JP2000216673A - 静電破壊保護回路および静電破壊保護回路付きcmos回路 - Google Patents
静電破壊保護回路および静電破壊保護回路付きcmos回路Info
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Abstract
ンギングノイズを抑制できるESD保護回路付きCMO
S回路を提供すること。 【解決手段】 電源とグランド間に直列に接続された第
1導電型の第1のMOSトランジスタおよび第2導電型
の第2のMOSトランジスタによりCMOSバッファ回
路が構成される。このバッファ回路の出力端子とグラン
ド間に第2導電型の第3のMOSトランジスタが接続さ
れている。この第3のMOSトランジスタの前記ソース
電極およびゲート電極間には付加抵抗が接続され、前記
ドレイン電極およびゲート電極間には付加容量が接続さ
れている。
Description
し、特に静電破壊(ESD)保護回路およびかかる保護
回路付きのCMOS回路に関するものである。
OS回路の一例を示す回路図で、電源VDDとグランド
GND間にPチャンネル(ch)MOSFETトランジ
スタ(以下単にMOSトランジスタという。)1とNチ
ャンネル(ch)MOSFETトランジスタ(以下単に
MOSトランジスタという。)2とが直列に接続されて
いる。MOSトランジスタ1とMOSトランジスタ2の
ゲート電極は共通に接続され、入力端子3に接続されて
いる。また、直列接続されたMOSトランジスタ1とM
OSトランジスタ2の接続点である出力端子4には出力
負荷5が接続され、出力バッファ回路が構成されてい
る。そしてこの出力バッファ回路の出力端子4とグラン
ドGND間にはESD保護用のNchMOSFETトラ
ンジスタ(以下単にMOSトランジスタという。)6が
接続されている。なお、このMOSトランジスタ6のゲ
ート電極はグランドGNDに接地されている。
D保護回路付きのCMOS回路においては、入力端子3
に負のパルス信号が入力されると、バッファ回路を構成
するMOSトランジスタ1がONし、MOSトランジス
タ2はOFFとなる。このとき、ESD保護用のMOS
トランジスタ6のドレイン電極が接続されている出力端
子4の電位が上昇するが、このとき出力負荷5のインダ
クタンス成分とトランジスタ6のキャパシタンス成分と
により、共振を生じ、いわゆるリンギングノイズを発生
する。このようなリンギングノイズはバッファ回路を構
成するMOSトランジスタ1およびMOSトランジスタ
2のサイズを小さくして、出力バッファ回路としての駆
動能力を抑制することによって抑制することができる。
しかしながら、バッファ回路の駆動能力を抑制すると回
路の動作スピードが低下するという問題が生ずる。した
がって、本発明の目的は、回路の動作スピードを低下す
ることなく、リンギングノイズを抑制できるESD保護
回路付きCMOS回路を提供することにある。
路は、半導体集積回路の出力端子に接続される静電破壊
保護回路であって、前記出力端子とグランド間にソース
電極およびドレイン電極が接続されたNチャンネルMO
Sトランジスタと、このNチャンネルMOSトランジス
タのゲート電極および前記ソース電極間に接続された付
加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極間に接続
された付加容量とからなることを特徴とするものであ
る。
体集積回路の出力端子に接続される静電破壊保護回路で
あって、前記出力端子とグランド間にソース電極および
ドレイン電極が接続されたPチャンネルMOSトランジ
スタと、このPチャンネルMOSトランジスタのゲート
電極および前記ソース電極間に接続された付加抵抗と、
前記ゲート電極およびドレイン電極間に接続された付加
容量とからなることを特徴とするものである。
MOS回路は、電源とグランド間に直列に接続された第
1導電型の第1のMOSトランジスタおよび第2導電型
の第2のMOSトランジスタと、これら第1のMOSト
ランジスタおよび第2のMOSトランジスタの接続点に
接続された出力端子と、前記出力端子と前記グランド間
にソース電極およびドレイン電極が接続された第2導電
型の第3のMOSトランジスタと、この第3のMOSト
ランジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続
された付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極
間に接続された付加容量とからなることを特徴とするも
のである。
MOS回路は、電源とグランド間に直列に接続された第
1導電型の第1のMOSトランジスタおよび第2導電型
の第2のMOSトランジスタと、これら第1のMOSト
ランジスタおよび第2のMOSトランジスタの接続点に
接続された出力端子と、前記出力端子と前記電源間にソ
ース電極およびドレイン電極が接続された第1導電型の
第3のMOSトランジスタと、この第3のMOSトラン
ジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続され
た付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極間に
接続された付加容量とからなることを特徴とするもので
ある。
形態を説明する。図2は本発明のESD保護回路付きC
MOS回路の実施形態を示す回路図である。同図におい
ては、図1の回路と同一部分には同一の符号を付して説
明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。図
2の回路においては、図1に示した回路図のESD保護用
のMOSランジスタ6と並列にコンデンサCおよび抵抗
Rの直列回路が設けられている。すなわち、コンデンサ
Cの一端はバッファ回路の出力端子4に接続され他端は
一端がGNDに設置された抵抗Rの他端に接続されてい
