JPS5864828A - Cmos論理回路装置 - Google Patents

Cmos論理回路装置

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JPS5864828A
JPS5864828A JP56163611A JP16361181A JPS5864828A JP S5864828 A JPS5864828 A JP S5864828A JP 56163611 A JP56163611 A JP 56163611A JP 16361181 A JP16361181 A JP 16361181A JP S5864828 A JPS5864828 A JP S5864828A
Authority
JP
Japan
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fet
threshold voltage
vdd
cmos inverter
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP56163611A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihisa Shioashi
塩足 慶久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56163611A priority Critical patent/JPS5864828A/ja
Publication of JPS5864828A publication Critical patent/JPS5864828A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/0944Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
    • H03K19/0948Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、IC,LSIなどで使用されるCMOS論
理回路装置に関する。
IC,LSIなどにおけるCMOS論理回路では、第1
図に示すインバータ10が基本構成の回路となっている
。11はpチャンネルMO8−FET(以下p−MOB
−PETと記す)、12はnチa(ンネルMO8−FE
T (以下n−MO8−FETと記1す)で、各FET
 11 、1 jのザブストレートはそれぞれのドレイ
ンに接続され、それらのドレインにはグラス電源電位v
DD%および接地電源電位Vllが供給されている。そ
して、MOS−FET I J 、 J 2のf−)相
互接続点aがCMOSインバータ1゜の入力端となり、
0MO8−FET 11 、1 jのドレインの相互接
続点すがインバータ1oの出力端となっている。
コノヨうに構成された0MO8(ンパー1110ニオイ
て、p−W)B−FET 11 (D閾値電圧をVth
pとし、n−hADB−FET I J (7)閾値電
圧をVl−とする払このCMOSインバータ10の回路
閾値電圧VthCは次の第(1)式で与えられる。
Vthc=((EVon +VtbJII−(! 1V
thpl )/(1+(X)・”(1)なお、αはp−
MOS−FETのコンダクタンスβ、とn−MOS −
FITのコンダクタンスβNの比の平方根、すなわちα
=メ石書7人で与えられるものである。
通常このようなCMOSインバータ1oの回路閾値電圧
vthCFi、ノイズマージンをrHJL/ベル、rL
Jレベルで等しくするためにNVthpl” IVth
xl J オ!ヒr (EW I J トL、テ、r 
VDD / 2 J近辺になるように設計される。しか
し、CMOB論理回路と、TTLなどの0MO8以外の
回路とのインターフェースにおいては、回路閾値電圧V
thcをrVDn/24から変更したい場合が生ずる。
コノヨうな場合、r 1Vihp I = IVtbN
I Jとすると第(1)式においてインバータのMOB
−FETのコンダクタンスβ2.βとを変更しなければ
ならないが、βp、βNはチップにおけるMOB−FE
Tの占有面積に比例する0例えば、r VDD = 5
 V J、r IVthx I = 1Vthp l=
x V Jとして、CMOSインバータIQの回路−値
v thcを1.5vに設定しようとすると、[βp/
β、=1/25」となり、チップにおける回路の占有面
積はおよそ26倍となることKなる。このように美大に
広い面積をチップで占めることは設計上好ましくなく、
また回路の入力容量の増加を引き起こす可歯ヒ性この発
明は上記のような点に鑑みなされたもので、集積回路な
どのチップにおいて、小さい占有面積でCMOSインバ
ータの閾値電圧vthcを容易に変更しうるCMO8論
理回路を提供しようとするものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
2図はその構成を示すもので、第1図と同様にドレイン
を直列に接続し、f−)を相互接続された第1のp−M
OB−FET 11および第2のn−MQB−FET 
1 jによってCMOSインバータIOを構成し、これ
らのMOB−FET I J 、 J 2のサブストレ
ートはグラス電源電位VDDおよび接地電源電位Vll
にそれぞれ設定する。そして、この1対のMOB−FE
T 11 、12のダート相互接続点が入力端aとなり
、直列接続の接続点が出力端すとなっている。また、こ
のインバータ10のグラス電源VDD側、すなわち第1
のp−MOB−FET 11のソース側の0点に、さら
