JP2000165200A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2000165200A
JP2000165200A JP10333524A JP33352498A JP2000165200A JP 2000165200 A JP2000165200 A JP 2000165200A JP 10333524 A JP10333524 A JP 10333524A JP 33352498 A JP33352498 A JP 33352498A JP 2000165200 A JP2000165200 A JP 2000165200A
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JP
Japan
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power supply
supply terminal
internal
external power
circuit
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JP10333524A
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Japanese (ja)
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Shiro Yoshioka
志郎 吉岡
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a noise by cutting off a peak current flowing to an external power supply resulting from switching in a semiconductor integrated circuit. SOLUTION: The inside of the semiconductor integrated circuit is divided into a circuit 2 with high switching frequency such as a clock tree and other circuit 3, a capacitor 4 is provided between an internal power supply terminal 101 and an internal ground terminal 102 of the circuit 2 with high switching frequency, a power supply interruption means 6 is provided between an internal power supply line 11 of the circuit 2 with high switching frequency and an internal power supply line 10 from an external power supply terminal 8 and the moment the circuit 2 with high switching frequency is switched by the power supply interruption means 6, the connection between the external power supply terminal 8 and the internal power supply terminal 101 is interrupted. Through the configuration above, flowing of an internal power supply current to an external power supply at the moment of switching can be prevented so as to reduce a noise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トランジスタのス
イッチングに起因する電源ノイズを低減させる半導体集
積回路に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for reducing power supply noise caused by transistor switching.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路(CMOS集積回路)で
は、図6に示すように、クロックに同期したスイッチン
グの度に外部電源端子にピーク電流が発生し、これが高
周波のノイズとなってセットの誤動作の原因となること
から、これをカットするために、従来は半導体集積回路
内部の電源配線にコンデンサによるフィルタを形成して
いた。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit (CMOS integrated circuit), as shown in FIG. 6, a peak current is generated at an external power supply terminal every time switching is performed in synchronization with a clock, which becomes high-frequency noise and causes malfunction of the set. In order to cut this, a filter using a capacitor is conventionally formed on the power supply wiring inside the semiconductor integrated circuit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際のコンデ
ンサの特性には損失があるため、ある周波数を境に理想
のコンデンサよりもインピーダンスが増大する。そのた
め、数十MHz以上では高周波成分を十分にカットする
ことはできなかった。また年々半導体集積回路の動作周
波数は高速化しており、スイッチングに起因するノイズ
の高周波成分が増えると、ノイズを十分にカットするこ
とができなくなる。
However, since there is a loss in the characteristics of an actual capacitor, the impedance becomes higher than that of an ideal capacitor at a certain frequency. Therefore, high-frequency components cannot be sufficiently cut at frequencies of several tens of MHz or more. Further, the operating frequency of semiconductor integrated circuits is increasing year by year, and when the high frequency components of noise due to switching increase, it becomes impossible to sufficiently cut the noise.

【0004】本発明は、このような半導体集積回路にお
いて、スイッチングに起因して外部電源に流れるピーク
電流をカットしノイズを低減させることを目的とする。
An object of the present invention is to reduce a noise by cutting a peak current flowing to an external power supply due to switching in such a semiconductor integrated circuit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
においては、半導体集積回路内において内部電源端子と
内部接地端子間に容量を設け、クロックに同期したスイ
ッチングの瞬間に、外部電源端子と前記内部電源端子間
の接続を切断する電源切断手段を備えたことを特徴とし
たものである。
In a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a capacitor is provided between an internal power supply terminal and an internal ground terminal in the semiconductor integrated circuit, and the external power supply terminal is connected to the external power supply terminal at the moment of switching synchronized with a clock. A power supply disconnecting means for disconnecting the connection between the internal power supply terminals is provided.

