JP2001016093A - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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JP2001016093A
JP2001016093A JP2000147447A JP2000147447A JP2001016093A JP 2001016093 A JP2001016093 A JP 2001016093A JP 2000147447 A JP2000147447 A JP 2000147447A JP 2000147447 A JP2000147447 A JP 2000147447A JP 2001016093 A JP2001016093 A JP 2001016093A
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JP
Japan
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logic circuit
circuit
current
switch
vhh
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Application number
JP2000147447A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Sakata
健 阪田
Kiyoo Ito
清男 伊藤
Shinji Horiguchi
真志 堀口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a table semiconductor circuit, whose delay time at the time of an operation is small, the speed is fast, in which a through-current does not flow and power consumption is small in a standby state and output is kept even in the standby state by turning off a switch installed in the path of the through-current in the standby state and interrupting the path. SOLUTION: A logic circuit LC is connected to a power line VHH of high potential and a power line VLL of low potential via switches SWH and SWL. A level-holding circuit LH is connected to the output terminal 'OUT' of the logic circuit LC. The switches SWH and SWL are controlled by a control pulse and are simultaneously turned on/off. The logic circuit LC is operated by turning on the switches SWH and SWL. After an output 'OUT' corresponding to the input IN of the logic circuit LC is decided according to the input IN of the logic circuit L, the switches SWH and SWL are turned off. Then, a current path to the power line VLL from the power line VHH via the logic circuit LC is interrupted, and the output of the logic circuit LC is held by the level holding circuit LH.

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】本発明は半導体回路に関し、
特に低消費電力で高速に安定動作を行う半導体回路に関
する。
The present invention relates to a semiconductor circuit,
In particular, the present invention relates to a semiconductor circuit that performs stable operation at high speed with low power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS論理回路は、低消費電力で高集
積化に適しているため広く用いられている。例として、
CMOSインバータを図8に示す。NMOSトランジス
タMNとPMOSトランジスタMPで構成されている。
入力INがトランジスタMN,MPのゲートに入力さ
れ、MN,MPのドレインに出力OUTが得られる。
2. Description of the Related Art CMOS logic circuits are widely used because they have low power consumption and are suitable for high integration. As an example,
FIG. 8 shows a CMOS inverter. It comprises an NMOS transistor MN and a PMOS transistor MP.
The input IN is input to the gates of the transistors MN and MP, and the output OUT is obtained at the drains of MN and MP.

【0003】1989 インターナショナル シンポジ
ウム オン ブイ・エル・エス・アイ テクノロジー,
システムズ アンド アプリケーションズ、プロシーデ
ィングズ オブ テクニカル ペーパーズ(1989年5
月)第188頁から第192頁(1989 International S
ymposium on VLSI Technology, Systems and Applicati
ons, Proceedings of Technical Papers, pp.188-192
(May 1989))に述べられているように、CMOS論理回
路の発展は、製造技術の向上によるMOSデバイスのス
ケーリングに支えられてきた。
[0003] 1989 International Symposium on VLSI Technology,
Systems and Applications, Proceedings of Technical Papers, May 1989
Mon.) 188 to 192 (1989 International S
ymposium on VLSI Technology, Systems and Applicati
ons, Proceedings of Technical Papers, pp.188-192
(May 1989)), the development of CMOS logic circuits has been supported by scaling of MOS devices due to improvements in manufacturing technology.

【0004】一方、このスケーリングによるゲート酸化
膜の耐圧低下に伴い、半導体装置の動作電圧を下げる必
要がある。また、電池動作の携帯用機器などで用いる必
要がある半導体装置では、低消費電力化のために、一層
動作電圧を下げる必要がある。
On the other hand, as the breakdown voltage of the gate oxide film decreases due to this scaling, it is necessary to lower the operating voltage of the semiconductor device. In a semiconductor device that needs to be used in a battery-operated portable device or the like, it is necessary to further reduce the operating voltage in order to reduce power consumption.

【0005】また、動作電圧を下げても動作速度が低下
しないようにするためには、トランジスタの駆動能力を
確保するためには、トランジスタのしきい値電圧を小さ
くしなければならない。
In order to prevent the operating speed from decreasing even when the operating voltage is reduced, the threshold voltage of the transistor must be reduced in order to ensure the driving capability of the transistor.

