JPH10209854A - ボディ電圧制御型半導体集積回路 - Google Patents
ボディ電圧制御型半導体集積回路Info
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- JPH10209854A JPH10209854A JP9010511A JP1051197A JPH10209854A JP H10209854 A JPH10209854 A JP H10209854A JP 9010511 A JP9010511 A JP 9010511A JP 1051197 A JP1051197 A JP 1051197A JP H10209854 A JPH10209854 A JP H10209854A
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- H03K19/0027—Modifications of threshold in field effect transistor circuits
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 MOSトランジスタのボディ端子とゲート端
子を接続し該ボディ端子をソース端子と切り離して動作
の高速化を図ると、ビルトイン電圧以上電源電圧では動
作させることができないという課題があった。 【解決手段】 トランジスタの動作時、電圧分割回路の
導通によってインバータを構成するPMOSトランジス
タあるいはNMOSトランジスタのボディ端子の電圧を
変化させてしきい値を下げるように構成し、電圧分割回
路を構成する各トランジスタの端子寸法およびボディ端
子の電圧を制御することにより、ビルトイン電圧以上の
電源電圧でも動作するようにしたものである。
子を接続し該ボディ端子をソース端子と切り離して動作
の高速化を図ると、ビルトイン電圧以上電源電圧では動
作させることができないという課題があった。 【解決手段】 トランジスタの動作時、電圧分割回路の
導通によってインバータを構成するPMOSトランジス
タあるいはNMOSトランジスタのボディ端子の電圧を
変化させてしきい値を下げるように構成し、電圧分割回
路を構成する各トランジスタの端子寸法およびボディ端
子の電圧を制御することにより、ビルトイン電圧以上の
電源電圧でも動作するようにしたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、MOSトランジ
スタを用いた半導体集積回路に関し、特にMOSトラン
ジスタのボディ領域の電圧を制御して動作するボディ電
圧制御型半導体集積回路に関するものである。
スタを用いた半導体集積回路に関し、特にMOSトラン
ジスタのボディ領域の電圧を制御して動作するボディ電
圧制御型半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のボディ電圧制御型半導体集
積回路を示す図であり、図において、11は第1のイン
バータ、12は第2のインバータである。第1のインバ
ータ11はPMOSトランジスタP11とNMOSトラ
ンジスタN11のゲート端子同士およびドレイン端子同
士を接続し、PMOSトランジスタP11はボディ端子
とソース端子を電源E11に接続し、NMOSトランジ
スタN11はボディ端子とソース端子をアースEに接続
した構成である。
積回路を示す図であり、図において、11は第1のイン
バータ、12は第2のインバータである。第1のインバ
ータ11はPMOSトランジスタP11とNMOSトラ
ンジスタN11のゲート端子同士およびドレイン端子同
士を接続し、PMOSトランジスタP11はボディ端子
とソース端子を電源E11に接続し、NMOSトランジ
スタN11はボディ端子とソース端子をアースEに接続
した構成である。
【0003】また、第2のインバータ12はPMOSト
ランジスタP12とNMOSトランジスタN12のゲー
ト端子同士およびドレイン端子同士を接続し、そのゲー
ト端子を上記第1のインバータ11の出力端子に接続す
ると共にPMOSトランジスタP12とNMOSトラン
ジスタN12のボディ端子に接続し、PMOSトランジ
スタP12はソース端子を電源E12に接続し、NMO
SトランジスタN12はソース端子をアースEに接続し
た構成であり、第1のインバータ11のドレイン端子同
士を接続した接続路L12と第2のインバータ12のゲ
ート端子同士の接続路L13とを接続している。
ランジスタP12とNMOSトランジスタN12のゲー
ト端子同士およびドレイン端子同士を接続し、そのゲー
ト端子を上記第1のインバータ11の出力端子に接続す
ると共にPMOSトランジスタP12とNMOSトラン
ジスタN12のボディ端子に接続し、PMOSトランジ
スタP12はソース端子を電源E12に接続し、NMO
SトランジスタN12はソース端子をアースEに接続し
た構成であり、第1のインバータ11のドレイン端子同
士を接続した接続路L12と第2のインバータ12のゲ
ート端子同士の接続路L13とを接続している。
【0004】inは第1のインバータ11を構成するP
MOSトランジスタP11とNMOSトランジスタN1
1のゲート端子同士の接続路L11に接続した入力端
子、outは第2のインバータ12を構成するPMOS
トランジスタP12とNMOSトランジスタN12のド
レイン端子同士を接続路L14に接続した出力端子、c
は負荷容量である。なお、図面中、Gはゲート端子、B