【0006】この本発明によれば、スイッチングに起因
して外部電源に流れるピーク電流をカットしノイズを低
減できる半導体集積回路が得られる。
According to the present invention, a semiconductor integrated circuit capable of cutting a peak current flowing to an external power supply due to switching and reducing noise can be obtained.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、半導体集積回路内において内部電源端子と内部接地
端子間に容量を設け、クロックに同期したスイッチング
の瞬間に、外部電源端子と前記内部電源端子間の接続を
切断する電源切断手段を備えたことを特徴としたもので
あり、電源切断手段によりクロックに同期したスイッチ
ングの瞬間に、外部電源端子と内部電源端子間の接続を
切断することによって、スイッチングの瞬間の内部の電
源電流が外部電源に流れることが防止され、ノイズを低
減することができるという作用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, a capacitor is provided between an internal power supply terminal and an internal ground terminal in a semiconductor integrated circuit, and an external power supply terminal is connected to the external power supply terminal at the moment of switching synchronized with a clock. The power supply disconnecting means for disconnecting the connection between the internal power supply terminals is provided, and the connection between the external power supply terminal and the internal power supply terminal is disconnected at the moment of switching synchronized with the clock by the power supply disconnection means. By doing so, the internal power supply current at the moment of switching is prevented from flowing to the external power supply, which has the effect of reducing noise.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明であって、前記電源切断手段は、複数のスイッチ
を有し、前記外部電源端子と内部電源端子とを接続する
とき、前記スイッチを時間をおいて順に接続する構成と
したことを特徴としたものであり、外部電源端子と内部
電源端子とを接続するとき、スイッチを時間をおいて順
に接続することにより、外部電源に流れる電流が平滑化
され、さらにノイズを低減することができるという作用
を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the power supply disconnecting means has a plurality of switches, and connects the external power supply terminal to the internal power supply terminal. The switch is configured to be sequentially connected with a time interval, and when connecting the external power supply terminal and the internal power supply terminal, by connecting the switches sequentially with a time interval, the external power supply is connected. This has the effect that the flowing current is smoothed and noise can be further reduced.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明であって、前記電源切断手段は、第2の容量を有
し、前記外部電源端子により前記第2の容量を充電し、
前記第2の容量の電荷を、前記内部電源端子と内部接地
端子間に設けた容量(第1の容量)に充電する構成とし
たことを特徴としたものであり、第2の容量の電荷を第
1の容量に充電することにより、内部電源の電圧は外部
電源の電圧よりも高くなり、よってスイッチングスピー
ドを損なうことが防止され、また常に外部電源端子から
電荷をくみ取るため、外部電源端子には定常的に電流が
流れ、ノイズを大きく抑えることができるという作用を
有する。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the power supply disconnecting means has a second capacity, and charges the second capacity by the external power supply terminal. ,
The charge of the second capacitor is charged to a capacitor (first capacitor) provided between the internal power supply terminal and the internal ground terminal. By charging the first capacitor, the voltage of the internal power supply becomes higher than the voltage of the external power supply, thereby preventing the switching speed from being impaired. In addition, since the electric charge is always drawn from the external power supply terminal, the external power supply terminal This has the effect that current flows constantly and noise can be greatly suppressed.

【0010】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。 [実施の形態1]図1は本発明の実施の形態1における
半導体集積回路の構成を示すブロック図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.

【0011】本発明の半導体集積回路1は、クロックツ
リーなどのスイッチング頻度の高い回路2とそれ以外の
回路3に分けられており、スイッチング頻度の高い回路
2の内部電源端子(VDD2)101 と内部接地端子
(GND)102 間にコンデンサ(第1の容量)4が接
続され、それ以外の回路3の内部電源端子(VDD1)
103と内部接地端子(GND)104 間にコンデンサ5が
接続されている。
The semiconductor integrated circuit 1 of the present invention is divided into a circuit 2 having a high switching frequency such as a clock tree and a circuit 3 other than the switching circuit. The internal power supply terminal (VDD2) 101 and the internal A capacitor (first capacitor) 4 is connected between the ground terminal (GND) 102 and the other internal power supply terminal (VDD1) of the circuit 3
The capacitor 5 is connected between 103 and the internal ground terminal (GND) 104.

