JP2004282349A - シュミットトリガー回路、半導体装置及びシュミットトリガー回路の製造方法 - Google Patents
シュミットトリガー回路、半導体装置及びシュミットトリガー回路の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】シュミットトリガー回路は、電源電圧と基準電位との間に直列に接続された第1のPMOSトランジスタ10と、第2のPMOSトランジスタ20と、第2のNMOSトランジスタ30と、第1のNMOSトランジスタ40と、インバータ回路70と、第1のPMOSトランジスタ10に対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のPMOSトランジスタ50と、第1のNPMOSトランジスタ40に対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のNMOSトランジスタ60とを含み、第1のPMOSトランジスタ10のゲートは基準電位に接続され、第1のNMOSトランジスタ40のゲートは電源電圧に接続され、第2のPMOSトランジスタ20と第2のNMOSトランジスタ30のゲートが入力端子に共通に接続される。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)、シュミットトリガー回路の製造方法、半導体装置、マイクロコンピュータ及び電子機器に関する。
【0002】
【背景技術】
消費電力を容易に低減できるCMOS技術による半導体集積回路装置においては、チャタリング防止やノイズ混入防止のため、入力回路等にヒステリシス特性を有するシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)を用いることが多い。
【0003】
ゲートアレイでシュミットトリガー回路を構成する場合には例えば図1に示すような構成を有するシュミットトリガー回路が使用される。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−150449号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したゲートアレイによるシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)は回路規模及びチップサイズが大きくなり易いとともに、消費電流が大きくなり易かった。
【0006】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、消費電流を低減できる簡単な構成のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)を提供することである。
【0007】
また本発明の他の目的は、ヒステリシス特性の調整が容易なシュミットトリガ回路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明のシュミットトリガー回路は、電源電圧と基準電位との間に直列に接続された第1のPチャネルトランジスタと、第2のP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、第1のNチャネルトランジスタと、
第2のPチャネルトランジスタのドレインと第2のNチャネルトランジスタのドレインとの接続点に入力され、前記接続点の電位を反転させて出力端子に出力するインバータ回路と、
第1のPチャネルトランジスタに対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のPチャネルトランジスタと、
第1のNチャネルトランジスタに対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のNチャネルトランジスタとを含み、
第1のPチャネルトランジスタのゲートは基準電位に接続され、第1のNチャネルトランジスタのゲートは電源電圧に接続され、第2のP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のゲートが入力端子に共通に接続されていることを特徴とする。
【0009】
ここにおいて第1のPチャネルトランジスタと、第2のPチャネルトランジスタと、第3のPチャネルトランジスタは、それぞれ1つのPチャネルトランジスタ素子で構成されている場合でもよいし、複数のPチャネルトランジスタ素子を並列又は直列に接続して構成している場合でもよい。
【0010】
ここにおいて第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路と、第3のNチャネルトランジスタは、それぞれ1つのNチャネルトランジスタ素子で構成されている場合でもよいし、複数のNチャネルトランジスタ素子を並列又は直列に接続して構成している場合でもよい。
【0011】
本発明のシュミットトリガ回路は、例えばCチャネルトランジスタとして実現してもよい。
【0012】
本発明によれば少ない素子数でシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)を実現出来る。このため消費電流を低減し、レイアウト面積を小さくすることが出来る。また回路を構成する素子数が少なくてすむので、各素子のトランジスタ特性ばらつきが少なくなるという効果もある。
【0013】
また本発明のシュミットトリガー回路は、第1のPチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilを変更することができる。
【0014】
また本発明のシュミットトリガー回路は、第1のNチャネルトランジス路及び第3のNチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihを変更することが出来る。
【0015】
このように本発明によればヒステリシス特性の調整が容易なシュミットトリガ回路を提供することが出来る。
【0016】
(2)本発明はシュミットトリガ回路の製造方法であって、
上記記載のシュミットトリガー回路において、
第1のPチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilを変更することを特徴とする。
