JPS639222A - トランスフアゲ−ト回路 - Google Patents
トランスフアゲ−ト回路Info
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- JPS639222A JPS639222A JP61151592A JP15159286A JPS639222A JP S639222 A JPS639222 A JP S639222A JP 61151592 A JP61151592 A JP 61151592A JP 15159286 A JP15159286 A JP 15159286A JP S639222 A JPS639222 A JP S639222A
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- JP
- Japan
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- terminal
- transfer gate
- gate circuit
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- mos transistors
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Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、MOSトランジスタを用いて構成されるトラ
ンスファゲート回路に関する。
ンスファゲート回路に関する。
(従来の技術)□
近年、半導体集積回路の大規模化、素子の微細化は目覚
ましいものがある。MO8集積回路では、素子の微細化
による問題が多いが、中でもホットキャリア゛によるM
o8 t−ランジスタの特性劣化は大きい問題となって
いる。特にトランス77ゲート回路は、ホットキャリア
による特性劣化に非常に敏感である。その理由は次の通
りである。
ましいものがある。MO8集積回路では、素子の微細化
による問題が多いが、中でもホットキャリア゛によるM
o8 t−ランジスタの特性劣化は大きい問題となって
いる。特にトランス77ゲート回路は、ホットキャリア
による特性劣化に非常に敏感である。その理由は次の通
りである。
MOSトランジスタのインパクト・アイオニゼージョン
は高電界が形成されるドレイン領域側で生じ、これによ
り生成されたホットキャリアはトレイン領□域よりのゲ
ート絶縁膜中に注入される。nチャネルMOSトランジ
スタであれば、電子がドレイン領域側のゲート絶縁膜中
に注入されてトラップされることになる。この結果、M
OSトランジスタのしきい値低下や相互コンダクタンス
の低下が生じる。ところがトランスファゲート回路は、
Mo8 t−ランジスタを双方向的に使うものである。
は高電界が形成されるドレイン領域側で生じ、これによ
り生成されたホットキャリアはトレイン領□域よりのゲ
ート絶縁膜中に注入される。nチャネルMOSトランジ
スタであれば、電子がドレイン領域側のゲート絶縁膜中
に注入されてトラップされることになる。この結果、M
OSトランジスタのしきい値低下や相互コンダクタンス
の低下が生じる。ところがトランスファゲート回路は、
Mo8 t−ランジスタを双方向的に使うものである。
即ちソース、ドレイン領域を固定して考えると、トラン
スファゲートは、あるタイミングではドレイン領域から
ソース領域へ、また別のタイミングではソース領域から
ドレイン領域へ電流が流れる。
スファゲートは、あるタイミングではドレイン領域から
ソース領域へ、また別のタイミングではソース領域から
ドレイン領域へ電流が流れる。
いまMo8 t−ランジスタの劣化前の静特性を第5図
のAとし、ドレイン領域側のゲート絶縁膜中にホットキ
ャリアが注入された後に本来のドレインをドレインとし
て動作させるモードでの特性がBであるとすると、逆に
ソースをドレインとして動作させるモードでは特性はC
のようになる。これは、Mo8t−ランジスタの5極管
動作領域では、ドレイン領域がら空乏層が伸びているた
め、トレイン領域近傍のチャネル領域上のゲート絶縁膜
特性は静特性にそれほど影響しないのに対し、ソース領
域側のチャネル領域の特性がMo3 トランジスタの静
特性を決定づけるために、劣化したMOSトランジスタ
をソース、ドレイン領域を逆転して用いると、大きい影
響が現れるためである。
のAとし、ドレイン領域側のゲート絶縁膜中にホットキ
ャリアが注入された後に本来のドレインをドレインとし
て動作させるモードでの特性がBであるとすると、逆に
ソースをドレインとして動作させるモードでは特性はC
のようになる。これは、Mo8t−ランジスタの5極管
動作領域では、ドレイン領域がら空乏層が伸びているた
め、トレイン領域近傍のチャネル領域上のゲート絶縁膜
特性は静特性にそれほど影響しないのに対し、ソース領
域側のチャネル領域の特性がMo3 トランジスタの静
特性を決定づけるために、劣化したMOSトランジスタ
をソース、ドレイン領域を逆転して用いると、大きい影
響が現れるためである。
(発明が解決しようとする問題点)