はボディ端子、Dはドレイン端子、Sはソース端子をそ
れぞれ示す。
MOSトランジスタP11とNMOSトランジスタN1
1のゲート端子同士の接続路L11に接続した入力端
子、outは第2のインバータ12を構成するPMOS
トランジスタP12とNMOSトランジスタN12のド
レイン端子同士を接続路L14に接続した出力端子、c
は負荷容量である。なお、図面中、Gはゲート端子、B
はボディ端子、Dはドレイン端子、Sはソース端子をそ
れぞれ示す。
【0005】次に動作について説明する。いま、入力端
子inがHになると、NMOSトランジスタN11がオ
ンとなり、第1のインバータ11の出力はLとなり、第
2のインバータ12を構成するPMOSトランジスタP
12がオンし、負荷容量cの電荷が電源端子側に吸い上
げられて出力端子outがHになる。
子inがHになると、NMOSトランジスタN11がオ
ンとなり、第1のインバータ11の出力はLとなり、第
2のインバータ12を構成するPMOSトランジスタP
12がオンし、負荷容量cの電荷が電源端子側に吸い上
げられて出力端子outがHになる。
【0006】この場合、PMOSトランジスタP11は
図6に示すように、ボディ端子に印加されるボディ電圧
が低くなるにしたがってしきい値電圧が低くなり、NM
OSトランジスタN11は図7に示すようにボディ端子
に印加されるボディ電圧が高くなるにしたがってしきい
値電圧が低くなる特性を有しており、トランジスタの動
作が早くなる。なお、上記従来回路に関連する先行技術
として、例えば特開平7−86917号公報、特開平5
−37336号公報等がある。
図6に示すように、ボディ端子に印加されるボディ電圧
が低くなるにしたがってしきい値電圧が低くなり、NM
OSトランジスタN11は図7に示すようにボディ端子
に印加されるボディ電圧が高くなるにしたがってしきい
値電圧が低くなる特性を有しており、トランジスタの動
作が早くなる。なお、上記従来回路に関連する先行技術
として、例えば特開平7−86917号公報、特開平5
−37336号公報等がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のボディ電圧制御
型半導体集積回路は以上のように構成されているので、
第2のインバータ12を構成するPMOSトランジスタ
P12とNMOSトランジスタN12のボディ端子とゲ
ート端子を接続することにより、約0.8V(ビルトイ
ン電圧)以上の電圧で用いると、ドレイン端子を形成す
る半導体層とボディ領域を形成する半導体層、ソース端
子を形成する半導体層で構成される寄生バイポーラトラ
ンジスタがオンし、トランジスタが飽和領域で動作して
回路動作が遅くなってしまう。このため、ゲート端子と
ボディ端子を接続した回路の電源電圧は0.8V以下に
限定される。また外部ノイズに弱いという課題があっ
た。
型半導体集積回路は以上のように構成されているので、
第2のインバータ12を構成するPMOSトランジスタ
P12とNMOSトランジスタN12のボディ端子とゲ
ート端子を接続することにより、約0.8V(ビルトイ
ン電圧)以上の電圧で用いると、ドレイン端子を形成す
る半導体層とボディ領域を形成する半導体層、ソース端
子を形成する半導体層で構成される寄生バイポーラトラ
ンジスタがオンし、トランジスタが飽和領域で動作して
回路動作が遅くなってしまう。このため、ゲート端子と
ボディ端子を接続した回路の電源電圧は0.8V以下に
限定される。また外部ノイズに弱いという課題があっ
た。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、ビルトイン電圧以上の電源電圧で
も使用できるボディ電圧制御型半導体集積回路を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、ビルトイン電圧以上の電源電圧で
も使用できるボディ電圧制御型半導体集積回路を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るボディ電圧制御型半導体集積回路は、PMOSトラン
ジスタとNMOSトランジスタのゲート端子同士および
ドレイン端子同士を接続した第1のインバータと、この
第1のインバータと同一構成であって該第1のインバー
タの出力端子をゲート端子に接続した第2のインバータ
とを備え、電圧分割回路はPMOSトランジスタとNM
OSトランジスタのゲート端子同士およびドレイン端子
同士を接続し、上記PMOSトランジスタのボディ端子
とソース端子に常時オンのPMOSトランジスタを接続
し、上記NMOSトランジスタのボディ端子とソース端
子に常時オンのNMOSトランジスタを接続し、上記ド
レイン端子同士の接続路に上記第1のインバータの出力
端子と上記第2のインバータのゲート端子同士の接続路
を接続し、上記PMOSトランジスタおよびNMOSト
ランジスタのソース端子と上記第2のインバータを構成
するPMOSトランジスタおよびNMOSトランジスタ
のボディ端子を接続したものである。
るボディ電圧制御型半導体集積回路は、PMOSトラン
ジスタとNMOSトランジスタのゲート端子同士および
ドレイン端子同士を接続した第1のインバータと、この
第1のインバータと同一構成であって該第1のインバー
タの出力端子をゲート端子に接続した第2のインバータ
とを備え、電圧分割回路はPMOSトランジスタとNM
OSトランジスタのゲート端子同士およびドレイン端子