【0012】また半導体集積回路1には、スイッチング
頻度の高い回路2の内部電源端子(VDD2)101 と
内部電源ライン11によりその一端が接続された電源切
断手段6と、スイッチング頻度の高い回路2の内部接地
端子(GND)102 およびそれ以外の回路3の内部接
地端子(GND)104 と内部接地ライン9により接続
された外部接地端子(GND)7と、前記電源切断手段
6の他端およびそれ以外の回路3の内部電源端子(VD
D1)103 と内部電源ライン11により接続された外
部電源端子(VDD)8が設けられている。スイッチン
グ頻度の高い回路2の内部電源端子(VDD2)101
へは、外部電源端子(VDD)8より内部電源ライン1
0、電源切断手段6、および内部電源ライン11を介し
て給電される。また上記コンデンサ4,5は、スイッチ
ング頻度の高い回路2やその他の回路3の内部電源ライ
ン10,11および内部接地ライン9に作り込まれてい
る。
The semiconductor integrated circuit 1 includes a power supply disconnecting means 6 having one end connected by an internal power supply terminal (VDD2) 101 and an internal power supply line 11 of the circuit 2 having high switching frequency, An external ground terminal (GND) 7 connected to an internal ground terminal (GND) 102 and other internal ground terminals (GND) 104 of the circuit 3 by an internal ground line 9; Internal power supply terminal (VD
D1) 103 and an external power supply terminal (VDD) 8 connected by the internal power supply line 11 are provided. Internal power supply terminal (VDD2) 101 of circuit 2 with high switching frequency
To the internal power supply line 1 from the external power supply terminal (VDD) 8
0, power is supplied via the power supply disconnecting means 6 and the internal power supply line 11. The capacitors 4 and 5 are formed in the internal power supply lines 10 and 11 and the internal ground line 9 of the circuit 2 and the other circuits 3 that frequently switch.

【0013】上記電源切断手段6を、図2および図3に
基づいて詳細に説明する。この電源切断手段6は、スイ
ッチング頻度の高い回路2がスイッチングする瞬間に外
部電源端子8と内部電源端子101 との接続を切断する
ことで、外部電源端子8にピーク電流が流れないように
するとともに、外部電源端子8との接続を切断した後、
外部電源との接続を徐々に回復することで、外部電源端
子8に流れる電流を平滑化しようとするものである。
The power supply disconnecting means 6 will be described in detail with reference to FIGS. The power supply disconnecting means 6 disconnects the external power supply terminal 8 from the internal power supply terminal 101 at the moment when the circuit 2 having a high switching frequency switches, thereby preventing a peak current from flowing to the external power supply terminal 8. After disconnecting the connection with the external power supply terminal 8,
By gradually recovering the connection with the external power supply, the current flowing to the external power supply terminal 8 is to be smoothed.

【0014】図2において、17はクロックを生成する
クロック発生器であり、クロック発生器17から出力さ
れたクロック源振信号aよりクロックツリーを伝搬して
クロック信号bが形成され、またクロック源振信号aよ
り遅延素子13、排他的論理素子14を伝搬して、電源
切断手段6において外部電源端子8と内部電源端子101
との電気的接続を切断するタイミングであるスイッチ
信号cが形成されている。このスイッチ信号cは、図3
に示すように、クロック信号bがスイッチングするより
早いタイミングで形成される。
In FIG. 2, reference numeral 17 denotes a clock generator for generating a clock. The clock generator 17 propagates a clock tree from a clock source oscillation signal a output from the clock generator 17 to form a clock signal b. The signal a propagates through the delay element 13 and the exclusive logic element 14, and the external power terminal 8 and the internal power terminal 101
A switch signal c, which is a timing for disconnecting the electrical connection with the switch, is formed. This switch signal c is
As shown in the figure, the clock signal b is formed at a timing earlier than the switching.