【0006】例えば、上記文献によれば、チャネル長
0.25μmで1.5V動作を行うトランジスタのしき
い値電圧は、0.35Vと予想される。周知のスケーリ
ング則に従えば、動作電圧にしきい値電圧を比例させる
ので、動作電圧を1Vとすれば、しきい値電圧は0.2
4V程度になる。
For example, according to the above document, the threshold voltage of a transistor that operates at 1.5 V with a channel length of 0.25 μm is expected to be 0.35 V. According to a well-known scaling rule, the threshold voltage is proportional to the operating voltage. Therefore, if the operating voltage is 1 V, the threshold voltage is 0.2
It becomes about 4V.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しきい値電圧を小さく
すると、オフとなっているトランジスタのサブスレッシ
ョルド電流が増加する。例えば、図8で入力INがハイ
レベルVHHの時、PMOSトランジスタMPはゲー
ト,ソース共にVHHであるのでオフであるが、MPの
しきい値電圧が小さいとサブスレッショルド電流が流れ
る。この時NMOSトランジスタMNはオンであるの
で、MPのサブスレッショルド電流は、第1電源電圧V
HHから第2電源電圧VLLに流れる貫通電流となる。
しかし、MNのオン抵抗は十分小さいから、MPのサブ
スレッショルド電流により出力OUTが高レベルになる
ことはない。このように、トランジスタのサブスレッシ
ョルド電流は、スタティック回路の信号出力動作を不安
定にする訳ではない。また、サブスレッショルド電流
は、一般に出力端子OUTに接続される負荷容量を充放
電する電流に比べれば小さく、動作時の消費電流に与え
る影響は小さい。
As the threshold voltage is reduced, the subthreshold current of a transistor that is turned off increases. For example, in FIG. 8, when the input IN is at the high level VHH, the PMOS transistor MP is off because both the gate and the source are at VHH, but if the threshold voltage of MP is small, a subthreshold current flows. At this time, since the NMOS transistor MN is on, the sub-threshold current of MP becomes the first power supply voltage V
The through current flows from HH to the second power supply voltage VLL.
However, since the ON resistance of MN is sufficiently small, the output OUT does not become high due to the subthreshold current of MP. Thus, the sub-threshold current of the transistor does not make the signal output operation of the static circuit unstable. In addition, the subthreshold current is generally smaller than the current for charging and discharging the load capacitance connected to the output terminal OUT, and has a small effect on the current consumption during operation.

【0008】しかし、電池で動作して待機状態が長く続
くような装置では、貫通電流による消費電力が問題とな
ることが、上記文献に述べられている。エクステンデッ
ドアブストラクツ オブ ザ 1991 インターナシ
ョナル コンファレンスオン ソリッド ステート デ
バイシズ アンド マテリアルズ(1991年8月)第46
8頁から第471頁(Extended Abstracts of the 1991
International Conference on Solid State Devices a
nd Materials, pp.468-471 (Aug. 1991))によれば、電
池動作のCMOSDRAMの周辺回路用トランジスタの
しきい値電圧の最小値は0.22V以上であり、さらに
製造上のバラツキを見込んで、0.4V程度以上の値と
しなければならない。したがって、しきい値電圧がスケ
ーリングできないため、従来通りのスケーリングで動作
電圧を1V程度以下にすることは不可能である。
However, it is described in the above-mentioned document that power consumption due to through current becomes a problem in an apparatus which operates on a battery and the standby state continues for a long time. Extended Abstracts of the 1991 International Conference on Solid State Devices and Materials (August 1991) No. 46
8 to 471 (Extended Abstracts of the 1991
International Conference on Solid State Devices a
According to nd Materials, pp. 468-471 (Aug. 1991), the minimum value of the threshold voltage of the transistor for the peripheral circuit of the battery-operated CMOS DRAM is 0.22 V or more, and the variation in the production is expected. And the value must be about 0.4 V or more. Therefore, since the threshold voltage cannot be scaled, it is impossible to reduce the operating voltage to about 1 V or less by conventional scaling.

【0009】待機状態の貫通電流を低減するために、ト
ランジスタMN,MPと直列にスイッチを挿入し、待機
時でそのスイッチをオフにして貫通電流を遮断する手法
が考えられる。しかし、その場合スイッチをオフにする
と出力端子OUTがフローティング状態になるため、リ
ーク電流などにより出力が反転する恐れがあり、動作が
不安定になる。
In order to reduce the through current in the standby state, a method of inserting a switch in series with the transistors MN and MP and turning off the switch in the standby state to cut off the through current may be considered. However, in this case, when the switch is turned off, the output terminal OUT is in a floating state, and the output may be inverted due to a leak current or the like, and the operation becomes unstable.

【0010】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされた。すなわち本発明の目的は、動作時の遅延
時間が小さく高速で、待機状態で貫通電流が流れず低消
費電力で、待機状態でも出力が保持され安定な半導体回
路を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a semiconductor circuit which has a small delay time in operation, has a high speed, does not flow through current in a standby state, consumes low power, and maintains a stable output even in a standby state.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、入力が変化しない待機状態で電源間
に貫通電流が流れる論理回路に対して、貫通電流の経路
にスイッチを設け、待機状態では上記スイッチをオフに
して該論理回路を通じて流れる電流経路を遮断し、論理
回路の出力端子にレベルホールド回路を設け、少なくと
もスイッチがオフの期間に上記レベルホールド回路によ
り該論理回路の出力を保持することにある。
A feature of the present invention to achieve the above object is that a switch is provided in a path of a through current in a logic circuit in which a through current flows between power supplies in a standby state in which an input does not change. In a standby state, the switch is turned off to cut off a current path flowing through the logic circuit, a level hold circuit is provided at an output terminal of the logic circuit, and the output of the logic circuit is output by the level hold circuit at least while the switch is off. Is to hold.

【0012】遅延時間は、レベルホールド回路の影響は
小さく、論理回路により定まる。論理回路に駆動能力の
大きい高速な回路を用いても、待機状態では論理回路を
通じて電流が流れないため、消費電流はレベルホールド
回路を通じて流れる電流だけである。レベルホールド回
路は、出力を保持するだけなので駆動能力が小さくて良
く、消費電流は小さくできる。スイッチをオフにして
も、レベルホールド回路により論理回路の出力が保持さ
れるので、出力が反転する恐れが無く、安定に動作す
る。従って、低消費電力で高速に安定動作を行う半導体
装置を実現できる。
The delay time is less affected by the level hold circuit and is determined by the logic circuit. Even if a high-speed circuit having a large driving capability is used for the logic circuit, current does not flow through the logic circuit in the standby state, so that the current consumption is only the current flowing through the level hold circuit. Since the level hold circuit only holds the output, the driving capability may be small, and the current consumption can be reduced. Even when the switch is turned off, the output of the logic circuit is held by the level hold circuit, so that there is no possibility that the output is inverted and the operation is stable. Therefore, a semiconductor device that performs stable operation at high speed with low power consumption can be realized.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を用いて説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.