同士を接続し、上記PMOSトランジスタのボディ端子
とソース端子に常時オンのPMOSトランジスタを接続
し、上記NMOSトランジスタのボディ端子とソース端
子に常時オンのNMOSトランジスタを接続し、上記ド
レイン端子同士の接続路に上記第1のインバータの出力
端子と上記第2のインバータのゲート端子同士の接続路
を接続し、上記PMOSトランジスタおよびNMOSト
ランジスタのソース端子と上記第2のインバータを構成
するPMOSトランジスタおよびNMOSトランジスタ
のボディ端子を接続したものである。
【0010】請求項2記載の発明に係るボディ電圧制御
型半導体集積回路は、ゲート端子同士の接続路を第2の
インバータのドレイン端子同士の接続路に接続したもの
である。
型半導体集積回路は、ゲート端子同士の接続路を第2の
インバータのドレイン端子同士の接続路に接続したもの
である。
【0011】請求項3記載の発明に係るボディ電圧制御
型半導体集積回路は、第3のインバータを電圧分割回路
のゲート端子同士の接続路と第1のインバータのドレイ
ン端子同士の接続路間に接続したものである。
型半導体集積回路は、第3のインバータを電圧分割回路
のゲート端子同士の接続路と第1のインバータのドレイ
ン端子同士の接続路間に接続したものである。
【0012】請求項4記載の発明に係るボディ電圧制御
型半導体集積回路は、PMOSトランジスタとNMOS
トランジスタのゲート端子同士およびドレイン端子同士
を接続した第1のインバータと、この第1のインバータ
と同一構成であって該第1のインバータの出力端子をゲ
ート端子に接続した第2のインバータとを備え、電圧分
割回路はPMOSトランジスタとNMOSトランジスタ
のゲート端子同士およびドレイン端子同士を接続し、上
記PMOSトランジスタのボディ端子とソース端子とを
接続して該接続端に常時オンのPMOSトランジスタを
接続し、上記NMOSトランジスタのボディ端子とソー
ス端子とを接続して該接続端に常時オンのNMOSトラ
ンジスタを接続し、上記ドレイン端子同士の接続路に上
記第1のインバータの出力端子と上記第2のインバータ
のゲート端子同士の接続路を接続し、上記PMOSトラ
ンジスタおよびNMOSトランジスタのソース端子と上
記第2のインバータを構成するPMOSトランジスタお
よびNMOSトランジスタのボディ端子を接続したもの
である。
型半導体集積回路は、PMOSトランジスタとNMOS
トランジスタのゲート端子同士およびドレイン端子同士
を接続した第1のインバータと、この第1のインバータ
と同一構成であって該第1のインバータの出力端子をゲ
ート端子に接続した第2のインバータとを備え、電圧分
割回路はPMOSトランジスタとNMOSトランジスタ
のゲート端子同士およびドレイン端子同士を接続し、上
記PMOSトランジスタのボディ端子とソース端子とを
接続して該接続端に常時オンのPMOSトランジスタを
接続し、上記NMOSトランジスタのボディ端子とソー
ス端子とを接続して該接続端に常時オンのNMOSトラ
ンジスタを接続し、上記ドレイン端子同士の接続路に上
記第1のインバータの出力端子と上記第2のインバータ
のゲート端子同士の接続路を接続し、上記PMOSトラ
ンジスタおよびNMOSトランジスタのソース端子と上
記第2のインバータを構成するPMOSトランジスタお
よびNMOSトランジスタのボディ端子を接続したもの
である。
【0013】請求項5記載の発明に係るボディ電圧制御
型半導体集積回路は、ゲート端子同士の接続路を上記第
2のインバータのドレイン端子同士の接続路に接続した
ものである。
型半導体集積回路は、ゲート端子同士の接続路を上記第
2のインバータのドレイン端子同士の接続路に接続した
ものである。
【0014】請求項6記載の発明に係るボディ電圧制御
型半導体集積回路は、第3のインバータを電圧分割回路
のゲート端子同士の接続路と第1のインバータのドレイ
ン端子同士の接続路間に接続したものである。
型半導体集積回路は、第3のインバータを電圧分割回路
のゲート端子同士の接続路と第1のインバータのドレイ
ン端子同士の接続路間に接続したものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による回
路構成を示す図であり、図において、1は第1のインバ
ータ、2は第2のインバータ、4は電圧分割回路であ
る。第1のインバータ1はPMOSトランジスタP1と
NMOSトランジスタN1のゲート端子同士およびドレ
イン端子同士を接続し、PMOSトランジスタP1はボ
ディ端子とソース端子を電源端子E1に接続し、NMO
SトランジスタN1はボディ端子とソース端子をアース
Eに接続した構成である。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による回
路構成を示す図であり、図において、1は第1のインバ
ータ、2は第2のインバータ、4は電圧分割回路であ
る。第1のインバータ1はPMOSトランジスタP1と
NMOSトランジスタN1のゲート端子同士およびドレ
イン端子同士を接続し、PMOSトランジスタP1はボ
ディ端子とソース端子を電源端子E1に接続し、NMO
SトランジスタN1はボディ端子とソース端子をアース
Eに接続した構成である。
【0016】また、第2のインバータ2はPMOSトラ
ンジスタP2とNMOSトランジスタN2のゲート端子
同士およびドレイン端子同士を接続し、PMOSトラン
ジスタP2はソースを電源端子E2に接続し、NMOS
