JPS639222A - トランスフアゲ−ト回路 - Google Patents

トランスフアゲ−ト回路

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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
Authority
JP
Japan
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terminal
transfer gate
gate circuit
level
mos transistors
Prior art date
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Pending
Application number
JP61151592A
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English (en)
Inventor
Akito Yoshida
章人 吉田
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS639222A publication Critical patent/JPS639222A/ja
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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。

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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
[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。
(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。
(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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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. (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。
JP61151592A 1986-06-30 1986-06-30 トランスフアゲ−ト回路 Pending JPS639222A (ja)

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ID=15521888

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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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
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