【0017】
ここにおいて、ドライバビリティ(駆動能力と同義)の変更は例えば、PチャネルトランジスタのPチャネルトランジスタ素子のチャネル長やチャネル幅を変更することにより実現してもよい。
【0018】
ドライバビリティの高いチャネルトランジスタとは、同じチャネル長のときにはよりチャネル幅の広い形状にすることで、また同じチャネル幅のときにはよりチャネル長の短い形状にすることで、導通時の抵抗値をより小さくすることで実現することが出来る。
【0019】
またPチャネルトランジスタを、複数のPチャネルトランジスタ素子を並列又は直列に接続することによりドライバビリティの変更を行うようにしてもよい。例えばPチャネルトランジスタを複数のPチャネルトランジスタ素子を並列に接続することによりドライバビリティをあげることが出来る。また例えばPチャネルトランジスタを複数のPチャネルトランジスタ素子を直列に接続することによりドライバビリティを下げることが出来る。
【0020】
例えば第1のPチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティをあげることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilをあげることが出来る。
【0021】
また第1のPチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを下げることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilを下げることが出来る。
【0022】
(3)本発明はシュミットトリガ回路の製造方法であって、
上記記載のシュミットトリガー回路において、
第1のNチャネルトランジスタ及び第3のNチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihを変更することを特徴とする。
【0023】
ここにおいて、ドライバビリティの変更は例えば、NチャネルトランジスタのNチャネルトランジスタ素子のチャネル長やチャネル幅を変更することにより実現してもよい。
【0024】
ドライバビリティの高いチャネルトランジスタとは、同じチャネル長のときにはよりチャネル幅の広い形状にすることで、また同じチャネル幅のときにはよりチャネル長の短い形状にすることで、導通時の抵抗値をより小さくすることで実現することが出来る。
【0025】
またNチャネルトランジスタを、複数のNチャネルトランジスタ素子を並列又は直列に接続することによりドライバビリティの変更を行うようにしてもよい。例えばNチャネルトランジスタを複数のNチャネルトランジスタ素子を並列に接続することによりドライバビリティをあげることが出来る。また例えばNチャネルトランジスタを複数のNチャネルトランジスタ素子を直列に接続することによりドライバビリティを下げることが出来る。
【0026】
例えば第1のNチャネルトランジスタ及び第3のNチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを下げることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihを下げることが出来る。
【0027】
また第1のNチャネルトランジスタ及び第3のNチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティをあげることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihをあげることが出来る。
【0028】
(4)本発明は、入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータは第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータに接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは第3のPチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第3のNチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第3のPチャネルトランジスタのソースは電源電位に接続され、
第3のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のPチャネルトランジスタのゲートおよび第3のNチャネルトランジスタのゲートに接続され、
第1のP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含み、
第1のPチャネルトランジスタのゲートは基準電位に接続され、
第1のPチャネルトランジスタのドレインは第2のPチャネルトランジスタのソースに接続され、
第2のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のNチャネルトランジスタのゲートは電源電位に接続され、
第2のNチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのソースに接続されることを特徴とする。
【0029】
(5)本発明のシュミットトリガー回路は、
第2のインバータの出力と第3のPチャネルトランジスタのゲートとの接続は第1のスイッチング回路を介して接続され
第2のインバータの出力と第3のNチャネルトランジスタのゲートとの接続は第2のスイッチング回路を介して接続されることを特徴とする。
【0030】
(6)本発明は、入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子および複数のPチャネルトランジスタを有する第1の回路ブロックの第1の端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータ回路は第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータ回路に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは、第1の回路ブロックの第2の端子に接続され、第1の回路ブロックの一つまたは全てのPチャネルトランジスタのソースまたはドレインに接続される配線は切断され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第3のNチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第3のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のNチャネルトランジスタのゲートに接続されることを特徴とする。