トランジスタN2はソース端子をアースEに接続した構
成である。
ンジスタP2とNMOSトランジスタN2のゲート端子
同士およびドレイン端子同士を接続し、PMOSトラン
ジスタP2はソースを電源端子E2に接続し、NMOS
トランジスタN2はソース端子をアースEに接続した構
成である。
【0017】inは第1のインバータ1を構成するPM
OSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲ
ート端子同士の接続路L1に接続した入力端子、out
は第2のインバータ2を構成するPMOSトランジスタ
P2とNMOSトランジスタN2のドレイン端子同士の
接続路L4に接続した出力端子、cは負荷容量である。
OSトランジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲ
ート端子同士の接続路L1に接続した入力端子、out
は第2のインバータ2を構成するPMOSトランジスタ
P2とNMOSトランジスタN2のドレイン端子同士の
接続路L4に接続した出力端子、cは負荷容量である。
【0018】電圧分割回路4は、PMOSトランジスタ
P3とNMOSトランジスタN3のゲート端子同士およ
びドレイン端子同士を接続し、前記PMOSトランジス
タP3はボディ端子をPMOSトランジスタP4のボデ
ィ端子とソース端子に接続するとともにソース端子を該
PMOSトランジスタP4のドレイン端子に接続し、こ
のPMOSトランジスタP4はソース端子を電源端子E
3に接続し、ゲート端子をアースEに接続して常時オン
状態である。
P3とNMOSトランジスタN3のゲート端子同士およ
びドレイン端子同士を接続し、前記PMOSトランジス
タP3はボディ端子をPMOSトランジスタP4のボデ
ィ端子とソース端子に接続するとともにソース端子を該
PMOSトランジスタP4のドレイン端子に接続し、こ
のPMOSトランジスタP4はソース端子を電源端子E
3に接続し、ゲート端子をアースEに接続して常時オン
状態である。
【0019】一方、上記NMOSトランジスタN3はボ
ディ端子をNMOSトランジスタN4のボディ端子とソ
ース端子に接続するとともにソース端子を該NMOSト
ランジスタN4のドレイン端子に接続し、このNMOS
トランジスタN4はソース端子をアースEに接続し、ゲ
ートを電源端子E4に接続して常時オン状態である。
ディ端子をNMOSトランジスタN4のボディ端子とソ
ース端子に接続するとともにソース端子を該NMOSト
ランジスタN4のドレイン端子に接続し、このNMOS
トランジスタN4はソース端子をアースEに接続し、ゲ
ートを電源端子E4に接続して常時オン状態である。
【0020】そして、上記PMOSトランジスタP3と
NMOSトランジスタN3のドレイン端子同士の接続路
L5は、第1のインバータ1を構成するPMOSトラン
ジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲート端子同
士の接続路L1と第2のインバータ2を構成するPMO
SトランジスタP2とNMOSトランジスタN2のゲー
ト端子同士の接続路L3に接続され、上記PMOSトラ
ンジスタP3とNMOSトランジスタN3のゲート端子
同士の接続路L6は、第2のインバータを構成するPM
OSトランジスタP2とNMOSトランジスタN2のド
レイン端子同士の接続路L4に接続され、上記PMOS
トランジスタP3とNMOSトランジスタN3のソース
端子は上記PMOSトランジスタP2とNMOSトラン
ジスタN2のボディ端子に接続されている。cは上記第
2のインバータ2の出力端子outとアースE間に接続
した負荷容量である。なお、図面中、Gはゲート端子、
Bはボディ端子、Dはドレイン端子、Sはソース端子を
それぞれ示す。
NMOSトランジスタN3のドレイン端子同士の接続路
L5は、第1のインバータ1を構成するPMOSトラン
ジスタP1とNMOSトランジスタN1のゲート端子同
士の接続路L1と第2のインバータ2を構成するPMO
SトランジスタP2とNMOSトランジスタN2のゲー
ト端子同士の接続路L3に接続され、上記PMOSトラ
ンジスタP3とNMOSトランジスタN3のゲート端子
同士の接続路L6は、第2のインバータを構成するPM
OSトランジスタP2とNMOSトランジスタN2のド
レイン端子同士の接続路L4に接続され、上記PMOS
トランジスタP3とNMOSトランジスタN3のソース
端子は上記PMOSトランジスタP2とNMOSトラン
ジスタN2のボディ端子に接続されている。cは上記第
2のインバータ2の出力端子outとアースE間に接続
した負荷容量である。なお、図面中、Gはゲート端子、
Bはボディ端子、Dはドレイン端子、Sはソース端子を
それぞれ示す。
【0021】次に動作について説明する。いま、入力端
子inに対する入力信号がLからHに変化するときの回
路動作を考える。まず、入力端子inに対する入力信号
がLであれば、第1のインバータ1の出力はHになって
いる。また、第2のインバータ2の出力はLになってお
り、電圧分割回路4のPMOSトランジスタP3とNM
OSトランジスタN3のゲート端子は第2のインバータ
2の出力路に接続されているため、PMOSトランジス
タP3がオン、NMOSトランジスタN3がオフになっ
ている。PMOSトランジスタP4とNMOSトランジ
スタN4は常にオンしている。
子inに対する入力信号がLからHに変化するときの回
路動作を考える。まず、入力端子inに対する入力信号