以上のようにMo8 t−ランジスタを双方向的に使う
従来のトランスファゲート回路では、ホットキャリアに
よる特性劣化の影響を非常に大きく受けるという問題が
あった。
従来のトランスファゲート回路では、ホットキャリアに
よる特性劣化の影響を非常に大きく受けるという問題が
あった。
本発明はこのような問題を解決したトランスファゲート
回路を提供することを目的とする。
回路を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明にかかるトランスファゲート回路は、クロック信
号により制御される併設された二つのMOSトランジス
タを有し、これらのMo8 t−ランジスタの少なくと
も一方の電流方向を特定する副面ゲートを有することを
特徴とする。
号により制御される併設された二つのMOSトランジス
タを有し、これらのMo8 t−ランジスタの少なくと
も一方の電流方向を特定する副面ゲートを有することを
特徴とする。
(作用)
上記のような構成とすれば、電流方向が特定されたMO
Sトランジスタは、ドレインは常にトレインとして、ソ
ースは常にソースとして用いられる。このため、ホット
キャリア効果による特性劣化の影響を大きく受けること
がない、優れたトランスフアゲ−1〜回路が得られる。
Sトランジスタは、ドレインは常にトレインとして、ソ
ースは常にソースとして用いられる。このため、ホット
キャリア効果による特性劣化の影響を大きく受けること
がない、優れたトランスフアゲ−1〜回路が得られる。
(実施例)
以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は一実施例のトランスファゲート回路の等価回路
である。データ入出力端子である第1の端子Nlと第2
の端子N2の間に、二つのnチャネルMOSトランジス
タ11.12が併設されている。ノアゲート13.14
は、MOSトランジスタ11.12をそのiil流方向
を特定するために制御する制御ゲートを構成している。
である。データ入出力端子である第1の端子Nlと第2
の端子N2の間に、二つのnチャネルMOSトランジス
タ11.12が併設されている。ノアゲート13.14
は、MOSトランジスタ11.12をそのiil流方向
を特定するために制御する制御ゲートを構成している。
第1の端子N1が゛H゛ルベル、第2の端子N2がL
IIレベルであり、クロック信号φがL IIレベルの
時、ノアゲート13の出力はL゛レベル、ノアゲート1
4の出力は“H1ルベルである。このときMOSトラン
ジスタ11がオフ、MOSトランジスタ12がオンであ
り、第1の端子N1から第2の端子N2へMOSトラン
ジスタ12を通って電流が流れる。逆に第1の端子N1
が″゛L″L″レベルの端子N2が゛H″レベルであれ
ば、MOSトランジスタ11がオン、MOSトランジス
タ12がオフとなり、第2の端子N2から第1の端子N
1にMo8 l−ランジスタ11を通って電流が流れる
。
IIレベルであり、クロック信号φがL IIレベルの
時、ノアゲート13の出力はL゛レベル、ノアゲート1
4の出力は“H1ルベルである。このときMOSトラン
ジスタ11がオフ、MOSトランジスタ12がオンであ
り、第1の端子N1から第2の端子N2へMOSトラン
ジスタ12を通って電流が流れる。逆に第1の端子N1
が″゛L″L″レベルの端子N2が゛H″レベルであれ
ば、MOSトランジスタ11がオン、MOSトランジス
タ12がオフとなり、第2の端子N2から第1の端子N
1にMo8 l−ランジスタ11を通って電流が流れる
。
このようにこのトランスファゲート回路では、電流の方
向に応じて二つのMOSトランジスタ11.12のオン
、オフが一義的に制御されている。換言すれば、Mo8
)−ランジスタ11,12のそれぞれの電流方向は常に
一定である。従ってこれらのMOSトランジスタでは、
従来のトランスファゲートにおけるようにソースとドレ
インが逆転して動作することはなく、ホットキャリア効
果による劣化の影響を受けにくくなっている。
向に応じて二つのMOSトランジスタ11.12のオン
、オフが一義的に制御されている。換言すれば、Mo8
)−ランジスタ11,12のそれぞれの電流方向は常に
一定である。従ってこれらのMOSトランジスタでは、
従来のトランスファゲートにおけるようにソースとドレ
インが逆転して動作することはなく、ホットキャリア効
果による劣化の影響を受けにくくなっている。
第2図は他の実施例のトランスファゲート回路である。
この実施例では0MO3構造を利用している。即ちトラ
ンスファゲートの要部をなす二つのMOSトランジスタ
21.22は、前者がnチャネル、後者がnチャネルで
ある。これらMOSトランジスタ21.22のソース、
トレインの一方は共通に第2の端子N2に接続され、ゲ
ートはそれぞれクロックφ、φにより制御される。また
各MOSトランジスタ21.22のソース、ドレインの
他方はそれぞれ同じ導電チャネルのMOSトランジスタ
23.24を介して第1の端子N1に接続されている。
ンスファゲートの要部をなす二つのMOSトランジスタ
21.22は、前者がnチャネル、後者がnチャネルで
ある。これらMOSトランジスタ21.22のソース、
