JPH11243639A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JPH11243639A
JPH11243639A JP4245498A JP4245498A JPH11243639A JP H11243639 A JPH11243639 A JP H11243639A JP 4245498 A JP4245498 A JP 4245498A JP 4245498 A JP4245498 A JP 4245498A JP H11243639 A JPH11243639 A JP H11243639A
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JP
Japan
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voltage
signal
circuit
signal processing
processing circuit
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JP4245498A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yamamura
健 山村
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kasei Microsystems Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】集積エリアの有効利用等を行え簡易な構成でサ
ージ電圧等の急激な電圧変化を逃がす。 【解決手段】電源ライン6、接地ライン7との間に並列
に、変化信号生成部1と、制御部2と、相補部3とを設
けて、1チップ内の集積回路として構成されている。ま
た、所定の信号処理を行う信号処理回路70も、同一チ
ップ内に配置されていて、信号処理回路70の処理結果
がデジタル信号として、デジタル信号線4を介して、制
御部2の所定部に送られるようになっている。電源ライ
ン6に接続された電源線(図示せず)が信号処理回路7
0内で所定パターンで配線されると共に、接地ライン7
に接続された接地線(図示せず)が信号処理回路70内
で所定パターンで配線されて信号処理回路70への電源
電圧の供給が行われている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サージ等に起因し
て電源電圧が急激に上昇したときに、この急激な電圧変
化を逃がすための回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の回路の一例を図2を参照
して説明する。この回路では、通常時即ち、電源ライン
87および接地ライン88間に印加される電源電圧が変
動しない場合には、電源電圧がそのまま信号処理回路7
1内の必要な箇所に供給される。そして、信号処理回路
71による処理結果がデジタル値で「0」の場合には、
これがインバータ83で反転され「1」になり、その結
果、出力バッファ部を構成する一方のN型MOSFET
85が導通状態となって出力端子86には「0」が出力
されると共に、信号処理回路71による処理結果がデジ
タル値で「1」の場合には、これがインバータ83で反
転され「0」になり、その結果、出力バッファ部を構成
する他方のP型MOSFET84が導通状態となって出
力端子86には「1」が出力されるように動作する。
【0003】一方、ESDサージ等が発生して電源電圧
が急激に上昇する場合には、抵抗81とコンデンサ80
との接続点の電圧が上昇しその結果、N型MOSFET
82が導通状態となり、このトランジスタの動作によっ
てサージ電圧が接地点に逃がされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の回路によれば、MOSトランジスタを用いて
サージ電圧が接地点に逃げるようにしている。このた
め、図2に示す回路を集積化する際には、このトランジ
スタの分だけ半導体回路内での集積エリアを要してしま
い、コスト増加や集積エリアの有効利用が図られていな
かった。
【0005】また、サージ電圧が大きなときには、W/
L比(ゲート幅、ゲート長比)の十分大きなものを使用
しなくてはこのMOSトランジスタが破損してしまう懸
念もあるため、このトランジスタを製造する際には、半
導体集積回路中の占有エリアを十分にとることのみなら
ずW/L比を十分に大きく設定するように慎重にプロセ
ス管理を行う必要があり、コスト高となっていた。
【0006】本発明は、このような従来の課題を解決す
るために創作されたもので、その目的は、集積エリアの
有効利用等を行え簡易な構成でサージ電圧等の急激な電
圧変化を逃がすことを可能とする回路を提供する点にあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明によれば、供給される直流電圧
の電圧変化が生じたときこの電圧変化を消滅させるため
の回路であって、前記電圧変化が生じたことに対応して
変化する変化信号を生成する変化信号生成部と、外部へ
の信号出力を相補的に行うスイッチング素子対と、与え
られる入力信号と前記信号生成部が生成した信号とに基
づき、前記電圧変化が消滅されるように前記スイッチン
グ素子対のスイッチング制御を行う回路と、を備えるこ
とを特徴とする半導体回路が提供される。
【0008】より、具体的には、供給される直流電圧の