がLであれば、第1のインバータ1の出力はHになって
いる。また、第2のインバータ2の出力はLになってお
り、電圧分割回路4のPMOSトランジスタP3とNM
OSトランジスタN3のゲート端子は第2のインバータ
2の出力路に接続されているため、PMOSトランジス
タP3がオン、NMOSトランジスタN3がオフになっ
ている。PMOSトランジスタP4とNMOSトランジ
スタN4は常にオンしている。
【0022】次に入力端子inに対する入力信号がHに
変わると、第1のインバータ1のPMOSトランジスタ
P1がオフ、NMOSトランジスタN1がオンになる。
このとき、PMOSトランジスタP3とPMOSトラン
ジスタP4とNMOSトランジスタN1の3つのトラン
ジスタが同時にオンになっている状態が存在し、この3
つのトランジスタを通じて流れる電流による電圧降下に
よってd1点の電圧が電圧端子E3に印加される電源電
圧より低くなる。
変わると、第1のインバータ1のPMOSトランジスタ
P1がオフ、NMOSトランジスタN1がオンになる。
このとき、PMOSトランジスタP3とPMOSトラン
ジスタP4とNMOSトランジスタN1の3つのトラン
ジスタが同時にオンになっている状態が存在し、この3
つのトランジスタを通じて流れる電流による電圧降下に
よってd1点の電圧が電圧端子E3に印加される電源電
圧より低くなる。
【0023】d1点はPMOSトランジスタP2のボデ
ィ端子と接続されているので、そのボディ領域の電圧も
電源電圧より低くなり、PMOSトランジスタP2のし
きい値電圧が下がって、このPMOSトランジスタP2
を流れる電流が増大する。この結果、PMOSトランジ
スタP2の反転動作が速くなり、PMOSトランジスタ
P2がオン、NMOSトランジスタN2がオフとなるこ
とで第2のインバータ2が反転し、出力端子outの電
圧がLからHに変化する。出力端子outの電圧がHに
変化してしまうと、その電圧Hをゲート端子に受けてP
MOSトランジスタP3がオフし、PMOSトランジス
タP2のボディ端子の電圧が電源電圧になり該PMOS
トランジスタP2のしきい値電圧が上がり、リーク電流
も低く抑えられる。
ィ端子と接続されているので、そのボディ領域の電圧も
電源電圧より低くなり、PMOSトランジスタP2のし
きい値電圧が下がって、このPMOSトランジスタP2
を流れる電流が増大する。この結果、PMOSトランジ
スタP2の反転動作が速くなり、PMOSトランジスタ
P2がオン、NMOSトランジスタN2がオフとなるこ
とで第2のインバータ2が反転し、出力端子outの電
圧がLからHに変化する。出力端子outの電圧がHに
変化してしまうと、その電圧Hをゲート端子に受けてP
MOSトランジスタP3がオフし、PMOSトランジス
タP2のボディ端子の電圧が電源電圧になり該PMOS
トランジスタP2のしきい値電圧が上がり、リーク電流
も低く抑えられる。
【0024】上記とは反対に、入力端子inに対する入
力信号がHからLに変化するときは、PMOSトランジ
スタP1とNMOSトランジスタN3とNMOSトラン
ジスタN4の3つのトランジスタが同時にオンになって
いる状態が存在し、この3つのトランジスタを通じて流
れる電流による電圧降下によってd2点の電圧が高くな
る。
力信号がHからLに変化するときは、PMOSトランジ
スタP1とNMOSトランジスタN3とNMOSトラン
ジスタN4の3つのトランジスタが同時にオンになって
いる状態が存在し、この3つのトランジスタを通じて流
れる電流による電圧降下によってd2点の電圧が高くな
る。
【0025】d2点はNMOSトランジスタN2のボデ
ィ端子と接続されているので、そのボディ領域の電圧も
上昇し、NMOSトランジスタN2のしきい値電圧が下
がって、このNMOSトランジスタN2を流れる電流が
増大する。この結果、NMOSトランジスタN2の反転
動作が速くなる。
ィ端子と接続されているので、そのボディ領域の電圧も
上昇し、NMOSトランジスタN2のしきい値電圧が下
がって、このNMOSトランジスタN2を流れる電流が
増大する。この結果、NMOSトランジスタN2の反転
動作が速くなる。
【0026】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、インバータの反転動作速度が通常のインバータに比
べて向上する。また、電圧分割回路4を構成するPMO
SトランジスタP3,P4、NMOSトランジスタN
3,N4のゲート端子幅、ゲート端子長を調節しボディ
領域の電圧の変化の幅を制御することによって、ビルト
イン電圧以上の電源電圧でも動作させることができる。
ば、インバータの反転動作速度が通常のインバータに比
べて向上する。また、電圧分割回路4を構成するPMO
SトランジスタP3,P4、NMOSトランジスタN
3,N4のゲート端子幅、ゲート端子長を調節しボディ
領域の電圧の変化の幅を制御することによって、ビルト
イン電圧以上の電源電圧でも動作させることができる。
【0027】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2による回路構成を示す図であり、図において、3は
第3のインバータであり、この第3のインバータ3はそ
の入力端をPMOSトランジスタP3とNMOSトラン
ジスタN3のドレイン端子同士の接続路L5に接続し、
出力端をPMOSトランジスタP3とNMOSトランジ
スタN3のゲート端子同士の接続路L6に接続してお