【0015】図2において、301 〜305 は内部電源ラ
イン11と内部電源ライン10とを接続/切断するた
め、内部電源ライン11と内部電源ライン10間に介装
されたトランジスタ(スイッチの一例)であり、これら
トランジスタ301 〜305 は並列に接続されている。ま
た307 ,309 ,312 ,315 ,318 はトランジスタ30
1 〜305をそれぞれオフするためのトランジスタ、306
,308 ,311 ,314,317 はトランジスタ301 〜3
05をオンするためのトランジスタ、310 ,313,316 ,
319 は遅延素子であり、遅延素子310 ,313 ,316
,319 により、トランジスタ301 〜305 をオンする
ためのトランジスタ308 ,311 ,314,317 は順に時
間をおいて(遅れて)オンし、よってトランジスタ301
〜305 が時間をおいて順にオンしていくようなタイ
ミングが形成されている。
In FIG. 2, reference numerals 301 to 305 denote transistors (an example of a switch) interposed between the internal power supply line 11 and the internal power supply line 10 for connecting / disconnecting the internal power supply line 11 and the internal power supply line 10. The transistors 301 to 305 are connected in parallel. 307, 309, 312, 315, 318 are transistors 30
A transistor for turning off each of 1 to 305, 306
, 308, 311, 314, and 317 are transistors 301 to 3
Transistors for turning on 05, 310, 313, 316,
319 is a delay element, and the delay elements 310, 313, 316
, 319, the transistors 308, 311, 314, 317 for turning on the transistors 301 to 305 are turned on with a time delay (later).
.. 305 are sequentially turned on after a certain time.

【0016】上記電源切断手段6の動作タイミングを、
図3を参照しながら説明する。ここでは、40MHzで
動作する半導体集積回路の実施例を示しており、消費電
流を100mA、コンデンサ4の容量を2500pF、
トランジスタ301 〜305 全てがオンした場合のインピ
ーダンスを0.87Ωとしている。
The operation timing of the power-off means 6 is
This will be described with reference to FIG. Here, an embodiment of a semiconductor integrated circuit operating at 40 MHz is shown, the current consumption is 100 mA, the capacitance of the capacitor 4 is 2500 pF,
The impedance when all of the transistors 301 to 305 are turned on is set to 0.87Ω.

【0017】まず時刻t1付近でクロック源振信号aが
ローレベル(以下、Lと記す)からハイレベル(以下、
Hと記す)に変化する。すると、スイッチ信号cが出力
され、時刻t2でクロック信号bがLからHへ変化し、
スイッチング頻度の高い回路2が一斉にスイッチングす
る。時刻t1のタイミングでスイッチ信号cが出力され
ることで、トランジスタ307 ,309 ,312 ,315 ,3
18 がオンして、トランジスタ301 〜305 のゲート電
圧は全てLとなり、トランジスタ301 〜305がオフにな
る。時刻t1から時刻t3までの間は、外部電源端子8
と内部電源端子101 とは完全に切断された状態であ
り、スイッチング頻度の高い回路2はコンデンサ4から
電源電流を得る。そのため、内部電源端子101 の電位
VDD2は時刻t2のタイミングで急激に下がる。ここ
では、5Vから4.5Vまで電圧が降下する。
First, near the time t1, the clock source oscillation signal a changes from a low level (hereinafter referred to as L) to a high level (hereinafter referred to as L).
H). Then, a switch signal c is output, and at time t2, the clock signal b changes from L to H,
The circuits 2 having a high switching frequency are simultaneously switched. By outputting the switch signal c at the timing of the time t1, the transistors 307, 309, 312, 315, 3
18 is turned on, the gate voltages of the transistors 301 to 305 are all L, and the transistors 301 to 305 are turned off. Between time t1 and time t3, the external power supply terminal 8
The internal power supply terminal 101 and the internal power supply terminal 101 are completely disconnected, and the circuit 2 with high switching frequency obtains the power supply current from the capacitor 4. Therefore, the potential VDD2 of the internal power supply terminal 101 drops sharply at the timing of time t2. Here, the voltage drops from 5V to 4.5V.

【0018】次に時刻t3でトランジスタ306 がオン
し、トランジスタ301 がオンする。ここではトランジ
スタ301 のインピーダンスを4Ωとしている。約2.
3nsecの間125mA〜100mAの電流が外部電
源端子8に流れる。
Next, at time t3, the transistor 306 turns on, and the transistor 301 turns on. Here, the impedance of the transistor 301 is 4Ω. About 2.
A current of 125 mA to 100 mA flows to the external power supply terminal 8 for 3 nsec.