【0014】図1に本発明の概念的実施例を示す。論理
回路LCが、スイッチSWH及びSWLを介して、高電
位の電源線VHH及び低電位の電源線VLLに接続され
る。
FIG. 1 shows a conceptual embodiment of the present invention. The logic circuit LC is connected to the high-potential power supply line VHH and the low-potential power supply line VLL via the switches SWH and SWL.

【0015】論理回路LCの出力端子OUTには、レベ
ルホールド回路LHが接続される。スイッチSWHとS
WLは、制御パルスCKで制御され、同時にオン,オフ
する。
A level hold circuit LH is connected to the output terminal OUT of the logic circuit LC. Switches SWH and S
WL is controlled by a control pulse CK, and is turned on and off at the same time.

【0016】論理回路LCは、インバータ、NAND回
路、NOR回路などの論理ゲートやフリップフロップ回
路、あるいはそれら複数個の組合せで構成される。レベ
ルホールド回路LHは、正帰還回路により構成できる。
The logic circuit LC is composed of logic gates and flip-flop circuits such as inverters, NAND circuits and NOR circuits, or a combination of a plurality of them. The level hold circuit LH can be constituted by a positive feedback circuit.

【0017】論理回路LCの動作は、スイッチSWH及
びSWLをオンにして行う。論理回路LCの入力INに
応じた出力OUTが確定した後、スイッチSWH及びS
WLをオフにして、論理回路LCを介したVHHからV
LLへの電流経路を遮断し、論理回路LCの出力をレベ
ルホールド回路LHにより保持する。
The operation of the logic circuit LC is performed by turning on the switches SWH and SWL. After the output OUT corresponding to the input IN of the logic circuit LC is determined, the switches SWH and S
WL is turned off, and VHH to V
The current path to LL is cut off, and the output of the logic circuit LC is held by the level hold circuit LH.

【0018】回路の遅延時間は、レベルホールド回路L
Hのゲート入力容量が小さいので、このレベルホールド
回路LHがほとんど影響せずに、実質的に論理回路LC
の遅延時間により定まる。一方、論理回路LCに駆動能
力の大きい回路を用いて遅延時間の短い高速な動作を行
うことができる。また、待機状態では論理回路LCを通
じて電流が流れないため、消費電流はレベルホールド回
路LHを通じて流れる電流だけである。レベルホールド
回路LHは、駆動能力が小さくて良いので、消費電流は
小さくできる。しかも、レベルホールド回路LHにより
論理回路LCの出力OUTが維持されるため、誤動作の
恐れがない。したがって、低消費電力で高速に安定動作
を行う回路を実現できる。
The delay time of the circuit is the level hold circuit L
Since the gate input capacitance of H is small, the level hold circuit LH has almost no effect and the logic circuit LC
Is determined by the delay time. On the other hand, a high-speed operation with a short delay time can be performed by using a circuit having a large driving capability for the logic circuit LC. Further, in the standby state, no current flows through the logic circuit LC, so that the consumed current is only the current flowing through the level hold circuit LH. Since the level hold circuit LH has a small driving capability, the current consumption can be reduced. Moreover, since the output OUT of the logic circuit LC is maintained by the level hold circuit LH, there is no possibility of malfunction. Therefore, a circuit that performs stable operation at high speed with low power consumption can be realized.

【0019】以下に、本発明の具体的な実施例を、より
詳細に説明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail.

【0020】本発明をCMOSインバータに適用した実
施例を、図2に示す。NMOSトランジスタMN1,P
MOSトランジスタMP1が、それぞれ図1でのスイッ
チSWL,SWHとして動作する。論理回路LCをオフ
にしたときのリーク電流を小さくするため、トランジス
タMN1,MP1のしきい値電圧は論理回路LCを構成
するMOSトランジスタのしきい値電圧より大きくす
る。また、オン抵抗が大きくならないように、トランジ
スタMN1,MP1のチャネル幅/チャネル長を論理回
路LCを構成するMOSトランジスタのチャネル幅/チ
ャネル長より大きな値に定める。NMOSトランジスタ
MN1のゲートには制御パルスCKが、PMOSトラン
ジスタMP1のゲートには制御パルスCKBが入力され
る。CKBは、CKの逆相の相補信号である。
FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter. NMOS transistors MN1 and P
The MOS transistor MP1 operates as the switches SWL and SWH in FIG. 1, respectively. In order to reduce the leakage current when the logic circuit LC is turned off, the threshold voltages of the transistors MN1 and MP1 are set higher than the threshold voltages of the MOS transistors forming the logic circuit LC. Further, the channel width / channel length of the transistors MN1 and MP1 is set to a value larger than the channel width / channel length of the MOS transistors forming the logic circuit LC so that the ON resistance does not increase. The control pulse CK is input to the gate of the NMOS transistor MN1, and the control pulse CKB is input to the gate of the PMOS transistor MP1. CKB is a complementary signal of the opposite phase of CK.