り、他の構成は前記図1に示す構成と同じであるから同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
態2による回路構成を示す図であり、図において、3は
第3のインバータであり、この第3のインバータ3はそ
の入力端をPMOSトランジスタP3とNMOSトラン
ジスタN3のドレイン端子同士の接続路L5に接続し、
出力端をPMOSトランジスタP3とNMOSトランジ
スタN3のゲート端子同士の接続路L6に接続してお
り、他の構成は前記図1に示す構成と同じであるから同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0028】図1に示した実施の形態1では、先に述べ
たように第2のインバータ2の出力を、接続路L6に帰
還させていたが、本実施の形態2では第2のインバータ
2に並列接続した第3のインバータ3の出力を接続路L
6に帰還させて、実施の形態1の場合と同様の動作をさ
せている。
たように第2のインバータ2の出力を、接続路L6に帰
還させていたが、本実施の形態2では第2のインバータ
2に並列接続した第3のインバータ3の出力を接続路L
6に帰還させて、実施の形態1の場合と同様の動作をさ
せている。
【0029】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、接続路L6に第2のインバータ2の出力を帰還させ
るときに生じる負荷容量がつかないという利点がある。
ば、接続路L6に第2のインバータ2の出力を帰還させ
るときに生じる負荷容量がつかないという利点がある。
【0030】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3による回路構成を示す図であり、電圧分割回路4を
構成するPMOSトランジスタP3のボディ端子とソー
ス端子とを接続して該接続端に常時オンのPMOSトラ
ンジスタP4を接続し、NMOSトランジスタN3のボ
ディ端子とソース端子とを接続し該接続端に常時オンの
NMOSトランジスタN4を接続した構成であって、他
の構成は前記図1に示す実施の形態1と同じであるから
同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
態3による回路構成を示す図であり、電圧分割回路4を
構成するPMOSトランジスタP3のボディ端子とソー
ス端子とを接続して該接続端に常時オンのPMOSトラ
ンジスタP4を接続し、NMOSトランジスタN3のボ
ディ端子とソース端子とを接続し該接続端に常時オンの
NMOSトランジスタN4を接続した構成であって、他
の構成は前記図1に示す実施の形態1と同じであるから
同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0031】このように接続すると、PMOSトランジ
スタP3およびNMOSトランジスタN3のボディ端子
電圧とソース端子電圧が等しくなるため、基板バイアス
効果により、これらトランジスタのしきい値電圧が高く
なることがなく、トランジスタのスイッチング動作が速
くなり、その結果、第2のインバータ2の反転動作速度
がより早くなる。
スタP3およびNMOSトランジスタN3のボディ端子
電圧とソース端子電圧が等しくなるため、基板バイアス
効果により、これらトランジスタのしきい値電圧が高く
なることがなく、トランジスタのスイッチング動作が速
くなり、その結果、第2のインバータ2の反転動作速度
がより早くなる。
【0032】実施の形態4.図4はこの発明の実施の形
態4による回路構成を示す図であり、電圧分割回路4を
上記実施の形態3と同様に構成し、他の構成は前記図1
に示す実施の形態1と同じであるから同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。
態4による回路構成を示す図であり、電圧分割回路4を
上記実施の形態3と同様に構成し、他の構成は前記図1
に示す実施の形態1と同じであるから同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。
【0033】このように構成すると、実施の形態3と同
様の理由により、第2のインバータ2の反転動作速度を
早くし、かつ第2のインバータ2の出力を帰還させると
きに生じる負荷容量がつかないという利点がある。
様の理由により、第2のインバータ2の反転動作速度を
早くし、かつ第2のインバータ2の出力を帰還させると
きに生じる負荷容量がつかないという利点がある。
【0034】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、インバータの反転動作時、電圧分割回路の導通に
よってインバータを構成するPMOSトランジスタある
いはNMOSトランジスタのボディ端子の電圧を変化さ
せてしきい値を下げるように構成したので、インバータ
の反転動作の高速化を図ることができる。また、電圧分
割回路を構成する各トランジスタの端子寸法およびボデ
ィ端子の電圧を制御することにより、ビルトイン電圧以
上の電源電圧でも動作するボディ電圧制御型論理回路を
得ることができる効果がある。
れば、インバータの反転動作時、電圧分割回路の導通に
よってインバータを構成するPMOSトランジスタある
いはNMOSトランジスタのボディ端子の電圧を変化さ
せてしきい値を下げるように構成したので、インバータ