【0031】
(7)本発明は、入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子および複数のNチャネルトランジスタを有する第2の回路ブロックの第1の端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータ回路は第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータ回路に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは、第3のPチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第2の回路ブロックの第2の端子に接続され、第2の回路ブロックの一つまたは全てのNチャネルトランジスタのソースまたはドレインに接続される配線は切断され、
第3のPチャネルトランジスタのソースは電源電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のPチャネルトランジスタのゲートに接続されることを特徴とする。
【0032】
(8)本発明の半導体装置は、
上記記載のシュミットトリガー回路を含むことを特徴とする。
【0033】
(9)本発明のマイクロコンピュータは、
上記記載の半導体装置を用いて形成されていることを特徴とする。
【0034】
(10)本発明の電子機器は、
上記に記載のマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータの処理対象となるデータの入力手段と、
前記マイクロコンピュータにより処理されたデータを出力するための出力手段とを含むことを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0036】
1.シュミットトリガー回路、半導体装置
図2は本実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の一例である。図3は本実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の入出力特性を示した図である。
【0037】
本実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)2はCMOS構成の半導体集積回路として構成することが出来る。
【0038】
本実施の形態の半導体装置4は、シュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)2を含む。
【0039】
INは半導体集積回路の端子または他の回路の出力に接続される入力端子、OUTは半導体集積回路の端子または他の回路の入力に接続される出力端子を示している。
【0040】
本実施例の形態のシュミットトリガー回路2は、Pチャネル型のMOS(以下PMOSという)トランジスタ(10)、(20)、(50)と、Nチャネル型のMOS(以下PMOSという)トランジスタ(30)、(40)、(60)と、インバータ回路(70)と、を有する。
【0041】
PMOS(10)のソースとPMOS(50)のソースは電源電位VDDに接続される。ここで、PMOS(10)のソースとPMOS(50)のソースをノードT1で接続し、ノードT1を電源電位VDDに接続する構成としてもよい。PMOS(10)のドレインとPMOS(50)のドレインはT2で接続される。PMOS(10)のゲートは基準電位VSSに接続され、PMOS(50)のゲートはシュミットトリガー回路(2)のノードT9に接続され、ノードT9は出力端子OUTに接続される。
【0042】
PMOS(20)のソースはノードT2に接続され、ドレインはノードT4に接続され、ゲートは入力端子INに接続される。
NMOS(30)のドレインはノードT4に接続され、ソースはノードT5に接続され、ゲートは入力端子INに接続される。ここで、PMOS(20)のゲートとNMOS(30)のゲートをノードT3で接続し、ノードT3を入力端子に接続しても良い。
【0043】
PMOS(20)とNMOS(30)とはインバータ(80)を形成する。
NMOS(40)のドレインとNMOS(60)のドレインはノードT5で接続される。NMOS(40)のソースとNMOS(60)のソースは基準電位VSSに接続される。ここで、NMOS(40)のソースとNMOS(60)のソースをノードT6で接続し、ノードT6を基準電位VSSに接続する構成としてもよい。
【0044】
NMOS(40)のゲートは電源電位VDDに接続され、NMOS(60)のゲートはシュミットトリガー回路(2)のノードT9に接続され、ノードT9は出力端子OUTに接続される。
【0045】
インバータ回路(70)は、入力が上述のノードT4に接続され、出力はシュミットトリガー回路(2)の出力端子OUTとPMOS(50)のゲートおよびNMOS(60)のゲートに接続される。
【0046】
インバータ回路(70)は、PMOS(P2)とNMOS(N2)とを有し、PMOS(P2)のソースは電源電位VDDに接続され、ドレインはノードT8に接続されゲートはノードT7に接続される。ノードT7はT4に接続され、ノードT8はノードT9に接続される。NMOS(N2)のドレインはノードT8に接続され、ソースは基準電位VSSに接続され、ゲートはノードT7に接続される。
【0047】