【0021】論理回路としてNMOSトランジスタMN
2とPMOSトランジスタMP2からなるCMOSイン
バータINVを、スイッチとしてのMN1,MP1に直
列に接続する。また、低電圧動作で駆動能力を大きくす
るため、CMOSインバータINVのトランジスタMN
2,MP2のしきい値電圧は小さくする。
An NMOS transistor MN as a logic circuit
2 and a CMOS inverter INV composed of a PMOS transistor MP2 are connected in series to MN1 and MP1 as switches. Further, in order to increase the driving capability at low voltage operation, the transistor MN of the CMOS inverter INV is used.
2. The threshold voltage of MP2 is reduced.

【0022】またインバータINVの出力端子OUTに
は、NMOSトランジスタMN3,MN4とPMOSト
ランジスタMP3,MP4からなるレベルホールド回路
LHが接続される。出力OUTを保持している間の貫通
電流を小さくするため、レベルホールド回路LHのトラ
ンジスタMN3,MN4,MP3,MP4のしきい値電
圧をインバータINVを構成するMOSトランジスタよ
り大きくし、またチャネル幅/チャネル長を小さくし消
費電力を低減する。電源電圧としきい値電圧の数値例を
挙げる。VLLを接地電位0Vとし、VHHを外部電源
電圧1Vとする。NMOSトランジスタのしきい値電圧
は、MN2は0.2V,MN1とMN3及びMN4は
0.4Vとする。PMOSトランジスタのしきい値電圧
は、MP2は−0.2V,MP1とMP3及びMP4は
−0.4Vとする。
The output terminal OUT of the inverter INV is connected to a level hold circuit LH composed of NMOS transistors MN3 and MN4 and PMOS transistors MP3 and MP4. In order to reduce the through current while holding the output OUT, the threshold voltages of the transistors MN3, MN4, MP3 and MP4 of the level hold circuit LH are made larger than those of the MOS transistors forming the inverter INV, and the channel width / Reduce channel length and power consumption. Numerical examples of the power supply voltage and the threshold voltage will be described. VLL is set to the ground potential 0V, and VHH is set to the external power supply voltage 1V. The threshold voltage of the NMOS transistor is 0.2 V for MN2, and 0.4 V for MN1, MN3 and MN4. The threshold voltage of the PMOS transistor is -0.2 V for MP2, and -0.4 V for MP1, MP3 and MP4.

【0023】図3に示すタイミング図を用いて、図2の
半導体回路の動作を説明する。まず、入力信号INのレ
ベル変化に先行して制御パルスCKをVHHに上げ、C
KBをVLLに下げて、スイッチ・トランジスタMN
1,MP1をオンにして、インバータINVを電源VH
Hと,接地電位VLLとに接続する。入力信号INがV
LLからVHHに上がることにより、インバータINV
のMP2がオフにMN2がオンになり、出力OUTがV
HHからVLLに放電される。この時、トランジスタM
N2は飽和領域で導通を始め、MN2を流れる電流値は
ゲート(入力端子IN)−ソース(ノードNL)間の電
圧で定まる。スイッチ・トランジスタMN1がノードN
LとVLLとの間に設けられているので、MN1のオン
抵抗とMN2から流れる電流によりノードNLの電位が
一時的に上昇する。しかし、MN1のゲートはVHHと
なっているので、しきい値電圧が大きくても、オン抵抗
が十分小さくなるように設計することができ、遅延時間
に対する影響を小さくできる。
The operation of the semiconductor circuit shown in FIG. 2 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. First, prior to the level change of the input signal IN, the control pulse CK is raised to VHH,
KB is reduced to VLL, and switch transistor MN
1, MP1 is turned on, and the inverter INV is connected to the power supply VH
H and the ground potential VLL. When the input signal IN is V
By rising from LL to VHH, the inverter INV
Is turned off, MN2 is turned on, and the output OUT becomes V
Discharged from HH to VLL. At this time, the transistor M
N2 starts conducting in the saturation region, and the value of the current flowing through MN2 is determined by the voltage between the gate (input terminal IN) and the source (node NL). Switch transistor MN1 is connected to node N
Since it is provided between L and VLL, the potential at the node NL temporarily rises due to the ON resistance of MN1 and the current flowing from MN2. However, since the gate of MN1 is at VHH, the on-resistance can be designed to be sufficiently small even if the threshold voltage is large, and the effect on the delay time can be reduced.

【0024】また、このように出力OUTがVHHから
VLLに反転するとき、レベルホールド回路LHは出力
OUTをVHHに保つように、MN4がオフにMP4が
オンになっている。そのため、MN2がオンになること
によりVHHからMP4,MN2を通じてVLLに貫通
電流が流れるが、MN2に比べてMP4の駆動能力を小
さく設計することにより、遅延時間や消費電流に対する
影響を小さくすることができる。
When the output OUT is inverted from VHH to VLL, the level hold circuit LH turns off MN4 and turns on MP4 so as to keep the output OUT at VHH. Therefore, when MN2 is turned on, a through current flows from VHH to VLL through MP4 and MN2. However, the influence on delay time and current consumption can be reduced by designing the driving capability of MP4 smaller than that of MN2. it can.

【0025】このようにレベルホールド回路LHの駆動
能力よりインバータの駆動能力が大きいので、入力IN
の上昇に応答して出力OUTが低下することにより、レ
ベルホールド回路LHのMN3がオフにMP3がオンに
なり、レベルホールド回路内のノードNLHがVLLか
らVHHに反転し、MN4がオンにMP4がオフになっ
て、レベルホールド回路LHは出力OUTをVLLに保
つように動作し、貫通電流は流れなくなる。
Since the driving capability of the inverter is larger than that of the level hold circuit LH, the input IN
In response to the rise of the output OUT, the output OUT decreases, the MN3 of the level hold circuit LH turns off, the MP3 turns on, the node NLH in the level hold circuit inverts from VLL to VHH, the MN4 turns on, and the MP4 When turned off, the level hold circuit LH operates to keep the output OUT at VLL, and no through current flows.