に第3のn−MOB−FET 1 Bのソースを接続す
る。菌3On−MOB−FET 13は、そのダートお
よびドレインにグラス電源電圧VDDが印加されておシ
、飽和領域の動作状態に設定しである。
このように構成された回路において、第30a−MOB
−FET r J OH値電圧をVthNとすると、第
3On−WE)B−FET I Jおよび第1のp−M
OB−FET 11の接続点Cの電位v6、すなわちC
MOSインバータ10に供給される電圧はr VpD−
vthx Jに設定される。従りて、このCMOSイン
バータ1?の閾値電圧v thcはr (VDD  V
thx )/ 2 Jとなり、ここで例えばr ■on
 = 5 V J、「vLM = I V 」とすると
、回路閾値電圧vthcはr (5−1)/2=2VJ
になる。このようにして、チップにおける占有面積が友
かだかおよそ1.5倍になるたけで、回路閾値電圧vt
hcを下げることができる。
第3図は、上記実施例の第3On−MoS−FET13
C)tfXトV−FC)電位t、Vc (= VDD 
−VthN)から接地電位に変更した場合の実施例であ
る。
このようにすると第3のn−MOB−FET 13がノ
(ツクl’ −) (baekgat* )効果をうけ
、この第3のn−MOB−FET 13の閾値電圧Vt
hNが高くなる。なお、そのときのn−MOB−FET
の閾値電圧は次式で得られる。
Vthm = −K〆d@ + Via〒V+1m上式
中のVBo FiMo8−FBTに印加されるバックダ
ート電圧で、K、φs、■□はそれぞれ次式で表現され
るものである。
K = (tax/’ox )メ7τi玉φ、=2φr Vss  ”    (tax/’ox  )  ・ 
Qlllここでt。Xは酸化シリコン膜の厚さ、6oz
は酸化シリコンの誘電率、9は単位電荷、−1はシリコ
ンの誘電率、Nは基板のキャリア濃度(夕1015 )
、φV/fiフェルミポテンシャル、kはデルラマン定
数、Ql、ri固定表面電荷濃度をそれぞれ示す。この
ようにして、第3図の場合、0点の電位V、ll1r 
V、 z 3.5V 」gmトナツーc、回路閾値電圧
r Vthc夕1.75VJを得ることができる。
第4図に示す実施例は、第2図の実施例における第3の
rs−MOS−FET 13の代わシに、飽和領域で動
作するn−MOS−FET Z j m 、 1 ’3
 bを2段直列に接続したもので置き換えたものである
この場合、r vthC= (VDD −2Vthx 
) / 2 J (!: ナシ、前記実施例と同様にr
 VDD = 5VJ、rVth)I=1■」とすれば
r vthc” 1.5 V Jを得ることができ、こ
のときの回路面積はたかだかおよそ2倍になる程度であ
る。
第5図に示す実施例は、第2図における第3On−MO
S−FET 1 Bをp−MOB−FET 14で置き
換えたもので、同様にvoの電位はp−MOS−PET
の閾値電圧分だけ下がシ、回路閾値を下げることができ
る。
このように、グラス電源VDDと、CMOSインバータ
10のp−MOS−FETのソースとの藺に、飽和領域
で動作するMOS−FETを1段あるいは複数段、直列
に挿入することにより、チップ上で広い面積を占ること
なく回路閾値電圧を希望する値に下げることができる。
一方、逆に回路閾値を上昇させる場合は前記回路閾値を
下げる場合と同様の考え方で、CMOSインバータの接
地側に飽和領域で動作するMOS−FETを直列に挿入
すれは良い。
第6図は、第1のp−MOS−FET 11 オよび第
2On−MOS−FET12で構成された上記例−と同
様のCMOSインバーター0に、第3のp −MOB−
FET 15を介して接地電位を与えるようにして構成
したものである。すなわち、CMOSインバーター0の
第2のn−MOB−FET 12のソースは、第3のp
−MOS−FET 15のドレインと接続され、この接
続点を0点とすると、・点の電位が第3のp−MOS−
FET 15のサブストレートに与えられている。そし
て、このMOS−PET J 5のソースおよびダート
は、接地電源v1.に接続されている。
このような構成の回路においては、・点の電位が第2の
p−MOS−F’ET 15 (D閾値電圧VthNと
なるため、CMOSインバーター0の閾値電圧Vthc
′はr (VDD −IVthp l )/2+ IV
ihp l Jすなわに示したものよ’) ’ ”1V
thpl Jだけ回路閾値が上昇することになる。
このように、回路閾値を上昇させる場合も、回路閾値を
下ける場合と同様に、第7図に示すように第3のP−M
OS・FIT 15のサブストレートの電位を変更した
り、n−MOB−PETで構成し九シ、あるいは回路閾
値設定用のMOS−FETを複数段接続するなどの変形
を行って、チップ上で広い面積をとることなく希望する
回路閾値を選択することができる。
以上のように、この発明によればCMOSインバータの
グラス電源側あるいは接地電源側に飽和領域で動作する
MOS−FETを直列に1段または多段接続することに
よシ、チップにおいて小さい面積でCMOSインバータ
の回路閾値を希望する値に設定されたCMOS論理回路
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はCMOSインバータを説明する回路図、第2図
はこの発明の一実施例に係るCMOS 1131L回路
を説明する回路図、第3乃至第7図はそれぞれこの°4
明の他の実施例を示す回路図である。 10・・・0MO8インバータ、11,14.IS”’
pチャ7ネルMO8−FET 、  12 、 I J