次に本実施の形態のシュミットトリガー回路の回路動作について説明する。尚、以下の説明では、入力端子INに入力される電圧を入力電圧、出力端子OUTから出力する電圧を出力電圧、ヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧をVih(V)、ヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧をVil(V)、インバータ回路70に入力される電圧を入力レベル、インバータ回路70の入力スレッショルド電圧をVth(V)として説明している。また、図3中の矢印は出力電圧の変化の方向を表している。
【0048】
まずここでPMOSトランジスタ(10)は、ゲートが基準電位(VSS)に接続されているので、常に導通状態になっている。
【0049】
またここでNMOSトランジスタ(40)は、ゲートが電源電圧(VDD)に接続されているので、常に導通状態になっている。
【0050】
本実施の形態では入力波形の立ち上がり、立ち下がりの際に、瞬間的に貫通電流が流れる。その結果、入力波形の立ち上がりの際は、PMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)の影響で、第2のPMOSトランジスタ(20)のソースにかかる電圧は下がる。その結果、初段のインバータ回路70のスレッショルド電圧Vth(V)は下がる。これが、ヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧をVil(V)となる。
【0051】
また入力波形の立ち下がりの際は、NMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)の影響で、NMOSトランジスタ(30)のソースにかかる電圧は上がる。その結果、初段のインバータ回路50のスレッショルド電圧Vth(V)は上がる。これが、ヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧をVih(V)となる。
【0052】
この結果本実施の形態のシュミットトリガ回路において、入力電圧が基準電位から電源電圧に上昇する場合には図3のa→b→cに沿って出力電圧が変化し、入力電圧が電源電圧から基準電位に低下する場合には図3のc→d→aに沿って出力電圧が変化するヒステリシス特性が得られるようになっている。
【0053】
図4(A)〜(D)は、本実施の形態のシュミットトリガー回路のPMOSトランジスタの構成例について説明するための図である。
【0054】
例えばPMOSトランジスタ(10)は、図4(A)に示すように1つのPMOSトランジスタ素子110で構成されている場合でもよい。また図4(B)に示すように複数のPMOSトランジスタ素子112,114を並列に接続して構成している場合でもよい。また図4(C)に示すように複数のPMOSトランジスタ素子116,118を直列に接続して構成している場合でもよい。
【0055】
また図4(D)に示すように複数のPMOSトランジスタ素子120,122、124を含む回路を構成して、出荷/使用前にC1〜C5をレーザー等で切断して特性を決定できるようにしてもよい。
【0056】
なおここでは第1のPMOSトランジスタ(10)の場合を例にとり説明したが、PMOSトランジスタ(20)と、PMOSトランジスタ(50)についても同様に、1つのPMOSトランジスタ素子で構成されている場合でもよいし、複数のPMOSトランジスタ素子を並列又は直列に接続して構成している場合でもよい。
【0057】
図5(A)〜(D)は、本実施の形態のシュミットトリガー回路のNPMOSトランジスタの構成例について説明するための図である。
【0058】
例えばNMOSトランジスタ(40)は、図5(A)に示すように1つのNMOSトランジスタ素子210で構成されている場合でもよい。また図5(B)に示すように複数のNMOSトランジスタ素子212,214を並列に接続して構成している場合でもよい。また図5(C)に示すように複数のNMOSトランジスタ素子216,218を直列に接続して構成している場合でもよい。
【0059】
また図5(D)に示すように複数のNMOSトランジスタ素子220,222、224を含む回路を構成して、出荷/使用前にC6〜C10をレーザー等で切断して特性を決定できるようにしてもよい。
【0060】
なおここではNMOSトランジスタ(40)の場合を例にとり説明したが、NMOSトランジスタ(30)と、NMOSトランジスタ(60)についても同様に、1つのNMOSトランジスタ素子で構成されている場合でもよいし、複数のNMOSトランジスタ素子を並列又は直列に接続して構成している場合でもよい。
【0061】
また本実施の形態のシュミットトリガー回路は、PMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)の少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilを変更することができる。
【0062】
例えばPMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)の少なくとも一方のドライバビリティをあげることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilをあげることが出来る。
【0063】
またPMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)の少なくとも一方のドライバビリティを下げることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧Vilを下げることが出来る。
【0064】
なおドライバビリティ(駆動能力と同義)の変更はPMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)のPMOSトランジスタ素子のチャネル長やチャネル幅を変更することにより実現してもよい。
【0065】
例えば同じチャネル長のときにはよりチャネル幅の広い形状にすることで、また同じチャネル幅のときにはよりチャネル長の短い形状にすることで、導通時の抵抗値をより小さくできるので、ドライバビリティ(駆動能力と同義)をあげることが出来る。
【0066】
またPMOSトランジスタ(10)及びPMOSトランジスタ(50)を、複数のPMOSトランジスタ素子を並列又は直列に接続することにより(図4(B)(C)(D)参照)ドライバビリティの変更を行うようにしてもよい。
【0067】