【0026】また、インバータINVのMP2はゲー
ト,ソースが共にVHHなのでオフであるが、しきい値
電圧が小さいため、この状態のままでは、リーク電流が
大きく貫通電流がインバータINVを通じて流れる。そ
して、制御パルスCKをVLLに下げ、CKBをVHH
に上げて、スイッチ・トランジスタMN1,MP1をオ
フにして、インバータINVを電源VHHと接地電位V
LLから分離する。この時に、MN1,MP1はゲー
ト,ソースが等電位で、しきい値電圧が大きいため完全
にオフになる。しかし、レベルホールド回路LHの正帰
還動作により、出力OUTはVHHに保たれることがで
きる。このとき、NMOSトランジスタMN2がオンな
ので、ノードNLはレベルホールド回路LHによりVL
Lに保たれる。一方、ノードNHから出力端子OUTへ
のPMOSトランジスタMP2のリーク電流のため、ノ
ードNHの電圧はレベルホールド回路LHの低レベル出
力の影響により低下し始める。従って、MP2はゲート
電位よりもソース電位が下がり完全にオフとなる。その
結果、待機状態でインバータINVの貫通電流は流れな
い。そして、入力信号INが変化する前に、再び制御パ
ルスCKをVHHに上げ、CKBをVLLに下げて、ス
イッチ・トランジスタMN1,MP1をオンにして、ノ
ードNHをVHHにする。入力INがVHHからVLL
に反転することにより、先の動作とは逆に出力OUTが
VLLからVHHに反転する。
The MP2 of the inverter INV is off because both the gate and the source are VHH. However, since the threshold voltage is small, a leak current is large and a through current flows through the inverter INV in this state. Then, the control pulse CK is lowered to VLL, and CKB is changed to VHH.
, The switch transistors MN1 and MP1 are turned off, and the inverter INV is connected to the power supply VHH and the ground potential V
Separate from LL. At this time, the gates and sources of MN1 and MP1 are equipotential, and the threshold voltage is large, so that MN1 and MP1 are completely turned off. However, the output OUT can be kept at VHH by the positive feedback operation of the level hold circuit LH. At this time, since the NMOS transistor MN2 is on, the node NL is connected to the VL by the level hold circuit LH.
L is maintained. On the other hand, due to the leakage current of the PMOS transistor MP2 from the node NH to the output terminal OUT, the voltage of the node NH starts to decrease under the influence of the low-level output of the level hold circuit LH. Therefore, the source potential of MP2 falls below the gate potential and is completely turned off. As a result, the through current of the inverter INV does not flow in the standby state. Then, before the input signal IN changes, the control pulse CK is again raised to VHH, CKB is lowered to VLL, the switch transistors MN1 and MP1 are turned on, and the node NH is set to VHH. Input IN changes from VHH to VLL
, The output OUT is inverted from VLL to VHH, contrary to the previous operation.

【0027】尚、インバータINVとレベルホールド回
路LHを通じて貫通電流が流れる期間が短くなるよう
に、レベルホールド回路LHが出力OUTにすばやく追
従するのが望ましい。そのため、インバータINVとレ
ベルホールド回路LHは近接して配置し、配線遅延を小
さくする。
It is desirable that the level hold circuit LH quickly follows the output OUT so that the period during which a through current flows through the inverter INV and the level hold circuit LH is shortened. Therefore, the inverter INV and the level hold circuit LH are arranged close to each other to reduce wiring delay.

【0028】図2と図3で説明した本実施例から明らか
なように、スイッチとして用いるMOSトランジスタM
N1,MP1のしきい値電圧を、従来サブスレッショル
ド電流を小さくするために必要とされている0.4V程
度以上にすれば、待機状態の貫通電流を増加させずに、
論理回路中のMOSトランジスタMN2,MP2のしき
い値電圧を小さくすることができる。動作電圧を1V以
下に低電圧化しても、MOSトランジスタMN2,MP
2のしきい値電圧を0.25V以下にして駆動能力を確
保できる。したがって、低電圧化による低消費電力かが
実現できる。また、従来のスケーリング則に基づき、素
子のスケーリングによる性能向上が実現できる。しか
も、スイッチとレベルホールド回路を負荷すること以外
は、従来のCMOS論理回路と同じ構成であるので、従
来と同じ設計手法を用いることができる。
As is clear from the embodiment described with reference to FIGS. 2 and 3, the MOS transistor M used as a switch
If the threshold voltages of N1 and MP1 are set to about 0.4 V or more which is conventionally required to reduce the sub-threshold current, the through current in the standby state is not increased, and
The threshold voltages of the MOS transistors MN2 and MP2 in the logic circuit can be reduced. Even if the operating voltage is lowered to 1 V or less, the MOS transistors MN2, MP
The driving capability can be ensured by setting the threshold voltage of No. 2 to 0.25 V or less. Therefore, it is possible to realize low power consumption due to the low voltage. In addition, the performance can be improved by scaling the elements based on the conventional scaling rule. Moreover, since the configuration is the same as that of the conventional CMOS logic circuit except that a switch and a level hold circuit are loaded, the same design method as that of the conventional CMOS logic circuit can be used.