電圧変化が生じたときこの電圧変化を消滅させるための
回路であって、前記電圧変化が生じたことに対応して、
抵抗と容量素子の時定数で定まる変化を行う信号を生成
する信号生成部と、外部への信号出力を相補的に行う2
つの直列接続されたトランジタからなる回路と、与えら
れる入力信号と前記信号生成部が生成した信号とに基づ
き、前記電圧変化が消滅されるように前記2つのトラン
ジスタを閉状態とする制御を行う回路と、を備えること
を特徴とする。
【0009】この発明によれば、直流電圧が変化したと
きに生成される変化信号と入力信号とを用いて、電圧変
動時には、電圧変化が消滅されるようにスイッチング素
子対のスイッチング制御を行うので、電圧変動を逃がす
ことが可能になり、しかも、出力バッファ部以外では、
スイッチング素子を用いずに構成可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施の形態に
係る半導体回路の回路図であって、図示するように、こ
の半導体回路は、電源電圧を供給するための電源ライン
6(電圧VDD)および接地ライン7(電圧VSS)との間
に並列に、変化信号生成部1と、制御部2と、相補部3
とを設けて、1チップ内の集積回路として構成されてい
る。
【0011】また、所定の信号処理を行う信号処理回路
70も、同一チップ内に配置されていて、信号処理回路
70の処理結果がデジタル信号として、デジタル信号線
4を介して、制御部2の所定部に送られるようになって
いる。なお、内部図示はしないが、電源ライン6に接続
された電源線(図示せず)が信号処理回路70内で所定
パターンで配線されると共に、接地ライン7に接続され
た接地線(図示せず)が信号処理回路70内で所定パタ
ーンで配線されて、信号処理回路70への電源電圧の供
給が行われている。
【0012】変化信号生成部1は、コンデンサ11と抵
抗12とを直列接続して構成される。説明の都合上、コ
ンデンサ11と抵抗12との接続点を符号Aで示す。制
御部2は、A点の電圧を入力するインバータ10と、A
点の電圧および信号処理回路70から出力されるデジタ
ル信号を入力する2入力のNORゲート20と、インバ
ータ10の出力値および信号処理回路70から出力され
るデジタル信号を入力する2入力のNANDゲート30
とを有している。インバータ10は、A点に電位が予め
定められたしきい値よりも大の場合に「0」を出力し、
小の場合に「1」を出力する。また、同様に、NORゲ
ート20も予め定められたしきい値に基づいて、A点の
電圧とデジタル信号線4の電圧とを入力する反転論理和
回路である。インバータ10、NORゲート20、およ
び、NANDゲート30は、夫々電源ライン6と接地ラ
イン7とに接続され電圧供給を受けている。なお、説明
の都合上、インバータ10の出力位置を符号Bで示す。
【0013】相補部3は、自身のゲート端子をNORゲ
ート20の出力端子と接続したP型MOSFET40
と、自身のゲート端子をNANDゲート30の出力端子
と接続したN型MOSFET50とを直列接続されて構
成されていて、さらにその接続点には出力端子60が接
続されている。次に動作を説明する。今、VDD=5
(V)、VSS=0(V)とすると、コンデンサ11の容
量を10(pF)、抵抗12の抵抗値を100(kΩ)
程度とし、さらに、P型MOSFET40、N型MOS
FET50のトランジスタサイズ(W/L比)をW/L
=500(μm)/2(μm)程度にしておく。
【0014】電源電圧が変動しない通常状態では、A点
の電位は0(V)であり、信号処理回路70から出力さ
れる入力信号が「0」の場合には、NORゲート20に
は等価的に「00」が入力されて出力が「1」になり、
また、インバータ10の動作によってB点でのデジタル
値が「1」となりNANDゲート30には「10」が入
力されて出力が「1」になり、この結果、N型MOSF
ET50が導通状態となって出力端子には「0」が出力
される。
【0015】一方、通常状態で、信号処理回路70から
出力される入力信号が「1」の場合には、NORゲート
20には等価的に「01」が入力されて出力が「0」に
なり、また、インバータ10の動作によってB点でのデ
ジタル値が「1」となりNANDゲート30には「1
1」が入力されて出力が「0」になり、この結果、P型
MOSFET40が導通状態となって出力端子には
「1」が出力される。
【0016】さて、ESDサージ等によって、VDDが2
0〜30(V)まで急激に上昇する異常時の動作につい
て図3を参照して説明する。図3に示すように、VDD
20〜30(V)まで急激に上昇すると、点線で示すよ
うに、A点の電圧は急激に上昇するとともに、コンデン
サ11と抵抗12で定まる時定数回路によって下降する
信号(変化信号)となる。このとき、インバータ10、
NORゲート20、および、NANDゲート30に供給
されている電圧値も変化するため、一点鎖線で示すよう
に、デジタル信号のしきい値レベルも変化する。A点で
のデジタル値は「0」の状態から、A点での電圧がしき
い値を越えると「1」となり、さらに、A点での電圧が
しきい値を下回ると「0」となる。インバータ10の動
作によって、B点でのデジタル値は、「1」から「0」
となり、その後、「1」となる。上述した回路定数と電
源電圧値では、図示するΔtの時間は0.1〜1(μ
s)程度になる。
【0017】したがって、Δt内では、信号処理回路7
0から出力される入力信号が「0」である場合には、N
ORゲート20には等価的に「01」(A点での等価デ