る。そしてこのコンデンサCおよび抵抗Rの接続点7に
MOSトランジスタ6のゲート電極が接続されている。
回路をより詳細に説明するための等価回路図である。図
中c1、c2はMOSトランジスタ6のゲート電極とド
レイン電極間のおよびソース電極間の寄生容量、r1は
MOSランジスタ6のゲート電極とGND間を接続する
導体の寄生抵抗である。MOSトランジスタ6の構造
上、c1、c2はほぼ同じ値を取る。また、図中cはバ
ッファ回路の出力端子4とMOSトランジスタ6のゲー
ト電極間に接続された付加容量、rはMOSトランジス
タ6のゲート電極とGND間を接続する導体中に形成さ
れた付加抵抗である。ここで、図2に示す容量Cおよび
抵抗Rと図3の容量および抵抗との関係は次の通りであ
る。
により、 C>c2 という関係が成立する。
OS回路の動作を説明する。図2のバッファ回路の入力
端子3に正または負のパルス信号が入力されており、バ
ッファ回路を構成するMOSトランジスタ1、2のいず
れか一方がONし、他方がOFFの状態、すなわち定常
状態においては、バッファ回路の出力端子4はVDDと
GNDのいずれかの状態にあるが、MOSトランジスタ
6はそのゲート電極が抵抗Rを介して接地されているた
め、OFF状態にある。
号が入力され、バッファ回路を構成するMOSトランジ
スタ1がONし、出力端子4の電位が上昇する過渡状態
においては、出力端子4の電位が共振により電源電圧V
DDを超えて上昇しようとする。しかし、C−Rの直列
回路の存在により、MOSトランジスタ6が瞬間的にO
Nし、リンギングノイズを吸収する。すなわち、MOS
トランジスタ6のドレイン電極の電位をVaとし、MO
Sトランジスタ6のゲート電極の電位をVgとすると、
バッファ回路を構成するMOSトランジスタ1がON
し、出力端子4の電位がローレベルからハイレベルに上
昇する時、キャパシタCは電源VDDにより充電されそ
の電位はVDDに向かって上昇するとともに、MOSト
ランジスタ6のゲート電極の電位Vgは、GND電位か
ら図3の等価回路を用いて次式により与えられる電位V
gに向かって徐々に上昇する。
ランジスタ6のゲートスレショールド電位に到達すると
MOSトランジスタ6はON状態になる。この結果、キ
ャパシタCに充電された電荷は抵抗Rを介して放電さ
れ、VgはGNDレベルに低下するため、MOSトラン
ジスタ6は再びOFF状態に戻る。このように、リンギ
ングノイズの吸収はキャパシタCと抵抗Rの値により調
整することができる。すなわち、キャパシタCに含まれ
る付加容量cは、出力負荷5に加算されるため、製品仕
様に合わせスイッチングスピードが低下しない程度に合
わせ込む必要がある。また、キャパシタCの放電時間は
上述したように抵抗Rによつて決まるため、製品によっ
て決定される付加容量cに対し、リンギングノイズの周
波数およびノイズレベルを考慮して、抵抗Rに含まれる
付加抵抗rの最適値を決定する。
実現するための回路を示すもので、付加容量cは、ソー
ス・ドレイン電極間を短絡したNchMOSトランジス
タ9のゲート電極と基板間の容量により構成される。ま
た、付加抵抗rはMOSランジスタ6のゲート電極とG
ND間を接続する導体をポリシリコンにより形成し、必
要な抵抗を得る。
回路の出力端子4のリンギングノイズ特性を示すグラフ
で、縦軸は電圧、横軸は時間をあらわしている。図の曲
線dは従来のCMOS回路の特性を示し、曲線eは本発
明のCMOS回路の特性を示している。同図から本発明
の回路においてはESD保護回路の機能を損なうことな
く、リンギングノイズの発生が有効に抑圧されているこ
とがわかる。
S回路の回路図である。同図においても図1、2と同一
部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分に
ついて説明する。この実施形態においては、バッファ回
路の出力端子4と電源VDD間にPchMOSトランジ
スタ6´とキャパシタC´および抵抗R´の直列回路が
接続されている。すなわち、これらの回路は出力端子4
とGND間に接続されたMOSトランジスタ6、キャパ
シタCおよび抵抗Rの直列回路と対称的な構成により、
同様な動作を行う。このような構成により、バッファ回
路の出力端子4の電位レベルが、GNDからVDDへあ
るいはVDDからGNDへと、いずれに変化した場合に
もリンギングノイズを吸収することができる。
ではなく、種々の変形が可能である。たとえば、図2お
よび図6に示したCMOS回路においては、直列接続さ
れたMOSトランジスタ1、2のゲート電極は相互に接
続され、共通ゲート電極に入力信号が供給されている
が、これらのゲート電極を相互に接続せずに、それぞれ
に別個の信号が供給されるような回路であっても本願発
明は適用可能である。さらに、本願発明はMOSトラン
ジスタを直列接続したCMOS回路に限らず、その他の
集積回路にも適用可能である。
ングスピードを低下させることなく、出力波形のリンギ
ングノイズを吸収することができる、ESD保護回路付
きCMOSバッファ回路が得られる。
例を示す回路図である。
施形態を示す回路図である。
詳細に説明するための等価回路図である。
めの回路を示す回路図である。
端子4のリンギングノイズ特性を示すグラフである。
路図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体集積回路の出力端子に接続される
静電破壊保護回路であって、前記出力端子とグランド間
にソース電極およびドレイン電極が接続されたNチャン
ネルMOSトランジスタと、このNチャンネルMOSト
ランジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続
された付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極
間に接続された付加容量とからなることを特徴とする静
電破壊保護回路。 - 【請求項2】 半導体集積回路の出力端子に接続される