【0029】図4は、本発明をCMOSインバータチェ
ーンに適用した他の実施例を示している。図2に示した
1段のインバータにスイッチ2個とレベルホールド回路
も設けた構成を多段接続すればインバータチェーンが実
現できるが、本実施例はスイッチとレベルホールド回路
とを複数のインバータで共有して、素子数及び面積を小
さくした例である。ここでは4段のインバータチェーン
の場合を例にとるが、他の段数の場合も同様に構成され
る。4個のインバータINV1,INV2,INV3,
INV4が直列接続される。最終段のインバータINV
4の出力端子OUTにレベルホールド回路LHが接続さ
れる。各インバータは、図2中のINVと同様なしきい
値およびチャネル幅/チャネル長のPMOSトランジス
タ1個とNMOSトランジスタ1個とで構成される。こ
れとは異なり、各インバータのトランジスタサイズ(チ
ャネル幅/チャネル長)は、同じであっても異なってい
ても良い。ドライバとしてよく用いられるように、チャ
ネル長を同じにして、一定の段間でチャネル幅をINV
1,INV2,INV3,INV4の順に大きくしてい
くこともできる。各インバータのPMOSトランジスタ
のソースはノードNHに、各インバータのNMOSトラ
ンジスタのソースはノードNLに接続される。ノードN
Lと低レベルの電源VLLとの間にスイッチSWLが、
ノードNHと高レベルの電源VHHとの間にスイッチS
WHが設けられる。スイッチSWLとSWHは制御パル
スCKにより制御され、同時にオン,オフする。図2に
示したように、スイッチSWLはNMOSトランジスタ
で、SWHはCKの相補信号をゲートに入力したPMO
Sトランジスタで実現される。
FIG. 4 shows another embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter chain. An inverter chain can be realized by connecting the configuration in which two switches and a level hold circuit are provided to the one-stage inverter shown in FIG. 2 in multiple stages. However, in this embodiment, the switch and the level hold circuit are shared by a plurality of inverters. This is an example in which the number of elements and the area are reduced. Here, the case of a four-stage inverter chain is taken as an example, but the same applies to the case of other stages. Four inverters INV1, INV2, INV3,
INV4 is connected in series. Last stage inverter INV
4 is connected to the level hold circuit LH. Each inverter is composed of one PMOS transistor and one NMOS transistor having the same threshold value and channel width / channel length as INV in FIG. On the other hand, the transistor size (channel width / channel length) of each inverter may be the same or different. As is often used as a driver, the channel width is set to INV between certain stages with the same channel length.
1, INV2, INV3, and INV4 can be increased in this order. The source of the PMOS transistor of each inverter is connected to the node NH, and the source of the NMOS transistor of each inverter is connected to the node NL. Node N
The switch SWL is provided between the power supply LLL and the low-level power supply VLL.
Switch S between node NH and high level power supply VHH
WH is provided. The switches SWL and SWH are controlled by a control pulse CK, and are turned on and off at the same time. As shown in FIG. 2, the switch SWL is an NMOS transistor, and SWH is a PMO having a gate to which a complementary signal of CK is input.
It is realized by an S transistor.

【0030】インバータチェーンの動作は、スイッチS
WL,SWHをオンにして行う。例えば、入力INが低
レベルVLLから高レベルVHHに反転すると、インバ
ータINV1によりノードN1がVHHからVLLに反
転し、INV2によりノードN2がVLLからVHHに
反転し、INV3によりノードN3がVHHからVLL
に反転し、INV4により出力端子OUTがVLLから
VHHに反転する。OUTがVHHに確定すると、レベ
ルホールド回路LHはOUTをVHHに保つように動作
する。待機状態では、スイッチSWL,SWHをオフに
することにより、インバータを介したVHHからVLL
への電流経路を遮断する。
The operation of the inverter chain is based on the switch S
This is performed by turning on WL and SWH. For example, when the input IN is inverted from low level VLL to high level VHH, the node N1 is inverted from VHH to VLL by the inverter INV1, the node N2 is inverted from VLL to VHH by INV2, and the node N3 is inverted from VHH to VLL by INV3.
And the output terminal OUT is inverted from VLL to VHH by INV4. When OUT is determined to be VHH, the level hold circuit LH operates to maintain OUT at VHH. In the standby state, the switches SWL and SWH are turned off to change VHH to VLL through the inverter.
Block the current path to

【0031】インバータチェーンに本発明を適用する場
合、本実施例の様にインバータチェーンをまとめて一つ
の論理回路として取扱うことにより、その出力端子にの
みレベルホールド回路を設ければ良い。また、スイッチ
SWL,SWHを複数のインバータで共有できる。スイ
ッチSWL、SWHの大きさは、流れるピーク電流の大
きさで決定される。複数個のインバータを流れる電流和
のピークは、各インバータのピーク電流での和よりも小
さくなる。例えば、段間比を3としてインバータチェー
ンを構成する場合、電流和のピークは最終段のピーク電
流にほぼ同じになる。したがって、複数のインバータで
スイッチを共有する方が、インバータごとにスイッチを
設ける場合に比べて、スイッチの面積が小さくて済む。
When the present invention is applied to an inverter chain, a level hold circuit may be provided only at its output terminal by treating the inverter chain as one logic circuit as in this embodiment. Further, the switches SWL and SWH can be shared by a plurality of inverters. The size of the switches SWL and SWH is determined by the size of the peak current flowing. The peak of the sum of the currents flowing through the plurality of inverters is smaller than the sum of the peak currents of the inverters. For example, when an inverter chain is configured with an interstage ratio of 3, the peak of the current sum is substantially equal to the peak current of the final stage. Therefore, when a switch is shared by a plurality of inverters, the area of the switch is smaller than when a switch is provided for each inverter.