例えば図4(B)に示すように、PMOSトランジスタを複数のPMOSトランジスタ素子112,114を並列に接続することによりドライバビリティをあげることが出来る。
【0068】
また例えば図4(C)に示すように、PMOSトランジスタを複数のPMOSトランジスタ素子116,118を直列に接続することによりドライバビリティを下げることが出来る。
【0069】
また図4(D)に示すC1〜C5を出荷/使用前にレーザー等で切断してドライバビリティを調整できるようにしてもよい。
【0070】
また本実施の形態のシュミットトリガー回路は、NMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)の少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihを変更することが出来る。
【0071】
例えばNMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)の少なくとも一方のドライバビリティを下げることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihを下げることが出来る。
【0072】
またNMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)の少なくとも一方のドライバビリティをあげることで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧Vihをあげることが出来る。
【0073】
なおドライバビリティ(駆動能力と同義)の変更はNMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)のNMOSトランジスタ素子のチャネル長やチャネル幅を変更することにより実現してもよい。
【0074】
例えば同じチャネル長のときにはよりチャネル幅の広い形状にすることで、また同じチャネル幅のときにはよりチャネル長の短い形状にすることで、導通時の抵抗値をより小さくできるので、ドライバビリティ(駆動能力と同義)をあげることが出来る。
【0075】
またNMOSトランジスタ(40)及びNMOSトランジスタ(60)を、複数のNMOSトランジスタ素子を並列又は直列に接続することにより(図5(B)(C)(D)参照)ドライバビリティの変更を行うようにしてもよい。
【0076】
例えば図5(B)に示すように、NMOSトランジスタを複数のNMOSトランジスタ素子212,214を並列に接続することによりドライバビリティをあげることが出来る。
【0077】
また例えば図5(C)に示すように、NMOSトランジスタを複数のNMOSトランジスタ素子216,218を直列に接続することによりドライバビリティを下げることが出来る。
【0078】
また図5(D)に示すC6〜C10を出荷/使用前にレーザー等で切断してドライバビリティを調整できるようにしてもよい。
【0079】
図9は第2の実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の他の一例である。
【0080】
第2の実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)200は、図2で説明したシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)に第1のトランスファー回路210、第2のトランスファー回路220、インバータ回路230と制御信号ENを追加した構成を有している。
【0081】
第1のトランスファー回路210はNMOSトランジスタ212とPMOSトランジスタ214が並列に接続された回路であり、NMOSトランジスタ212のゲートが制御信号ENに接続され、PMOSトランジスタ214のゲートがインバータ回路を介して制御信号ENに接続されている。従って制御信号ENがON(Hレベル)の場合には第1のトランスファー回路210が導通する。
【0082】
NMOSトランジスタ212とPMOSトランジスタ214のソースはインバータ回路70の出力であるノードT9に接続され、ドレインはNMOSトランジスタ50のゲートに接続されている。
【0083】
また第2のトランスファー回路220はNMOSトランジスタ222とPMOSトランジスタ224が並列に接続された回路であり、NMOSトランジスタ222のゲートが制御信号ENに接続され、PMOSトランジスタ224のゲートがインバータ回路を介して制御信号ENに接続されている。従って制御信号ENがON(Hレベル)の場合には第2のトランスファー回路220も導通する。
【0084】
NMOSトランジスタ222とNPMOSトランジスタ224のソースはインバータ回路70の出力であるノードT9に接続され、ドレインはNMOSトランジスタ60のゲートに接続されている。
【0085】
このように制御信号ENがON(Hレベル)の場合には、第1のトランスファー回路210及び第2のトランスファー回路220が導通するため、シュミットトリガー回路として機能する。
【0086】
また制御信号ENがOFF(Lレベル)の場合には、第1のトランスファー回路210及び第2のトランスファー回路220が導通しないため、インバータ回路70、80によりCMOSバッファ回路として機能する。
【0087】
このように第2の実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)200は、1つの回路でシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)としての機能と、CMOSバッファ回路としての機能を有し、制御信号ENをON、OFFすることでシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)としての機能と、CMOSバッファ回路としての機能を切り替えることが出来る。このため回路素子数を少なくすることが出来る。
【0088】
また1つの信号にたいし、入力感度を変えることができ、1つの回路でシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)としての機能と、CMOSバッファ回路としての機能を実現するため、シュミットトリガー回路の入力とCMOSバッファ回路の入力の特性のばらつきがすくなくてすむ。
