JPH0829490A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0829490A
JPH0829490A JP6160014A JP16001494A JPH0829490A JP H0829490 A JPH0829490 A JP H0829490A JP 6160014 A JP6160014 A JP 6160014A JP 16001494 A JP16001494 A JP 16001494A JP H0829490 A JPH0829490 A JP H0829490A
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JP
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input
circuit
signal
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control circuit
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JP6160014A
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Tadahiro Kuroda
忠広 黒田
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路を流れる直流電流の量によって選別テス
トを行うことが可能な半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 回路を流れる直流電流を遮断する制御回路を
設け、これを入力信号のレベルを通常のレベルとは異な
る値にすることにより起動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に関
するもので、特に差動増幅を行なう入力回路に使用され
る半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、情報処理の分野では、半導体処
理技術の発展に伴って、利用可能なデータ転送速度は年
々高くなっている。現在、高速のコンピュータやデータ
通信への応用では、100MHzを越える周波数がごく
普通に用いられている。例えば、光通信では、2.4G
Hzといった非常に高速の信号が利用されている。この
ような周波数帯では、信号の振幅をかなり小さくしなけ
ればならず、1本の信号線では安定な転送が不可能にな
ってきている。そのため、現在では、2本の信号線を用
いてその差動信号で、データ転送を行うことが実用化さ
れつつある。
【0003】この2本の信号線を用いた場合、夫々の信
号線には同じ振幅で位相のみが180°ずれたデータ信
号が送られる。この2つの信号の差の符号(正負)によ
り、もとのディジタルデータが復元される。このような
信号処理の為の半導体集積回路の従来例を図6に示す。
【0004】この半導体集積回路装置は小振幅信号(例
えば振幅1ボルトの信号)を入力してCMOSレベルの
振幅の信号を出力する回路で、チップの入力回路として
使われる。入力1と入力2は180°位相が反転してい
て、両入力の電位差がCMOS差動増幅回路で増幅さ
れ、CMOSインバータゲートでCMOSレベルに変換
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路を製造して出荷する際には、良品、不良品の選別テ
ストを行う。一般に、CMOS集積回路はスイッチング
動作をしていないときにはほとんど電流を流さない。従
って不良のないCMOS集積回路では、チップに電源を
与え、チップのスイッチング動作を止めた状態では、チ
ップには極めて微小な消費電流しか流れない。ところが
チップに不良が存在するか、あるいは将来の不良につな
がる潜在的な不良が存在すると、この消費電流が異常に
大きくなることが多い。従って、出荷時の選別テストで
は、まずこの消費電流を調べ、消費電流が一定の基準よ
り大きなチップは、たとえ正常に動作したとしても、不
良品として排除するといった方法が便利で、しばしば利
用される。
【0006】ここで、この消費電流をスタティック電流
と呼ぶ。
【0007】ところが、図6の回路には、常時図に示す
様な直流電流が流れ、不良によるリーク電流の検出を阻
害するので上記スタティック電流による選別テストが行
えないといった問題があった。
【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであって、その目的は、スタティック電流による選別
テストのときには回路に流れる直流電流を遮断し、それ
以外のときには回路に直流電流を流して、小振幅信号を
入力してCMOSレベルの振幅の信号を出力することの
できる半導体集積回路装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明による半導体集積回路装置は、第1の電
位と第2の電位の間で小さく振幅する入力信号に応じて
前記両電位の間で大きく振幅する信号を出力する入力回
路と、前記入力回路の直流電流経路を遮断する制御回路
と、を具備し、前記制御回路は前記入力回路の入力信号
を入力し、前記制御回路の入力回路のしきい値は前記小
振幅入力信号の電位と前記第1及び第2の電位の一方と
の間に設定してあり、前記制御回路の入力信号として前