の反転動作の高速化を図ることができる。また、電圧分
割回路を構成する各トランジスタの端子寸法およびボデ
ィ端子の電圧を制御することにより、ビルトイン電圧以
上の電源電圧でも動作するボディ電圧制御型論理回路を
得ることができる効果がある。
【0035】請求項2記載の発明によれば、インバータ
が反転動作すると、このインバータの反転出力で電圧分
割回路を不導通にするように構成したので、無駄な電力
消費がなく経済的なボディ電圧制御型論理回路を得るこ
とができる効果がある。
が反転動作すると、このインバータの反転出力で電圧分
割回路を不導通にするように構成したので、無駄な電力
消費がなく経済的なボディ電圧制御型論理回路を得るこ
とができる効果がある。
【0036】請求項3記載の発明によれば、前段インバ
ータの出力を入力とするインバータの出力で電圧分割回
路を不導通にするように構成したので、最終段インバー
タの出力で電圧分割回路を不導通とする場合に生ずる負
荷容量がつかないという効果がある。
ータの出力を入力とするインバータの出力で電圧分割回
路を不導通にするように構成したので、最終段インバー
タの出力で電圧分割回路を不導通とする場合に生ずる負
荷容量がつかないという効果がある。
【0037】請求項4記載の発明によれば、インバータ
の反転動作時、電圧分割回路の導通によってインバータ
を構成するPMOSトランジスタあるいはNMOSトラ
ンジスタのボディ端子の電圧を変化させてしきい値を下
げるように構成するとともに、前記電圧分割回路の構成
要素であるゲート同士を接続したPMOSトランジスタ
およびNMOSトランジスタのボディ端子とソース端子
を接続するように構成したので、これらトランジスタの
しきい値電圧が高くなることがなく、請求項1記載の発
明による場合よりもインバータの反転動作の高速化を図
ることができる効果がある。
の反転動作時、電圧分割回路の導通によってインバータ
を構成するPMOSトランジスタあるいはNMOSトラ
ンジスタのボディ端子の電圧を変化させてしきい値を下
げるように構成するとともに、前記電圧分割回路の構成
要素であるゲート同士を接続したPMOSトランジスタ
およびNMOSトランジスタのボディ端子とソース端子
を接続するように構成したので、これらトランジスタの
しきい値電圧が高くなることがなく、請求項1記載の発
明による場合よりもインバータの反転動作の高速化を図
ることができる効果がある。
【0038】請求項5記載の発明によれば、インバータ
が反転動作すると、このインバータの反転出力で電圧分
割回路を不導通にするように構成するとともに、前記電
圧分割回路の構成要素であるゲート同士を接続したPM
OSトランジスタおよびNMOSトランジスタのボディ
端子とソース端子を接続するように構成したので、これ
らトランジスタのしきい値電圧が高くなることがなく、
請求項2記載の発明による場合よりもインバータの反転
動作の高速化を図ることができる効果がある。
が反転動作すると、このインバータの反転出力で電圧分
割回路を不導通にするように構成するとともに、前記電
圧分割回路の構成要素であるゲート同士を接続したPM
OSトランジスタおよびNMOSトランジスタのボディ
端子とソース端子を接続するように構成したので、これ
らトランジスタのしきい値電圧が高くなることがなく、
請求項2記載の発明による場合よりもインバータの反転
動作の高速化を図ることができる効果がある。
【0039】請求項6記載の発明によれば、前段インバ
ータの出力を入力とするインバータの出力で電圧分割回
路を不導通にするように構成するとともに、前記電圧分
割回路の構成要素であるゲート同士を接続したPMOS
トランジスタおよびNMOSトランジスタのボディ端子
とソース端子を接続するように構成したので、これらト
ランジスタのしきい値電圧が高くなることがなく、請求
項3記載の発明による場合よりもインバータの反転動作
の高速化を図ることができる効果がある。
ータの出力を入力とするインバータの出力で電圧分割回
路を不導通にするように構成するとともに、前記電圧分
割回路の構成要素であるゲート同士を接続したPMOS
トランジスタおよびNMOSトランジスタのボディ端子
とソース端子を接続するように構成したので、これらト
ランジスタのしきい値電圧が高くなることがなく、請求
項3記載の発明による場合よりもインバータの反転動作
の高速化を図ることができる効果がある。
【図1】 この発明の実施の形態1によるボディ電圧制
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態2によるボディ電圧制
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
【図3】 この発明の実施の形態3によるボディ電圧制
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
【図4】 この発明の実施の形態4によるボディ電圧制
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
御型論理回路としてのインバータの回路構成図である。
【図5】 従来のボディ電圧制御型半導体集積回路とし
てのインバータの回路構成図である。
てのインバータの回路構成図である。
【図6】 PMOSトランジスタのボディ電圧に対する
しきい値電圧の特性図である。
しきい値電圧の特性図である。
【図7】 NMOSトランジスタのボディ電圧に対する
しきい値電圧の特性図である。