【0019】次に時刻t3のタイミングから2.3ns
ec遅延したタイミングt4でトランジスタ308 がオ
ンし、トランジスタ302 がオンする。ここではトラン
ジスタ301 ,302 を合わせたインピーダンスを3Ωと
している。約2.2nsecの間133mA〜100m
Aの電流が外部電源端子8に流れる。
Next, 2.3 ns from the timing of time t3
At the timing t4 after the delay of ec, the transistor 308 turns on and the transistor 302 turns on. Here, the combined impedance of the transistors 301 and 302 is 3Ω. 133mA-100m for about 2.2nsec
A current flows to the external power supply terminal 8.

【0020】次に時刻t4のタイミングから2.2ns
ec遅延したタイミングt5でトランジスタ311 がオ
ンし、トランジスタ303 がオンする。ここではトラン
ジスタ301 ,302 ,303 を合わせたインピーダンス
を2Ωとしている。約2nsecの間150mA〜10
0mAの電流が外部電源端子8に流れる。
Next, 2.2 ns from the timing of time t4
At the timing t5 after the delay of ec, the transistor 311 turns on and the transistor 303 turns on. Here, the combined impedance of the transistors 301, 302 and 303 is 2Ω. 150 mA to 10 for about 2 nsec
A current of 0 mA flows to the external power supply terminal 8.

【0021】次に時刻t5のタイミングから2nsec
遅延したタイミングt6でトランジスタ314 がオン
し、トランジスタ304 がオンする。ここではトランジ
スタ301,302 ,303 ,304 を合わせたインピーダン
スを1.3Ωとしている。約2.25nsecの間15
0mA〜100mAの電流が外部電源端子8に流れる。
Next, 2 nsec from the timing of time t5
At the delayed timing t6, the transistor 314 turns on, and the transistor 304 turns on. Here, the combined impedance of the transistors 301, 302, 303 and 304 is 1.3Ω. 15 for about 2.25 nsec
A current of 0 mA to 100 mA flows to the external power supply terminal 8.

【0022】最後に時刻t6のタイミングから2.25
nsec遅延したタイミングt7でトランジスタ317
がオンし、トランジスタ305 がオンする。ここではト
ランジスタ301 ,302 ,303 ,304 ,305 を合わ
せたインピーダンスを0.87Ωとしている。約2.7
5nsecの間150mA〜34mAの電流が外部電源
端子8に流れる。
Finally, 2.25 from the timing of time t6
At timing t7 delayed by nsec, the transistor 317
Is turned on, and the transistor 305 is turned on. Here, the combined impedance of the transistors 301, 302, 303, 304, and 305 is 0.87Ω. About 2.7
A current of 150 mA to 34 mA flows to the external power supply terminal 8 for 5 nsec.

【0023】このように、電源切断手段6により、スイ
ッチング頻度の高い回路2がスイッチングする瞬間に外
部電源端子8と内部電源端子101 との接続が切断さ
れ、よって外部電源端子8にピーク電流が流れないよう
にすることができ、ノイズを低減することができる。さ
らに、外部電源端子8との接続を切断した後、トランジ
スタ301 〜305を時間をおいて順に接続することによ
り、外部電源との接続が徐々に回復され、よって外部電
源端子8に流れる外部電源電流が平滑化され、ノイズを
さらに低減することができる。
As described above, the connection between the external power supply terminal 8 and the internal power supply terminal 101 is cut off by the power supply disconnecting means 6 at the moment when the circuit 2 having high switching frequency switches, so that a peak current flows through the external power supply terminal 8. Noise can be reduced. Further, after the connection to the external power supply terminal 8 is cut off, the transistors 301 to 305 are connected in sequence with a time interval, so that the connection with the external power supply is gradually restored, so that the external power supply current flowing to the external power supply terminal 8 is restored. Is smoothed, and noise can be further reduced.

【0024】なお、上記実施の形態1では、5つのトラ
ンジスタ301 〜305 により電源切断手段6を構成して
いるが、さらに分割すれば各トランジスタをオンする際
に生じる電流差を小さくすることができ、なお外部電源
電流を平滑化することができる。また、時刻t1からt
3の間電流が流れないが、この期間を限りなく小さくす
ることで、外部電源電流を流し続けることも可能であ
る。 [実施の形態2]図4は上記実施の形態1の電源切断手
段に代わる半導体集積回路の電源切断手段の回路図であ
る。
In the first embodiment, the power supply disconnecting means 6 is constituted by the five transistors 301 to 305. If the power supply disconnecting means 6 is further divided, the current difference generated when each transistor is turned on can be reduced. In addition, the external power supply current can be smoothed. Also, from time t1 to t
Although no current flows during the period 3, it is possible to keep the external power supply current flowing by minimizing this period. [Second Embodiment] FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply disconnecting means of a semiconductor integrated circuit in place of the power supply disconnecting means of the first embodiment.