記回路のしきい値と前記第1及び第2の電位の他方との
間の電位の信号が入力しているとき前記制御回路による
遮断は行なわれず前記入力回路に直流電流が流れて前記
入力回路は正常に動作し、前記制御回路の入力に前記回
路しきい値と前記第1及び第2の電位の一方の電位との
間の信号が入力しているときは前記入力回路の直流電流
が遮断されることを特徴とする。
【0010】又、第2の発明による半導体集積回路装置
は、前記制御回路の入力段はPMOSとNMOSを使っ
たCMOSゲートで構成され、前記PMOSとNMOS
のディメンジョンを調整することで前記制御回路の入力
回路しきい値を前記のごとく設定することを特徴とす
る。
【0011】又、第3の発明による半導体集積回路装置
は、第1の電位と第2の電位の間で小さく振幅する入力
信号に応じて前記両電位の間で大きく振幅する信号を出
力する入力回路と、前記入力回路の直流電流経路を遮断
する制御回路と、を具備し、前記制御回路は前記入力回
路の入力信号を入力し、前記入力回路の入力端子と前記
第1及び第2の電位の一方との間には抵抗が接続され、
前記制御回路の入力回路のしきい値は前記小振幅入力信
号の電位と前記第1及び第2の電位の一方との間に設定
してあり、前記入力回路の入力が開放されたときは、前
記制御回路の入力電位は前記第1及び第2の電位の一方
となり、前記入力回路の直流電流が遮断されるように制
御されることを特徴とする。
【0012】又、第4の発明による半導体集積回路装置
によれば、前記制御回路の入力段はPMOSとNMOS
を使ったCMOSゲートで構成され、前記PMOSとN
MOSのディメンジョンを調整することで前記制御回路
の入力回路しきい値を前記のごとく設定することを特徴
とする。
【0013】
【作用】上述のように構成された第1の発明の半導体集
積回路装置によれば、スタティック電流による選別テス
ト時には制御回路の入力回路しきい値よりも小振幅信号
が位置する反対側の電位の入力を与えて入力回路の直流
電流を遮断し、入力回路の出力を一定にし、それ以外の
ときには制御回路は入力回路に駆動に必要な直流電流を
流して入力回路を正常に動作させる。これによりスタテ
ィック電流による選別テストでチップの良品、不良品を
選別することができる。
【0014】さらに、上述のように構成された第3の発
明の半導体集積回路装置によれば、スタティック電流に
よる選別テスト時に入力を開放にすると、入力と電源の
間に接続された抵抗で入力電位は制御回路の入力回路し
きい値を超え小振幅信号が位置する反対側の電位とな
り、制御回路が入力回路の直流電流を遮断して入力回路
の出力を一定にする。これにより、スタティック電流に
よる選別テストでチップの良品、不良品の選別テストを
することができる。
【0015】さらに、上述のように構成された第2およ
び第4の発明の半導体集積回路装置によれば、制御回路
の入力初段はCMOSゲートで構成され、そのPMOS
とNMOSのディメンジョンを調整することで、入力回
路しきい値を設定する。これにより、制御回路の入力回
路しきい値は、上述のように小振幅入力信号と電源電圧
との間に設定することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
【0017】図1は、本発明による半導体集積回路装置
の第1の実施例の構成図である。
【0018】図1に示す様に、この実施例の半導体集積
回路装置は、2本の信号線から送られてくる入力データ
信号を受ける差動増幅器である。この回路は、入力1、
入力2の電位差の符号(正負)を検出して、ハイレベル
(例えば3V)とローレベル(例えば0V)の出力に変
換する。即ち、N型MOSトランジスタ1,3のゲート
に、入力1と入力2から共に正のバイアスがかかり位相
が反転した信号が加わる。入力1と入力2からの信号は
共に、これらN型MOSトランジスタのしきい値より高
い電圧がかかっているので、N型MOSトランジスタ
1,3の少なくとも一方はオンする。
【0019】一方、N型MOSトランジスタ1,3のソ
ースは、N型MOSトランジスタ5を介して接地レベル
に接続されている。このN型MOSトランジスタ5のゲ
ートはN型MOSトランジスタ9と共に、ミラー回路を
形成しているので、定電流源として機能する。N型MO
Sトランジスタ5を流れる電流の大きさは、N型MOS
トランジスタ9とのディメンジョン比(ゲート幅の比)
とN型MOSトランジスタ9を流れる電流の大きさで決
まり、N型MOSトランジスタ9を流れる電流の大きさ
は、P型MOSトランジスタ11で構成されるバイアス
回路で決まる。従って、この定電流源の電流の大きさを
適当に設定することにより、N型MOSトランジスタ5
のドレイン側の電位が、N型MOSトランジスタ1,3
の電位の高い方のゲートよりも若干(しきい値程度)低
い電位まで上昇するようにできる。これにより、N型M
OSトランジスタ1,3の一方のみがオンし、他方はオ
フすることが保証される。
【0020】N型MOSトランジスタ1,3のドレイン
側は、P型MOSトランジスタ13,15を介して高電
圧源VDD(例えば3V)に接続されている。これらP
型MOSトランジスタ13,15は、この差動増幅器の
出力抵抗として機能する。即ち、P型MOSトランジス
タ13,15のゲートとドレインは接続されており、P
型MOSトランジスタ17,19と共に、それぞれミラ
ー回路を形成している。又、N型MOSトランジスタ2