しきい値電圧の特性図である。
1 第1のインバータ、2 第2のインバータ、3 第
3のインバータ、4電圧分割回路、P1,P2,P3,
P4 PMOSトランジスタ、N1,N2,N3,N4
NMOSトランジスタ。
3のインバータ、4電圧分割回路、P1,P2,P3,
P4 PMOSトランジスタ、N1,N2,N3,N4
NMOSトランジスタ。
Claims (6)
- 【請求項1】 PMOSトランジスタとNMOSトラン
ジスタのゲート端子同士およびドレイン端子同士を接続
した第1のインバータと、この第1のインバータと同一
構成であって該第1のインバータの出力端子をゲート端
子に接続した第2のインバータと、PMOSトランジス
タとNMOSトランジスタのゲート端子同士およびドレ
イン端子同士を接続し、前記PMOSトランジスタのボ
ディ端子とソース端子間に常時オンのPMOSトランジ
スタを接続し、上記NMOSトランジスタのボディ端子
とソース端子間に常時オンのNMOSトランジスタを接
続し、上記ドレイン端子同士の接続路に上記第1のイン
バータの出力端子と上記第2のインバータのゲート端子
同士の接続路を接続し、上記PMOSトランジスタおよ
びNMOSトランジスタのソース端子と上記第2のイン
バータを構成するPMOSトランジスタおよびNMOS
トランジスタのボディ端子を接続した電圧分割回路とを
備えたボディ電圧制御型半導体集積回路。 - 【請求項2】 ゲート端子同士の接続路を第2のインバ
ータのドレイン端子同士の接続路に接続したことを特徴
とする請求項1記載のボディ電圧制御型半導体集積回
路。 - 【請求項3】 第1のインバータのドレイン端子同士の
接続路と電圧分割回路のゲート端子同士の接続路間に接
続した第3のインバータを備えたことを特徴とする請求
項1記載のボディ電圧制御型半導体集積回路。 - 【請求項4】 PMOSトランジスタとNMOSトラン
ジスタのゲート端子同士およびドレイン端子同士を接続
した第1のインバータと、この第1のインバータと同一
構成であって該第1のインバータの出力端子をゲート端
子に接続した第2のインバータと、PMOSトランジス
タとNMOSトランジスタのゲート端子同士およびドレ
イン端子同士を接続し、前記PMOSトランジスタのボ
ディ端子とソース端子とを接続して該接続端に常時オン
のPMOSトランジスタを接続し、上記NMOSトラン
ジスタのボディ端子とソース端子とを接続して該接続端
に常時オンのNMOSトランジスタを接続し、上記ドレ
イン端子同士の接続路に上記第1のインバータの出力端
子と上記第2のインバータのゲート端子同士の接続路を
接続し、上記PMOSトランジスタおよびNMOSトラ
ンジスタのソース端子と上記第2のインバータを構成す
るPMOSトランジスタおよびNMOSトランジスタの
ボディ端子を接続した電圧分割回路とを備えたボディ電
圧制御型半導体集積回路。 - 【請求項5】 ゲート端子同士の接続路を第2のインバ
ータのドレイン端子同士の接続路に接続したことを特徴
とする請求項4記載のボディ電圧制御型半導体集積回
路。 - 【請求項6】 第1のインバータのドレイン端子同士の
接続路と電圧分割回路のゲート端子同士の接続路間に接
続した第3のインバータを備えたことを特徴とする請求
項4記載のボディ電圧制御型半導体集積回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9010511A JPH10209854A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | ボディ電圧制御型半導体集積回路 |
US08/867,854 US6225846B1 (en) | 1997-01-23 | 1997-06-03 | Body voltage controlled semiconductor integrated circuit |
KR1019970030759A KR100228951B1 (ko) | 1997-01-23 | 1997-07-03 | 보디전압 제어형 반도체 집적회로 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9010511A JPH10209854A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | ボディ電圧制御型半導体集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10209854A true JPH10209854A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11752253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9010511A Pending JPH10209854A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | ボディ電圧制御型半導体集積回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6225846B1 (ja) |
JP (1) | JPH10209854A (ja) |
KR (1) | KR100228951B1 (ja) |
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