ジタル値「1」)が入力されて出力が「0」になり、ま
た、インバータ10の動作によってB点でのデジタル値
が「0」となりNANDゲート30には「00」が入力
されて出力が「1」になり、この結果、P型MOSFE
T40、N型MOSFET50の双方が導通状態となっ
て、サージ電圧等が接地ライン7を介して逃がされ、こ
の後、通常時の動作に戻る。
【0018】また、信号処理回路70から出力される入
力信号が「1」の場合、NORゲート20には等価的に
「11」が入力されて出力が「0」になり、また、イン
バータ10の動作によってB点でのデジタル値が「0」
となりNANDゲート30には「01」が入力されて出
力が「1」になり、この結果、P型MOSFET40、
N型MOSFET50の双方が導通状態となって、サー
ジ電圧等が接地ライン7を介して逃がされ、この後、通
常時の動作に戻る。
【0019】このようにして、ESDサージ等の発生に
よって、極短時間(Δt)だけ、出力バッファとして機
能する相補部3を構成する2つのトランジスタであるP
型MOSFET40、N型MOSFET50の双方を同
時に接続状態とすることによって、ESDサージ等の過
大電圧を逃がすことが可能となる。元々、相補部3に用
いられるMOSFETは大きな電流を流すようにW/L
比の大きなサイズのMOSFETが用いられるため、充
分に過大電圧を逃がすことが可能である。
【0020】そして、この実施の形態に係る回路は、相
補部3以外ではW/L比の大きなトランジスタ素子を別
途配置せずに実現できるため、集積エリアの有効利用を
図ることが可能となり集積回路の製造プロセスが単純化
され、ひいてはコスト抑制も可能になるという効果が得
られる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直流電圧が変化したときに生成される変化信号を用い
て、電圧変動時には電圧変化が消滅されるようにスイッ
チング素子対のスイッチング制御を行うので、別途大き
なW/L比のMOSFETを配置しないで電圧変動を逃
がすことが可能になり、チップ面積を小さくすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体回路の回路図
である。
【図2】従来技術の説明図である。
【図3】回路動作の説明図である。
【符号の説明】
1 変化信号生成部 2 制御部 3 相補部 4 デジタル信号線 6 電源ライン 7 接地ライン 10 インバータ 11 コンデンサ 12 抵抗 20 NORゲート 30 NANDゲート 40 P型MOSFET 50 N型MOSFET 60 出力端子 70 信号処理回路 71 信号処理回路 80 コンデンサ 81 抵抗 82 N型MOSFET 83 インバータ 84 P型MOSFET 85 N型MOSFET 86 出力端子 87 電源ライン 88 接地ライン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 供給される直流電圧の電圧変化が生じた
    ときこの電圧変化を消滅させるための回路であって、 前記電圧変化が生じたことに対応して変化する変化信号
    を生成する変化信号生成部と、 外部への信号出力を相補的に行うスイッチング素子対
    と、 与えられる入力信号と前記信号生成部が生成した信号と
    に基づき、前記電圧変化が消滅されるように前記スイッ
    チング素子対のスイッチング制御を行う回路と、を備え
    たことを特徴とする半導体回路。
JP4245498A 1998-02-24 1998-02-24 半導体回路 Withdrawn JPH11243639A (ja)

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JP4245498A JPH11243639A (ja) 1998-02-24 1998-02-24 半導体回路

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JP4245498A JPH11243639A (ja) 1998-02-24 1998-02-24 半導体回路

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JP (1) JPH11243639A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828842B2 (en) 2002-06-10 2004-12-07 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device
JP2011228372A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Toshiba Corp 半導体集積回路装置
JP2012174983A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Toshiba Corp 集積回路
JP2013207388A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Esd保護回路及びesd保護回路に係る半導体装置

Cited By (4)

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Effective date: 20050510