1,23もミラー回路を形成しており、夫々P型MOS
トランジスタ17,19と接地レベルとの間に接続して
いる。
【0021】ここで、入力1に入力2よりも高い信号が
加わると、N型MOSトランジスタ3がオンし、ノード
N2がローレベルとなり、P型MOSトランジスタ19
がオンする。それによりN型MOSトランジスタ23も
オンし、それとゲート同士が接続したN型MOSトラン
ジスタ21もオンする。一方、N型MOSトランジスタ
3がオンすると、N型MOSトランジスタ1はオフし、
ノードN3がハイレベルとなる。すると、N型MOSト
ランジスタ21と共に出力インバータ回路を形成するP
型MOSトランジスタ17がオフし、ノードN4は確実
にローレベルとなる。
【0022】反対に、入力2に入力1よりも高い信号が
加わると、N型MOSトランジスタ1がオンしてN型M
OSトランジスタ3がオフする。するとノードN2がハ
イレベルとなり、P型MOSトランジスタ19がオフす
る。それによりN型MOSトランジスタ23もオフし、
それとゲート同士が接続したN型MOSトランジスタ2
1もオフする。一方、N型MOSトランジスタ1がオン
すると、ノードN3がローレベルとなり、P型MOSト
ランジスタ17がオンし、ノードN4はハイレベルへと
引き上げれる。
【0023】以上の構成により、入力1の電圧が入力2
の電圧よりも高い場合には、ノードN4がローレベルと
なり、P型MOSトランジスタ25およびN型MOSト
ランジスタ27から成るインバータ29からハイレベル
の出力信号が出力される。反対に、入力1の電圧が入力
2の電圧よりも低い場合には、ノードN4がハイレベル
となり、インバータ29からローレベルの出力信号が出
力される。
【0024】本発明では、更にこの回路に、スタティッ
ク電流による選別テストを行う為の回路が付加されてい
る。即ち、この回路によって通常動作モードと選別テス
トモードの2つのモードを切り替えることが出来る。モ
ードの切り替えは、入力2に接続した2つのインバータ
31,33で生成される制御信号D,DNによって行わ
れる。インバータ31はN型MOSトランジスタ43、
P型MOSトランジスタ45からなり、インバータ33
はN型MOSトランジスタ47、P型MOSトランジス
タ49からなる。通常の差動増幅器の動作を行う場合、
入力1、入力2には夫々図2のハイレベル入力信号VI
H(例えば2.5V)と、ローレベル入力信号VIL
(例えば1.5V)が加わる。スタティック電流による
選別テストを行う場合には、入力2にインバータ31の
しきい値Vthcよりも低い信号が加わる。しきい値V
thcの値は、N型MOSトランジスタ43及びP型M
OSトランジスタ45のディメンジョン(ゲート幅)を
調節することによって、接地レベルと入力信号の間の適
切な値(例えば0.7V)に予め設定されている。これ
により、制御信号Dはローレベルからハイレベルへ変化
し、制御信号DNはハイレベルからローレベルへ変化す
る。
【0025】ローレベルの制御信号DNは、P型MOS
トランジスタ15,19及びP型MOSトランジスタ1
3,17のゲートと高電圧源VDDとの間に接続された
P型MOSトランジスタ37,39のゲートに与えら
れ、P型MOSトランジスタ37,39がオンし、それ
によりノードN2,N3がハイレベルとなり、P型MO
Sトランジスタ15,19,13,17がオフする。一
方、インバータ29の入力にはN型MOSトランジスタ
41が接続されており、これがハイレベルの制御信号D
でオンすることによりN4を接地レベルに下げ、N型M
OSトランジスタ27がオフする。更に、P型MOSト
ランジスタ11も、制御信号Dによってオフして高電圧
源VDDからの電流経路が断たれる。又、制御信号D
は、N型MOSトランジスタ7のゲートに加わりこれを
オンしてノードN1をローレベルとする。これにより、
N型MOSトランジスタ5とN型MOSトランジスタ9
を速やかにオフする。従って、高電圧源VDDからの電
流経路はすべて遮断され、夫々のMOSトランジスタの
性能が十分であれば、消費電流が十分に小さいはずであ
り、これを測定することにより選別テストを行うことが
できる。
【0026】制御回路の入力回路のしきい値の設定の別
の例を図3に示す。入力回路しきい値Vthcは入力信
号のハイレベルVIH(例えば1V)とVDD電位との
間に設定される。この場合は上述の場合と比べて制御回
路の論理が正反対になるので、図1の回路でP型MOS
トランジスタ37,39のゲート入力はD信号に、N型
MOSトランジスタ7,41及びP型MOSトランジス
タ11のゲート入力はDN信号に、それぞれ変えなけれ
ばならない。
【0027】次に、図4に本発明による半導体集積回路
装置の第2実施例の構成を示す。この第2実施例の半導
体集積回路装置は、図1に示す本発明による半導体集積
回路装置の第1実施例で、入力2と接地レベルの間に抵
抗R1を接続したものである。
【0028】このように構成された本発明の第2実施例
の半導体集積回路装置においては、入力2が開放される
と、抵抗R1によって入力2の電位は接地レベルにな
り、D信号は夫々ハイレベル(VDD)、DN信号はロ
ーレベル(GND)となる。
【0029】従って、第1の実施例の選別テスト時の回
路動作と等しくなり、図4の回路には図6の回路に流れ
ていた直流電流は流れなくなる。また、入力回路の出力
はハイレベル(VDD)に固定される。このようにして