トレインの一方は共通に第2の端子N2に接続され、ゲ
ートはそれぞれクロックφ、φにより制御される。また
各MOSトランジスタ21.22のソース、ドレインの
他方はそれぞれ同じ導電チャネルのMOSトランジスタ
23.24を介して第1の端子N1に接続されている。
これらMOSトランジスタ23.24は電流路を特定す
る制御ゲートであり、それらのゲートも第1の端子Nl
に接続されている。
る制御ゲートであり、それらのゲートも第1の端子Nl
に接続されている。
第1の端子N1が“H″レベル第2の端子N2が“L
Tlレベルで且つクロックφが°゛H″H″レベルMO
Sトランジスタ21.22は共にオンであり、その結果
箱2の端子N2の゛′L゛レベル電位がMo8I−ラン
ジスタ23.24の一端に伝わるため、MOSトランジ
スタ23がオン、MOSトランジスタ24がオフとなる
。従って第1の端子N1から第2の端子N2にMo8
t−ランジスタ23.21を通って電流が流れる。第1
の端子N1と第2の端子N2のH1ルベル 11 L
Tlレベルが逆の場合、上記と逆にMOSトランジスタ
23がオフ、Mo8 トランジスタ24がオンとなり、
第2の端子N2から第1の端子N1への電流はMOSト
ランジスタ22.24を通って流れる。
Tlレベルで且つクロックφが°゛H″H″レベルMO
Sトランジスタ21.22は共にオンであり、その結果
箱2の端子N2の゛′L゛レベル電位がMo8I−ラン
ジスタ23.24の一端に伝わるため、MOSトランジ
スタ23がオン、MOSトランジスタ24がオフとなる
。従って第1の端子N1から第2の端子N2にMo8
t−ランジスタ23.21を通って電流が流れる。第1
の端子N1と第2の端子N2のH1ルベル 11 L
Tlレベルが逆の場合、上記と逆にMOSトランジスタ
23がオフ、Mo8 トランジスタ24がオンとなり、
第2の端子N2から第1の端子N1への電流はMOSト
ランジスタ22.24を通って流れる。
従ってこの実施例によっても先の実施例と同様の効果が
得られる。
得られる。
第3図はnチャネルMOSトランジスタのみを用いた他
の実施例である。トランスファゲートの要部を構成する
MOSトランジスタ31.3’2が、それぞれ直列に制
御ゲートとしてのMo8 l−ランジスタ33.34を
介して、第1の端子Nl、第2の端子N2間に接続され
ている。Mo8 t−ランジスタ33のゲートは第1の
端子N1により直接制御され、MOSトランジスタ34
のゲートは第1の端子N工の電位をインバータ35で反
転した電位で制御される。
の実施例である。トランスファゲートの要部を構成する
MOSトランジスタ31.3’2が、それぞれ直列に制
御ゲートとしてのMo8 l−ランジスタ33.34を
介して、第1の端子Nl、第2の端子N2間に接続され
ている。Mo8 t−ランジスタ33のゲートは第1の
端子N1により直接制御され、MOSトランジスタ34
のゲートは第1の端子N工の電位をインバータ35で反
転した電位で制御される。
このトランスファゲート回路の動作は第2図の回路のそ
れとほぼ同様である。クロック信号φがii HOレベ
ルの時、MOSトランジスタ31゜32は共にオンであ
るが、第1の端子N!が゛H″レベル、第2の端子N2
が゛L′ルベルであれば、Mo8 l−ランジスタ33
がオン、MOSトランジスタ34がオフである。従って
このとき、第1の端子N1から第2の端子N2への電流
は、MOSトランジスタ33.31側を流れる。第1の
端子N1と第2の端子N2の゛H″レベル、″L Tl
レベルが逆の場合、第2の端子N2から第1の端子N1
への電流は、MOSトランジスタ32.34側を流れる
。
れとほぼ同様である。クロック信号φがii HOレベ
ルの時、MOSトランジスタ31゜32は共にオンであ
るが、第1の端子N!が゛H″レベル、第2の端子N2
が゛L′ルベルであれば、Mo8 l−ランジスタ33
がオン、MOSトランジスタ34がオフである。従って
このとき、第1の端子N1から第2の端子N2への電流
は、MOSトランジスタ33.31側を流れる。第1の
端子N1と第2の端子N2の゛H″レベル、″L Tl
レベルが逆の場合、第2の端子N2から第1の端子N1
への電流は、MOSトランジスタ32.34側を流れる
。
こうしてこの実施例でも、トランスファゲートを構成す
るMo8 l−ランジスタの電流の方向が特定されるか
ら、先の実施例と同様の効果が得られる。
るMo8 l−ランジスタの電流の方向が特定されるか
ら、先の実施例と同様の効果が得られる。
第4図は、トランスファゲートを構成する二つのnチャ
ネルMo8 トランジスタ41.42のうち、MOSト
ランジスタ41の電流方向のみを特定するようにした実
施例である。そのためにMOSトランジスタ41側にの
みIIjt[lゲートとしてのnチャネルMOSトラン
ジスタ43を設けている。
ネルMo8 トランジスタ41.42のうち、MOSト
ランジスタ41の電流方向のみを特定するようにした実
施例である。そのためにMOSトランジスタ41側にの
みIIjt[lゲートとしてのnチャネルMOSトラン
ジスタ43を設けている。
このトランスファゲートでは、第1の端子N1が″゛H