 、 I J a。 I J b −−−nチャンネルMOS−FET。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ダート相互接続点を入力端とし、ドレイン相互接続点を
    出力端とするpチャンネルMO8−FITおよびnチャ
    ンネルMOS−FgTで構成されたCMOSインバータ
    と、上記CMOSインバータとこのCMOSインバータ
    にグラス電源電位およびマイナス電源電位を供給する電
    源の少なくともいずれか一方との間に直列に挿入された
    飽和領域で動作するMOS −FETとを具備したこと
    を%做とするCMOS論理回路装置。
JP56163611A 1981-10-14 1981-10-14 Cmos論理回路装置 Pending JPS5864828A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58129830A (ja) * 1982-01-28 1983-08-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 変換回路
JPS61237515A (ja) * 1985-04-12 1986-10-22 Nec Ic Microcomput Syst Ltd インバ−タ回路
JPS62125713A (ja) * 1985-11-26 1987-06-08 Toshiba Corp 半導体集積回路
US4806801A (en) * 1987-08-27 1989-02-21 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories TTL compatible CMOS input buffer having a predetermined threshold voltage and method of designing same
US5015889A (en) * 1989-02-23 1991-05-14 Reay Robert L Schottky enhanced CMOS output circuit
WO2006064822A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic appliance using the same
US8861288B2 (en) 2011-12-23 2014-10-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Level-shift circuit and semiconductor integrated circuit

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58129830A (ja) * 1982-01-28 1983-08-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 変換回路
JPS61237515A (ja) * 1985-04-12 1986-10-22 Nec Ic Microcomput Syst Ltd インバ−タ回路
JPS62125713A (ja) * 1985-11-26 1987-06-08 Toshiba Corp 半導体集積回路
US4806801A (en) * 1987-08-27 1989-02-21 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories TTL compatible CMOS input buffer having a predetermined threshold voltage and method of designing same
US5015889A (en) * 1989-02-23 1991-05-14 Reay Robert L Schottky enhanced CMOS output circuit
USRE35221E (en) * 1989-02-23 1996-04-30 Linear Technology Corporation Schottky enhanced CMOS output circuit
WO2006064822A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic appliance using the same
US8054111B2 (en) 2004-12-13 2011-11-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic appliance using the same
US8179170B2 (en) 2004-12-13 2012-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic appliance using the same
JP2013062856A (ja) * 2004-12-13 2013-04-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
US8861288B2 (en) 2011-12-23 2014-10-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Level-shift circuit and semiconductor integrated circuit

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