【0089】
2.マイクロコンピュータ
図6は、本実施の形態のマイクロコンピュータのハードウエアブロック図の一例である。
【0090】
本マイクロコンピュータ700は、CPU510、キャッシュメモリ520、メモリマネジメントユニット(MMU)730、LCDコントローラ530、リセット回路540、プログラマブルタイマ550、リアルタイムクロック(RTC)560、DMAコントローラF570、割り込みコントローラ580、通信制御回路590、バスコントローラ600、A/D変換器610、D/A変換器620、入力ポート630、出力ポート640、I/Oポート650、クロック発生装置560、プリスケーラ570及びそれらを接続する各種バス680等、各種ピン690等を含む。
【0091】
ここでマイクロコンピュータ700は、例えば図2〜図5で説明した構成を有する半導体装置を用いて形成されている。
【0092】
3.電子機器
図7に、本実施の形態の電子機器のブロック図の一例を示す。本電子機器800は、マイクロコンピュータ(またはASIC)810、入力部820、メモリ830、電源生成部840、LCD850、音出力部860を含む。
【0093】
ここで、入力部820は、種々のデータを入力するためのものである。マイクロコンピュータ810は、この入力部820により入力されたデータに基づいて種々の処理を行うことになる。メモリ830は、マイクロコンピュータ810などの作業領域となるものである。電源生成部840は、電子機器800で使用される各種電源を生成するためのものである。LCD850は、電子機器が表示する各種の画像(文字、アイコン、グラフィック等)を出力するためのものである。 音出力部860は、電子機器800が出力する各種の音(音声、ゲーム音等)を出力するためのものであり、その機能は、スピーカなどのハードウェアにより実現できる。
【0094】
ここでマイクロコンピュータ(またはASIC)810は、例えば図11で説明したような構成を有している。
【0095】
図8(A)に、電子機器の1つである携帯電話950の外観図の例を示す。この携帯電話950は、入力部として機能するダイヤルボタン952や、電話番号や名前やアイコンなどを表示するLCD954や、音出力部として機能し音声を出力するスピーカ956を備える。
【0096】
図8(B)に、電子機器の1つである携帯型ゲーム装置960の外観図の例を示す。この携帯型ゲーム装置960は、入力部として機能する操作ボタン962、十字キー964や、ゲーム画像を表示するLCD966や、音出力部として機能しゲーム音を出力するスピーカ968を備える。
【0097】
図8(C)に、電子機器の1つであるパーソナルコンピュータ970の外観図の例を示す。このパーソナルコンピュータ970は、入力部として機能するキーボード972や、文字、数字、グラフィックなどを表示するLCD974、音出力部976を備える。
【0098】
なお、本実施形態を利用できる電子機器としては、図8(A)、(B)、(C)に示すもの以外にも、携帯型情報端末、ページャー、電子卓上計算機、タッチパネルを備えた装置、プロジェクタ、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置等のLCDを使用する種々の電子機器を考えることができる。
【0099】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゲートアレイで作成した従来例のシュミットトリガー回路である。
【図2】本実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の一例である。
【図3】本実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の入出力特性を示した図である。
【図4】図4(A)〜(C)は、本実施の形態のシュミットトリガー回路のPMOSトランジスタの構成例に付いて説明するための図である。
【図5】図5(A)〜(C)は、本実施の形態のシュミットトリガー回路のNMOSトランジスタの構成例に付いて説明するための図である。
【図6】本実施の形態のマイクロコンピュータのハードウエアブロック図の一例である。
【図7】マイクロコンピュータを含む電子機器のブロック図の一例を示す。
【図8】図8(A)(B)(C)は、種々の電子機器の外観図の例である。
【図9】第2の実施の形態のシュミットトリガー回路(ヒステリシス回路)の他の一例である。
【符号の説明】
2 シュミットトリガー回路、 4 半導体装置、 10 第1のPMOSトランジスタ、 20 第2のPMOSトランジスタ、 30 第2のNMOSトランジスタ、 40 第1のNMOSトランジスタ、 50 第3のPMOSトランジスタ、 60 第3のNMOSトランジスタ、 70 インバータ回路
510 CPU、 520 キャッシュメモリ、 530 LCDコントローラ、 540 リセット回路、 550 プログラマブルタイマ、 560 リアルタイムクロック(RTC)、 570 DMAコントローラ、 580 割り込みコントローラ、 590 通信制御回路、 600 バスコントローラ、
610 A/D変換器、 620 D/A変換器、 630 入力ポート、
640 出力ポート、 650 I/Oポート、 660 クロック発生装置(PLL)、 670 プリスケーラ、 680 各種バス、 690 各種ピン、 700 マイクロコンピュータ、 710 ROM、 720 RAM、 730 MMU、 800 電子機器、
Claims (10)
- 電源電圧と基準電位との間に直列に接続された第1のPチャネルトランジスタと、第2のP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、第1のNチャネルトランジスタと、
第2のPチャネルトランジスタのドレインと第2のNチャネルトランジスタのドレインとの接続点に入力され、前記接続点の電位を反転させて出力端子に出力するインバータ回路と、
第1のPチャネルトランジスタに対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のPチャネルトランジスタと、