゛H゛ルベル端子N2、が11 L Tlレベルで、ク
ロック信号φが“H″レベル時、全てのMOSトランジ
スタ41.j2.43がオンである。このとき第1の端
子N1から第2の端子N2に流れる電流はMo8 t−
ランジスタ41,42の双方を通る。第′1の端子N1
が111’l+レベルで第2の端子N2が“HTlレベ
ルの時は、MOSトランジスタ43がオフになり、第2
の端子N2から第1の端子N1への電流はMOSトラン
ジスタ42側を流れる。
゛H゛ルベル端子N2、が11 L Tlレベルで、ク
ロック信号φが“H″レベル時、全てのMOSトランジ
スタ41.j2.43がオンである。このとき第1の端
子N1から第2の端子N2に流れる電流はMo8 t−
ランジスタ41,42の双方を通る。第′1の端子N1
が111’l+レベルで第2の端子N2が“HTlレベ
ルの時は、MOSトランジスタ43がオフになり、第2
の端子N2から第1の端子N1への電流はMOSトラン
ジスタ42側を流れる。
この実施例の場合、M、08l−ランジスタ41につい
ては電流方向が特定されているため、先の実施例と同様
に特性劣化の影響は少ない。MOSトランジスタ42は
電流方向が特定されていないが、第1の端子N!が11
H1ルベル、第2の端子N2がL ”レベルのモード
ではMOSトランジスタ41.42の両方に電流が流れ
るために、ホットキャリアによる特性劣化の度合いがそ
もそも小さく、従ってソース、ドレインを逆転して使う
ことによる影響も小さい。
ては電流方向が特定されているため、先の実施例と同様
に特性劣化の影響は少ない。MOSトランジスタ42は
電流方向が特定されていないが、第1の端子N!が11
H1ルベル、第2の端子N2がL ”レベルのモード
ではMOSトランジスタ41.42の両方に電流が流れ
るために、ホットキャリアによる特性劣化の度合いがそ
もそも小さく、従ってソース、ドレインを逆転して使う
ことによる影響も小さい。
本発明は上記した実施例に限られるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することがで
きる。
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、電流路を構成する二
つのMo8 t−ランジスタの電流方向を特定すること
によって、トランスファゲート回路の信頼性を向上させ
ることができ、もって各種集積回路の寿命を伸ばすこと
ができる。
つのMo8 t−ランジスタの電流方向を特定すること
によって、トランスファゲート回路の信頼性を向上させ
ることができ、もって各種集積回路の寿命を伸ばすこと
ができる。
第1図は本発明の一実施例のトランスファゲート回路を
示す図、第2図は他の実施例のトランスファゲート回路
を示す図、第3図は更に他の実施例のトランスファゲー
ト回路を示す図、第4図は更に他の実施例のトランスフ
ァゲート回路を示す図、第5図は従来のトランスファゲ
ート回路の問題を説明するためのMOSトランジスタの
静特性を示す図である。 N1・・・第1端子、N2・・・第2の端子、φ、φ・
・・クロック信号、11.12・・・nチャネルMOS
トランジスタ、1.3.14・・・ノアゲート、21・
・・nチャネルMOSトランジスタ、22・・・p−F
−ヤネルMO8i−ランジスタ、23・・・nチャネル
MOSトランジスタ、24・・・nチャネルMo8 ト
ランジスタ、31.32・・・nチャネルMo8 l−
ランジスタ、33.34・・・nチャネルMOSトラン
ジスタ、35・・・インバータ、41.42・・・nチ
ャネルMOSトランジスタ、43・・・nチャネルMo
8 l−ランジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 l 第3図 第4図 os 第5図
示す図、第2図は他の実施例のトランスファゲート回路
を示す図、第3図は更に他の実施例のトランスファゲー
ト回路を示す図、第4図は更に他の実施例のトランスフ
ァゲート回路を示す図、第5図は従来のトランスファゲ
ート回路の問題を説明するためのMOSトランジスタの
静特性を示す図である。 N1・・・第1端子、N2・・・第2の端子、φ、φ・
・・クロック信号、11.12・・・nチャネルMOS
トランジスタ、1.3.14・・・ノアゲート、21・
・・nチャネルMOSトランジスタ、22・・・p−F
−ヤネルMO8i−ランジスタ、23・・・nチャネル
MOSトランジスタ、24・・・nチャネルMo8 ト
ランジスタ、31.32・・・nチャネルMo8 l−
ランジスタ、33.34・・・nチャネルMOSトラン
ジスタ、35・・・インバータ、41.42・・・nチ
ャネルMOSトランジスタ、43・・・nチャネルMo
8 l−ランジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 l 第3図 第4図 os 第5図
Claims (5)
- (1)クロック信号により制御される併設された二つの
MOSトランジスタと、これらMOSトランジスタの少
なくとも一方の電流方向を特定する制御ゲートとを有す
ることを特徴とするトランスファゲート回路。 - (2)前記二つのMOSトランジスタは、同じ導電チャ