入力回路が消費電流を流さないようにすることができ、
スタティック電流による選別テストが行えるようにな
る。
【0030】ところで、図4の回路で制御回路の入力回
路しきい値を図3のように設定した場合は、図5に示す
様に抵抗R1が入力2とVDDの間に接続される。ま
た、信号Dと信号DNは交換される。
【0031】以上の説明では、制御回路の入力は一つで
あったが、複数の入力信号が入力しても構わない。例え
ば図1の回路で、CMOSインバータゲート31に代え
て2入力NANDゲートを使い入力1と入力2からD信
号を作ってもよい。
【0032】また以上の説明では、D信号とDN信号は
一つの入力回路の直流電流経路を遮断したが、これが複
数の入力回路の直流電流を遮断しても構わない。さら
に、D信号とDN信号をチップ内部の他の回路の直流電
流の遮断に利用することもできる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ス
タティック電流による選別テストのときには回路に流れ
る直流電流を遮断し、それ以外のときには回路の直流電
流を流して、小振幅信号を入力してCMOSレベルの振
幅の信号を出力することができる。回路の切り替えは入
力信号が予め仕様で規定されている電位近傍であるかど
うかで制御回路が自動的に判断する。したがって、回路
の切り替えのために新たに制御信号の入力ピンを必要と
せずに選別テストを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体集積回路装置の第1実施例
の構成を示す回路図。
【図2】図1に示した半導体集積回路における入力信号
の電位と制御回路の回路しきい値の一例。
【図3】図1に示した半導体集積回路における入力信号
の電位と制御回路の回路しきい値の別の例。
【図4】本発明の第2実施例の構成を示す回路図。
【図5】本発明の第2実施例の変形例を示す回路図。
【図6】従来の入力回路の一例を示す回路図。
【符号の説明】
29 出力用インバータ 31,33 制御信号発生用インバータ D,DN 制御信号
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電位と第2の電位の間で小さく振
    幅する入力信号に応じて前記両電位の間で大きく振幅す
    る信号を出力する入力回路と、 前記入力回路の直流電流経路を遮断する制御回路と、 を具備し、前記制御回路は前記入力回路の入力信号を入
    力し、前記制御回路の入力回路のしきい値は前記小振幅
    入力信号の電位と前記第1及び第2の電位の一方との間
    に設定してあり、前記制御回路の入力信号として前記回
    路のしきい値と前記第1及び第2の電位の他方との間の
    電位の信号が入力しているとき前記制御回路による遮断
    は行なわれず前記入力回路に直流電流が流れて前記入力
    回路は正常に動作し、前記制御回路の入力に前記回路し
    きい値と前記第1及び第2の電位の一方の電位との間の
    信号が入力しているときは前記入力回路の直流電流が遮
    断されることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記制御回路の入力段はPMOSとNM
    OSを使ったCMOSゲートで構成され、前記PMOS
    とNMOSのディメンジョンを調整することで前記制御
    回路の入力回路しきい値を前記のごとく設定することを
    特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 第1の電位と第2の電位の間で小さく振
    幅する入力信号に応じて前記両電位の間で大きく振幅す
    る信号を出力する入力回路と、 前記入力回路の直流電流経路を遮断する制御回路と、 を具備し、前記制御回路は前記入力回路の入力信号を入
    力し、前記入力回路の入力端子と前記第1及び第2の電
    位の一方との間には抵抗が接続され、前記制御回路の入
    力回路のしきい値は前記小振幅入力信号の電位と前記第
    1及び第2の電位の一方との間に設定してあり、 前記入力回路の入力が開放されたときは、前記制御回路
    の入力電位は前記第1及び第2の電位の一方となり、前
    記入力回路の直流電流が遮断されるように制御されるこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記制御回路の入力段はPMOSとNM
    OSを使ったCMOSゲートで構成され、前記PMOS
    とNMOSのディメンジョンを調整することで前記制御
    回路の入力回路しきい値を前記のごとく設定することを
    特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6249134B1 (en) 1997-07-30 2001-06-19 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit device and testing method thereof
CN117607664A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 俐玛光电科技(北京)有限公司 一种脉冲电流测试电路和测试方法

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