静電破壊保護回路であって、前記出力端子とグランド間
にソース電極およびドレイン電極が接続されたPチャン
ネルMOSトランジスタと、このPチャンネルMOSト
ランジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続
された付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極
間に接続された付加容量とからなることを特徴とする静
電破壊保護回路。 - 【請求項3】 電源とグランド間に直列に接続された第
1導電型の第1のMOSトランジスタおよび第2導電型
の第2のMOSトランジスタと、これら第1のMOSト
ランジスタおよび第2のMOSトランジスタの接続点に
接続された出力端子と、前記出力端子と前記グランド間
にソース電極およびドレイン電極が接続された第2導電
型の第3のMOSトランジスタと、この第3のMOSト
ランジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続
された付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極
間に接続された付加容量とからなることを特徴とする静
電破壊保護回路付きCMOS回路。 - 【請求項4】 電源とグランド間に直列に接続された第
1導電型の第1のMOSトランジスタおよび第2導電型
の第2のMOSトランジスタと、これら第1のMOSト
ランジスタおよび第2のMOSトランジスタの接続点に
接続された出力端子と、前記出力端子と前記電源間にソ
ース電極およびドレイン電極が接続された第1導電型の
第3のMOSトランジスタと、この第3のMOSトラン
ジスタのゲート電極および前記ソース電極間に接続され
た付加抵抗と、前記ゲート電極およびドレイン電極間に
接続された付加容量とからなることを特徴とする静電破
壊保護回路付きCMOS回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11016658A JP2000216673A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 静電破壊保護回路および静電破壊保護回路付きcmos回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11016658A JP2000216673A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 静電破壊保護回路および静電破壊保護回路付きcmos回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000216673A true JP2000216673A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11922454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11016658A Pending JP2000216673A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 静電破壊保護回路および静電破壊保護回路付きcmos回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000216673A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6762918B2 (en) | 2002-05-20 | 2004-07-13 | International Business Machines Corporation | Fault free fuse network |
JP2004304136A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
JP2007073928A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Renei Kagi Kofun Yugenkoshi | プログラマブルデバイスのための静電気放電(esd)保護装置 |
JP2009055078A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Sanken Electric Co Ltd | 負荷駆動回路 |
CN101043201B (zh) * | 2006-03-22 | 2010-09-01 | 雅马哈株式会社 | 半导体集成电路 |
US7982522B2 (en) | 2006-03-22 | 2011-07-19 | Yamaha Corporation | Semiconductor integrated circuit for realizing an amplifier having ringing reduction circuitry |
JP2012146899A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sanyo Semiconductor Co Ltd | 半導体装置 |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP11016658A patent/JP2000216673A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012146899A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Sanyo Semiconductor Co Ltd | 半導体装置 |
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