【0025】この実施の形態2の電源切断手段6’は、
スイッチング頻度の高い回路2のスイッチングによる電
圧降下分の電荷を、あらかじめコンデンサ4に余分に充
電しておくことで、動作スピードを保証しようとするも
のである。
The power supply disconnecting means 6 'according to the second embodiment comprises:
The operation speed is to be guaranteed by preliminarily charging the capacitor 4 with a charge corresponding to the voltage drop due to the switching of the circuit 2 having a high switching frequency.

【0026】電源切断手段6’は、外部電源端子8から
電荷をくみ取りコンデンサ4に交互に電荷を注入する2
つの電荷注入回路50,51を備えている。図4におい
て、501 ,502 ,503 ,504 ,507 ,508 ,509
,510 はトランジスタであり、ゲートに入力された
内部タイミング信号φ1もしくは内部タイミング信号φ
2によって制御されている。ここで、内部タイミング信
号φ1,φ2は図5に示すように、クロック信号bと比
較して周期の短い2相クロックであり、インバータチェ
ーンなどによって外部のクロックと無関係に形成しても
良く、PLL回路などの適当な信号を使用しても良い。
また、クロック信号bが変化する瞬間はトランジスタ50
2 ,508 は上記スイッチ信号c(図2)を使用して内
部タイミング信号φ1,φ2をマスクするようにしてい
る。これは、スイッチング頻度の高い回路2がスイッチ
ングする瞬間に外部電源端子8から電流が流れ込むのを
防ぐためである。また図4において、506 ,511 はコ
ンデンサ4に電荷を注入するためのコンデンサ(第2の
容量)である。
The power supply disconnecting means 6 'extracts electric charge from the external power supply terminal 8 and alternately injects the electric charge into the capacitor 4.
And two charge injection circuits 50 and 51. In FIG. 4, 501, 502, 503, 504, 507, 508, 509
, 510 are transistors which have the internal timing signal φ1 or the internal timing signal φ input to the gate.
2. Here, as shown in FIG. 5, the internal timing signals φ1 and φ2 are two-phase clocks having a shorter cycle than the clock signal b, and may be formed by an inverter chain or the like independently of an external clock. An appropriate signal such as a circuit may be used.
At the moment when the clock signal b changes, the transistor 50
2 and 508 mask the internal timing signals φ1 and φ2 using the switch signal c (FIG. 2). This is to prevent a current from flowing from the external power supply terminal 8 at the moment when the circuit 2 with high switching frequency switches. In FIG. 4, reference numerals 506 and 511 denote capacitors (second capacitors) for injecting charges into the capacitor 4.

【0027】内部タイミング信号φ1のタイミング(ハ
イレベルHのとき)ではトランジスタ501 ,504 ,508
,509 がオンしており、電荷注入回路50は外部電
源端子8から電荷をくみ取りコンデンサ506 を充電
し、電荷注入回路51はコンデンサ511 よりコンデン
サ4に電荷を注入する。内部タイミング信号φ2のタイ
ミング(ハイレベルHのとき)ではトランジスタ502
,503 ,507 ,510 がオンしており、電荷注入回
路51は外部電源端子8から電荷をくみ取りコンデンサ
511を充電し、電荷注入回路50はコンデンサ506よりコ
ンデンサ4に電荷を注入する。
At the timing of internal timing signal φ1 (when high level H), transistors 501, 504, 508
, 509 are on, the charge injection circuit 50 extracts electric charge from the external power supply terminal 8 and charges the capacitor 506, and the charge injection circuit 51 injects electric charge from the capacitor 511 to the capacitor 4. At the timing of the internal timing signal φ2 (when high level H), the transistor 502
, 503, 507, and 510 are on, and the charge injection circuit 51 extracts charges from the external power supply terminal 8 and
511 is charged, and the charge injection circuit 50 injects charge from the capacitor 506 to the capacitor 4.

