전류 소모는 데이터 패드(PAD)를 통해 인가되는 입력 데이터(DIN)가 0.4[V]로 "로우" 레벨인 경우에 발생한다.On the other hand, unlike in Figure 2, it is also possible to configure the inverter unit 300 as a conventional CMOS inverter. In this case, since the PMOS transistors constituting the CMOS inverter are turned on weakly, there is an advantage that the current consumption can be reduced. Therefore, when the current consumption by the inverter is not greater than the current consumption generated at the NOR gate portion 400 at the 2.2 [V] "high" level of the input data DIN applied through the data pad PAD. Inverter 300 can be configured as a general CMOS inverter. In this case, when the inverter unit 300 is configured as a CMOS inverter, the current consumption of the inverter unit 300 is “low” level when the input data DIN applied through the data pad PAD is 0.4 [V]. Occurs in

또한, 전원 전압 강하부(200)에 포함되어 있는 저항(RXF)과 커패시터(CXF)는 RC 필터를 구성하여 전원 전압 잡음이 TTL-전원 라인(TVCCL)으로 전달되지 않도록 한다.In addition, the resistor RXF and the capacitor CXF included in the power supply voltage drop 200 form an RC filter to prevent power supply voltage noise from being transmitted to the TTL-power line TVCCL.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장치의 TTL-입력 버퍼는 TTL 입력으로 동작되는 반도체 장치의 스탠바이 전류(standby current)와 스태틱 전류(static current)를 감소시키어, 전력 소모를 줄이는 효과를 갖는다.As described above, the TTL-input buffer of the semiconductor device according to the present invention reduces the standby current and the static current of the semiconductor device operated by the TTL input, thereby reducing power consumption.

Claims (12)

칩 전원 전위가 공급되는 칩 전원 라인과;A chip power line to which a chip power potential is supplied; 상기 칩 전원 라인에 결합되어 칩 전원 전위를 소정 전압 낮추어 TTL-전원 전위를 제공하는 전원 전압 강하부와;A power supply voltage dropper coupled to the chip power supply line to lower the chip power supply potential by a predetermined voltage to provide a TTL-power supply potential; 상기 전원 전압 강하부에 결합되어 상기 TTL-전원 전위를 공급하는 TTL-전원 라인과;A TTL-power line coupled to the power supply voltage drop to supply the TTL-power potential; 입력 데이터 및 인에이블 신호가 각각 전달되는 입력 데이터 라인 및 인에이블 신호 라인과;An input data line and an enable signal line to which input data and an enable signal are respectively transferred; 상기 TTL-전원 라인을 통해 전달되는 TTL-전원 전위에 의해 구동되며, 상기 입력 데이터 라인 및 상기 인에이블 신호 라인에 결합되어, 인에이블 신호가 액티브일 때 입력 데이터를 전달하는 조합 논리부와;A combinational logic unit, driven by a TTL-power supply potential delivered through the TTL-power supply line, coupled to the input data line and the enable signal line to deliver input data when the enable signal is active; 상기 조합 논리부의 출력을 반전하는 인버터부An inverter unit for inverting the output of the combinational logic unit 를 포함하는 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.And a data input buffer of the semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전압 강하부는 상기 칩 전원 라인과 상기 TTL-전원 라인 사이에 순방향으로 접속된 다이오드를 포함하는The voltage drop includes a diode connected in a forward direction between the chip power line and the TTL-power line. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다이오드는 소스가 상기 칩 전원 라인에 결합되어 있고 드레인 및 게이트가 공통으로 결합된 다이오드-접속된 PMOS트랜지스터인 것을 특징으로 하는The diode is a diode-connected PMOS transistor having a source coupled to the chip power line and a drain and gate commonly coupled. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다이오드는 다이오드-접속된 NMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는The diode is a diode-connected NMOS transistor 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전원 전압 강하부는,The power supply voltage drop unit, 상기 다이오드의 캐소드와 상기 TTL-전원 라인 사이에 결합된 저항과;A resistor coupled between the cathode of the diode and the TTL-power line; 상기 TTL-전원 라인과 접지 사이에 결합된 커패시터를 더 포함하는And further comprising a capacitor coupled between the TTL-power line and ground. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조합 논리부는 NOR 게이트부인 것을 특징으로 하는The combinational logic unit is characterized in that the NOR gate portion 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 NOR 게이트부는,The NOR gate portion, NOR 게이트의 출력이 제공되는 반전 데이터 단자와;An inverting data terminal provided with an output of the NOR gate; 상기 인에이블 신호 및 상기 데이터가 각각의 게이트로 인가되고 그 소스-드레인 경로들이 상기 TTL-전원 라인과 상기반전 데이터 단자 사이에 직렬로 결합되어 있는 2개의 PMOS 트랜지스터와;Two PMOS transistors having the enable signal and the data applied to respective gates and whose source-drain paths are coupled in series between the TTL-power line and the inverting data terminal; 상기 인에이블 신호 및 상기 데이터가 각각의 게이트로 인가되고 그 드레인-소스 경로들이 상기 반전 데이터 단자와 접지사이에 병렬로 결합되어 있는 2개의 NMOS 트랜지스터를The enable signal and the data are applied to their respective gates and two NMOS transistors whose drain-source paths are coupled in parallel between the inverting data terminal and ground. 포함하는 것을 특징으로 하는Characterized in that it comprises 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인버터부는 칩 전원 라인과 접지 사이에 그 소스-드레인 경로들이 직렬로 결합되고 게이트들이 상기 조합 논리부의출력에 결합되어 있는 하나의 PMOS 트랜지스터와 하나의 NMOS 트랜지스터를 구비하는 CMOS 인버터를 포함하는The inverter section includes a CMOS inverter having one PMOS transistor and one NMOS transistor having their source-drain paths coupled in series between the chip power line and ground and the gates coupled to the output of the combinational logic section. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 인버터부는The inverter unit 상기 칩 전원 라인과 상기 PMOS 트랜지스터의 소스 사이에 순방향 접속된 다이오드를 더 포함하는Further comprising a diode forward connected between the chip power line and the source of the PMOS transistor. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 다이오드는 소스가 상기 칩 전원 라인에 결합되고 게이트 및 드레인이 상기 PMOS 트랜지스터의 소스에 결합된 다이오드-접속된 PMOS 트랜지스터인The diode is a diode-connected PMOS transistor whose source is coupled to the chip power line and whose gate and drain are coupled to the source of the PMOS transistor. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 다이오드는 다이오드-접속된 NMOS 트랜지스터로 구성되는The diode consists of a diode-connected NMOS transistor 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 인버터부는The inverter unit 인버터부의 출력이 제공되는 데이터 단자와;A data terminal provided with an output of the inverter section; 상기 칩 전원 라인에 소스가 결합되고 상기 데이터 단자에 드레인이 결합되는 풀업 PMOS 트랜지스터와;A pull-up PMOS transistor having a source coupled to the chip power line and a drain coupled to the data terminal; 상기 데이터 단자의 신호를 반전하여 상기 풀업 PMOS 트랜지스터의 게이트로 인가하는 피드백 인버터를 더 포함하는And a feedback inverter for inverting the signal of the data terminal and applying it to the gate of the pull-up PMOS transistor. 반도체 장치의 데이터 입력 버퍼.Data input buffer of semiconductor device.
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