ネルのMOSトランジスタである特許請求の範囲第1項
記載のトランスファゲート回路。 - (3)前記二つのMOSトランジスタは異なる導電チャ
ネルのMOSトランジスタである特許請求の範囲第1項
記載のトランスファゲート回路。 - (4)前記制御ゲート回路は、データ入出力端子の一方
の“H”レベル、“L”レベルに応じて前記二つのMO
Sトランジスタをオン、オフ制御するものである特許請
求の範囲第1項記載のトランスファゲート回路。 - (5)前記制御ゲート回路は、前記二つの MOSトランジスタのそれぞれに直列接続されてデータ
入出力端子の“H”レベル、“L”レベルに応じてオン
、オフが制御されるMOSトランジスタを有する特許請
求の範囲第1項記載のトランスファゲート回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61151592A JPS639222A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | トランスフアゲ−ト回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61151592A JPS639222A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | トランスフアゲ−ト回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS639222A true JPS639222A (ja) | 1988-01-14 |
Family
ID=15521888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61151592A Pending JPS639222A (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | トランスフアゲ−ト回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS639222A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04234156A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-08-21 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体チップの保護回路 |
KR100401526B1 (ko) * | 1996-04-04 | 2003-12-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 핫캐리어효과를방지할수있는로직회로 |
CN115268542A (zh) * | 2021-07-09 | 2022-11-01 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 输入/输出器件、低压差稳压器电路及其操作方法 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61151592A patent/JPS639222A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04234156A (ja) * | 1990-10-29 | 1992-08-21 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体チップの保護回路 |
KR100401526B1 (ko) * | 1996-04-04 | 2003-12-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 핫캐리어효과를방지할수있는로직회로 |
CN115268542A (zh) * | 2021-07-09 | 2022-11-01 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 输入/输出器件、低压差稳压器电路及其操作方法 |
CN115268542B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-01-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 输入/输出器件、低压差稳压器电路及其操作方法 |
US11966241B2 (en) | 2021-07-09 | 2024-04-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Low dropout regulator circuits, input/output device, and methods for operating a low dropout regulator |
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