【0028】上記電源切断手段6’の動作タイミング
を、図5を参照しながら説明する。ここでは、コンデン
サ4の容量を2000pF、コンデンサ506 ,511 の
容量をそれぞれ500pFとし、トランジスタ502 ,5
03 ,508 ,509 のインピーダンスR1,R2をそれ
ぞれ10Ω、トランジスタ501 ,504 ,507 ,510の
インピーダンスR3,R4をそれぞれ14.44Ωとし
ている。また、以上の値を有す図4の回路は107.5
mAの電流供給能力を持つ。
The operation timing of the power-off means 6 'will be described with reference to FIG. Here, the capacitance of the capacitor 4 is 2000 pF, the capacitance of the capacitors 506 and 511 is 500 pF, and the transistors 502 and 5
The impedances R1, R2 of 03, 508, 509 are each 10Ω, and the impedances R3, R4 of the transistors 501, 504, 507, 510 are 14.44Ω, respectively. 4 having the above values is 107.5.
It has a current supply capability of mA.

【0029】まず、時刻T1でクロック信号bがスイッ
チングするため、スイッチング頻度の高い回路2はコン
デンサ4から電源電流を得る。そのため、内部電源端子
101の電位は時刻T1で急激に下がる。ここでは、5.
5Vから5Vまで電圧が降下する。
First, since the clock signal b switches at time T 1, the circuit 2 with high switching frequency obtains the power supply current from the capacitor 4. Therefore, the internal power supply terminal
The potential of 101 drops sharply at time T1. Here, 5.
The voltage drops from 5V to 5V.

【0030】次に時刻T2のタイミングで内部タイミン
グ信号φ1がHになると、電荷注入回路51によりコン
デンサ4が充電される。その間、電荷注入回路50は内
部電源ライン10、内部接地ライン9からの電流によっ
てコンデンサ506 を充電する。ここで、内部タイミン
グ信号φ1がHの期間は2nsecであり、その間に
0.224nクーロンの電荷を電荷注入回路51がコン
デンサ4に注入し、電荷注入回路50がコンデンサ506
に充電する。以下、電荷注入回路50,51は交互に
コンデンサ4の充電とコンデンサ506 ,511 の充電を
繰り返す。そして時刻T8の時点で内部電源端子101
の電位は5.5Vになっており、ふたたびクロック信号
がスイッチングして内部電源端子101 の電位は5Vに
なる。
Next, when the internal timing signal φ1 becomes H at the timing of time T2, the capacitor 4 is charged by the charge injection circuit 51. During that time, the charge injection circuit 50 charges the capacitor 506 with the current from the internal power supply line 10 and the internal ground line 9. Here, the period during which the internal timing signal φ1 is H is 2 nsec, during which the charge injection circuit 51 injects a charge of 0.224 n coulombs into the capacitor 4, and the charge injection circuit 50 sets the capacitor 506
To charge. Thereafter, the charge injection circuits 50 and 51 alternately repeat charging of the capacitor 4 and charging of the capacitors 506 and 511. At time T8, the internal power supply terminal 101
Is 5.5 V, the clock signal switches again, and the potential of the internal power supply terminal 101 becomes 5 V.

【0031】このように、実施の形態2における電源切
断手段6’では、コンデンサ4に電荷を注入すること
で、内部電源ライン11の電圧を外部電源の電圧より高
くしておくことができる。よって、内部電源ライン11
の電圧がクロック信号bのスイッチングの瞬間に急激に
下がったとしても、5Vでの動作スピードを保証でき、
スイッチングスピードを損なうことを防止できる。ま
た、常に電荷注入回路50,51のうちのいずれかが外
部電源端子8から電荷をくみ取るので、外部電源端子8
には定常的に電流が流れ、ノイズを大きく抑えることが
できる。
As described above, in the power supply disconnecting means 6 'in the second embodiment, the voltage of the internal power supply line 11 can be kept higher than the voltage of the external power supply by injecting the electric charge into the capacitor 4. Therefore, the internal power supply line 11
Can be guaranteed at 5V operation speed, even if the voltage of
Loss of switching speed can be prevented. In addition, since one of the charge injection circuits 50 and 51 always extracts electric charge from the external power supply terminal 8, the external power supply terminal 8
, A current flows constantly, and noise can be largely suppressed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スイッチ
ングの瞬間の内部の電源電流が外部電源に流れることを
防止することができ、ノイズを低減することができる。
As described above, according to the present invention, the internal power supply current at the moment of switching can be prevented from flowing to the external power supply, and noise can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における半導体集積回路
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同半導体集積回路の要部回路図である。FIG. 2 is a main part circuit diagram of the semiconductor integrated circuit.