【0032】図5は、本発明をインバータチェーンに適
用した別の実施例を示している。図4と同様に4段のイ
ンバータチェーンの場合を例にとるが、他の段数の場合
も同様に構成される。4個のインバータINV1,IN
V2,INV3,INV4が直列接続される。インバー
タINV3の出力端子でINV4の入力端子であるノー
ドN3とINV4の出力端子OUTに、それぞれレベル
ホールド回路LH3,LH4が接続される。各インバー
タは、図2中のINVと同様にPMOSトランジスタと
NMOSトランジスタ1個ずつで構成される。奇数番目
のインバータINV1,INV3はノードNL1及びN
H1に、偶数番目のインバータINV2,INV4はノ
ードNL2及びNH2に接続される。ノードNL1,N
L2と低レベルの電源VLLとの間にそれぞれスイッチ
SWL1,SWL2が、ノードNH1,NH2と高レベ
ルの電源VHHとの間にそれぞれスイッチSWH1,S
WH2が設けられる。スイッチSWL1,SWL2とS
WH1,SWH2は制御パルスCKにより制御され、同
時にオン,オフする。
FIG. 5 shows another embodiment in which the present invention is applied to an inverter chain. Although the case of a four-stage inverter chain is taken as an example similarly to FIG. 4, the case of other stages is similarly configured. Four inverters INV1, INV
V2, INV3, and INV4 are connected in series. Level hold circuits LH3 and LH4 are connected to a node N3 which is an output terminal of the inverter INV3 and an input terminal of the INV4 and an output terminal OUT of the INV4, respectively. Each inverter is composed of one PMOS transistor and one NMOS transistor, similarly to INV in FIG. Odd-numbered inverters INV1 and INV3 are connected to nodes NL1 and N
At H1, even-numbered inverters INV2 and INV4 are connected to nodes NL2 and NH2. Nodes NL1, N
Switches SWL1 and SWL2 are connected between L2 and the low-level power supply VLL, respectively, and switches SWH1 and SWL are connected between the nodes NH1 and NH2 and the high-level power supply VHH, respectively.
WH2 is provided. Switches SWL1, SWL2 and S
WH1 and SWH2 are controlled by a control pulse CK, and are turned on and off at the same time.

【0033】インバータの動作は、スイッチSWL1,
SWL2,SWH1,SWH2をオンにして行う。例え
ば、入力INが低レベルVLLから高レベルVHHに反
転すると、ノードN1がVHHからVLLに、ノードN
2がVLLからVHHに、ノードN3がVHHからVL
Lに、INV4により出力端子OUTがVLLからVH
Hに順次反転する。N3がVLLに確定すると、レベル
ホールド回路LH1はN3をVLLに保つように動作す
る。また、OUTがVHHに確定すると、レベルホール
ド回路LHはOUTをVHHに保つように動作する。待
機状態では、スイッチSWL1,SWL2,SWH1,
SWH2をオフにすることにより、インバータを介した
VHHからVLLへの電流経路を遮断する。このとき、
ノードN3がレベルホールド回路LH3により低レベル
VLLに保たれるため、ノードNL1もインバータIN
V3を通じてVLLに保たれる。さらに、インバータI
NV1を通じてノードN1がVLLに保たれる。同様
に、出力端子OUTがレベルホールド回路LH4により
高レベルVHHに保たれることにより、ノードNH2及
びN2もVHHに保たれる。したがって、インバータ間
を接続するノードN1,N2,N3がVHHとVLLの
いずれかに保たれる。
The operation of the inverter is determined by the switches SWL1,
SWL2, SWH1 and SWH2 are turned on. For example, when the input IN is inverted from the low level VLL to the high level VHH, the node N1 changes from VHH to VLL,
2 from VLL to VHH, and node N3 from VHH to VL
L, the output terminal OUT changes from VLL to VH by INV4.
H is sequentially inverted. When N3 is determined to be VLL, the level hold circuit LH1 operates to keep N3 at VLL. When OUT is determined to be VHH, the level hold circuit LH operates to maintain OUT at VHH. In the standby state, the switches SWL1, SWL2, SWH1,
By turning off SWH2, the current path from VHH to VLL via the inverter is cut off. At this time,
Since the node N3 is kept at the low level VLL by the level hold circuit LH3, the node NL1 is also connected to the inverter IN
It is kept at VLL through V3. Further, the inverter I
Node N1 is maintained at VLL through NV1. Similarly, when the output terminal OUT is kept at the high level VHH by the level hold circuit LH4, the nodes NH2 and N2 are also kept at VHH. Therefore, nodes N1, N2, N3 connecting the inverters are maintained at either VHH or VLL.