第1のNチャネルトランジスタに対し並列に接続され、ゲートは出力端子に接続された第3のNチャネルトランジスタとを含み、
第1のPチャネルトランジスタのゲートは基準電位に接続され、第1のNチャネルトランジスタのゲートは電源電圧に接続され、第2のP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のゲートが入力端子に共通に接続されていることを特徴とするシュミットトリガー回路。 - 請求項1記載のシュミットトリガー回路において、
第1のPチャネルトランジスタ及び第3のPチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の低レベル側のスレッショルド電圧を変更することを特徴とするシュミットトリガ回路の製造方法。 - 請求項1記載のシュミットトリガー回路において、
第1のNチャネルトランジスタ及び第3のNチャネルトランジスタの少なくとも一方のドライバビリティを変更することで、当該シュミットトリガ回路のヒステリシス特性の高レベル側のスレッショルド電圧を変更することを特徴とするシュミットトリガ回路の製造方法。 - 入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータは第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータに接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは第3のPチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第3のNチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第3のPチャネルトランジスタのソースは電源電位に接続され、
第3のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のPチャネルトランジスタのゲートおよび第3のNチャネルトランジスタのゲートに接続され、
第1のP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含み、
第1のPチャネルトランジスタのゲートは基準電位に接続され、
第1のPチャネルトランジスタのドレインは第2のPチャネルトランジスタのソースに接続され、
第2のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のNチャネルトランジスタのゲートは電源電位に接続され、
第2のNチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのソースに接続されることを特徴とするシュミットトリガー回路。 - 請求項4のシュミットトリガー回路であって、
第2のインバータの出力と第3のPチャネルトランジスタのゲートとの接続は第1のスイッチング回路を介して接続され、
第2のインバータの出力と第3のNチャネルトランジスタのゲートとの接続は第2のスイッチング回路を介して接続されることを特徴とするシュミットトリガー回路。 - 入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子および複数のPチャネルトランジスタを有する第1の回路ブロックの第1の端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータ回路は第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータ回路に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは、第1の回路ブロックの第2の端子に接続され、第1の回路ブロックの一つまたは全てのPチャネルトランジスタのソースまたはドレインに接続される配線は切断され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第3のNチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第3のNチャネルトランジスタのソースは基準電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のNチャネルトランジスタのゲートに接続されることを特徴とするシュミットトリガー回路。 - 入力端子が第1のインバータ回路に接続され、第1のインバータ回路の出力が第2のインバータ回路に入力され、第2のインバータ回路の出力が出力端子および複数のNチャネルトランジスタを有する第2の回路ブロックの第1の端子に接続されるシュミットトリガー回路であって、
第1のインバータ回路は第2のPチャネルトランジスタと第1のNチャネルトランジスタとを有し、
第2のPチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのドレインは第1のNチャネルトランジスタのドレインと接続され、また、第2のインバータ回路に接続され、
第2のPチャネルトランジスタのソースは、第3のPチャネルトランジスタのドレインに接続され、
第1のNチャネルトランジスタのゲートは入力端子に接続され、
第1のNチャネルトランジスタのソースは第2の回路ブロックの第2の端子に接続され、第2の回路ブロックの一つまたは全てのNチャネルトランジスタのソースまたはドレインに接続される配線は切断され、
第3のPチャネルトランジスタのソースは電源電位に接続され、
第2のインバータの出力は第3のPチャネルトランジスタのゲートに接続されることを特徴とするシュミットトリガー回路。 - 請求項1乃至7記載のシュミットトリガー回路を含む半導体装置。
- 請求項8記載の半導体装置を用いて形成されていることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 請求項5に記載のマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータの処理対象となるデータの入力手段と、
前記マイクロコンピュータにより処理されたデータを出力するための出力手段とを含むことを特徴とする電子機器。
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