【図3】同半導体集積回路の電源切断手段の動作タイミ
ングを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an operation timing of a power-off means of the semiconductor integrated circuit.

【図4】本発明の実施の形態2における半導体集積回路
の電源切断手段の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of power-off means of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同半導体集積回路の電源切断手段の動作タイミ
ングを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an operation timing of a power supply disconnecting means of the semiconductor integrated circuit.

【図6】従来例の半導体集積回路の動作タイミングを示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing operation timing of a conventional semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体集積回路 2 スイッチング頻度の高い回路 3 それ以外の回路 4,5 コンデンサ 6,6’ 電源切断手段 7 外部接地端子 8 外部電源端子 9 内部接地ライン 10,11 内部電源ライン 13,310 ,313 ,316 ,319 遅延素子 14 排他的論理素子 17 クロック発生器 50,51 電源注入回路 101 ,103 内部電源端子 102 ,104 内部接地端子 301 〜305 トランジスタ 306 ,308 ,311 ,314 ,317 トランジスタ 307 ,309 ,312 ,315 ,318 トランジスタ 501 ,502 ,503 ,504 ,507 ,508 ,509 ,5
10 トランジスタ 506 ,511 コンデンサ a クロック源振信号 b クロック信号 c スイッチ信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor integrated circuit 2 Circuit with high switching frequency 3 Other circuits 4, 5 Capacitor 6, 6 'Power-off means 7 External ground terminal 8 External power terminal 9 Internal ground line 10, 11 Internal power line 13, 310, 313, 316,319 delay element 14 exclusive logic element 17 clock generator 50,51 power supply injection circuit 101,103 internal power supply terminal 102,104 internal ground terminal 301-305 transistors 306,308,311,314,317 transistors 307,309, 312, 315, 318 Transistors 501, 502, 503, 504, 507, 508, 509, 5
10 Transistors 506, 511 Capacitor a Clock source oscillation signal b Clock signal c Switch signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体集積回路内において内部電源端子
と内部接地端子間に容量を設け、 クロックに同期したスイッチングの瞬間に、外部電源端
子と前記内部電源端子間の接続を切断する電源切断手段
を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
A power supply disconnecting means for providing a capacitor between an internal power supply terminal and an internal ground terminal in a semiconductor integrated circuit and disconnecting a connection between an external power supply terminal and the internal power supply terminal at the moment of switching synchronized with a clock. A semiconductor integrated circuit, comprising:
【請求項2】 前記電源切断手段は、複数のスイッチを
有し、前記外部電源端子と内部電源端子とを接続すると
き、前記スイッチを時間をおいて順に接続する構成とし
たことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
2. The power supply disconnecting means includes a plurality of switches, and when the external power supply terminal and the internal power supply terminal are connected, the switches are sequentially connected with an interval. The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
【請求項3】 前記電源切断手段は、第2の容量を有
し、前記外部電源端子により前記第2の容量を充電し、
前記第2の容量の電荷を、前記内部電源端子と内部接地
端子間に設けた容量に充電する構成としたことを特徴と
する請求項1記載の半導体集積回路。
3. The power supply disconnecting means has a second capacitance, charges the second capacitance with the external power supply terminal,
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the charge of said second capacitance is charged to a capacitance provided between said internal power supply terminal and an internal ground terminal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017143398A (en) * 2016-02-09 2017-08-17 ローム株式会社 PLL circuit and electronic circuit

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