【0034】以上のように、スイッチを2組設け、奇数
番目のインバータと偶数番目のインバータとを違うスイ
ッチに接続し、奇数番目のインバータのいずれかの出力
端子と偶数番目のインバータのいずれかの出力端子と
に、それぞれレベルホールド回路を接続することによ
り、インバータ間のノードN1,N2,N3が全て高レ
ベルと低レベルのいずれかに保たれる。待機状態が長く
続いてもインバータの入力が中間レベルとならないため
安定に動作し、スイッチをオンにしたときに情報が反転
したり貫通電流が流れたりする恐れがない。
As described above, two sets of switches are provided, the odd-numbered inverter and the even-numbered inverter are connected to different switches, and one of the output terminals of the odd-numbered inverter and one of the even-numbered inverters are connected. By connecting a level hold circuit to the output terminal, the nodes N1, N2, and N3 between the inverters are all maintained at either the high level or the low level. Even if the standby state continues for a long time, the input of the inverter does not reach the intermediate level, so that the inverter operates stably, and there is no possibility that the information is inverted or a through current flows when the switch is turned on.

【0035】以上本発明を、CMOSインバータやイン
バータチェーンに適用した実施例を示しながら説明して
きたが、論理回路にスイッチとレベルホールド回路とを
付加して低消費電力で高速に安定動作を行うという本発
明の趣旨を逸脱しないかぎり、これまでに述べた実施例
に限定されるものではない。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter or an inverter chain, a switch and a level hold circuit are added to a logic circuit to perform high-speed stable operation with low power consumption. Without departing from the spirit of the invention, the invention is not limited to the embodiments described above.

【0036】例えば、本発明をCMOSインバータに適
用した別の実施例を図6に示す。図2に示した実施例で
は、スイッチとして動作するトランジスタMN1,MP
2をCMOSインバータINVと電源VLL,VHHと
の間に設けている。それに対して、本実施例ではNMO
SトランジスタとPMOSトランジスタとの間に設け
る。
For example, FIG. 6 shows another embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter. In the embodiment shown in FIG. 2, the transistors MN1 and MP
2 is provided between the CMOS inverter INV and the power supplies VLL and VHH. In contrast, in this embodiment, the NMO
It is provided between the S transistor and the PMOS transistor.

【0037】2個のNMOSトランジスタMN2,MN
1と2個のPMOSトランジスタMP1,MP2が直列
に、低レベルの電源VLLと高レベルの電源VHHの間
に接続される。NMOSトランジスタMN1,PMOS
トランジスタMP1は、スイッチとして動作する。オフ
にしたときのリーク電流を小さくするため、トランジス
タMN1,MP1のしきい値電圧は大きくする。NMO
SトランジスタMN1のゲートには制御パルスCKが、
PMOSトランジスタMP1のゲートにはCKの相補信
号の制御パルスCKBが入力される。NMOSトランジ
スタMN2とPMOSトランジスタMP2は、ゲートが
入力端子INに接続され、CMOSインバータとして動
作する。低電圧動作で駆動能力を大きくするため、トラ
ンジスタMN1,MP1のしきい値電圧は小さくする。
出力端子OUTには、図2と同様に構成されたレベルホ
ールド回路LHが接続される。
Two NMOS transistors MN2, MN
One and two PMOS transistors MP1 and MP2 are connected in series between a low-level power supply VLL and a high-level power supply VHH. NMOS transistors MN1 and PMOS
The transistor MP1 operates as a switch. In order to reduce the leakage current when turned off, the threshold voltages of the transistors MN1 and MP1 are increased. NMO
A control pulse CK is applied to the gate of the S transistor MN1.
A control pulse CKB of a complementary signal of CK is input to the gate of the PMOS transistor MP1. The gates of the NMOS transistor MN2 and the PMOS transistor MP2 are connected to the input terminal IN, and operate as a CMOS inverter. The threshold voltage of the transistors MN1 and MP1 is reduced in order to increase the driving capability in the low-voltage operation.
The output terminal OUT is connected to a level hold circuit LH configured in the same manner as in FIG.

【0038】図2に示した実施例と同様に、動作を行
う。制御パルスCK,CKBにより、トランジスタMN
1,MP1をオンにして、トランジスタMN2,MP2
をCMOSインバータとして動作させる。例えば、入力
INが低レベルVLLから高レベルVHHに反転する
と、それまでオフであったトランジスタMN2が導通し
始め飽和領域で動作する。このときMN2の電流値はゲ
ート−ソース間の電圧で定まる。本実施例では、トラン
ジスタMN1がMN2と出力端子OUTとの間に設けら
れているので、スイッチ・トランジスタMN1のオン抵
抗は論理トランジスタMN2のドレインに接続される。
そのため、MN1のオン抵抗の、MN2の電流値に対す
る影響は小さい。出力OUTが確定後、トランジスタM
N1,MP1をオフにして、貫通電流を防止し、レベル
ホールド回路LHにより出力OUTを維持する。
The operation is performed in the same manner as in the embodiment shown in FIG. The control pulse CK, CKB causes the transistor MN
1, MP1 is turned on, and transistors MN2, MP2
Are operated as CMOS inverters. For example, when the input IN is inverted from the low level VLL to the high level VHH, the transistor MN2 which has been turned off starts to conduct and operates in the saturation region. At this time, the current value of MN2 is determined by the voltage between the gate and the source. In this embodiment, since the transistor MN1 is provided between MN2 and the output terminal OUT, the on-resistance of the switch transistor MN1 is connected to the drain of the logic transistor MN2.
Therefore, the influence of the ON resistance of MN1 on the current value of MN2 is small. After the output OUT is determined, the transistor M
N1 and MP1 are turned off to prevent a through current, and the output OUT is maintained by the level hold circuit LH.

【0039】本実施例のようにスイッチを論理回路の出
力端子側に挿入すると、スイッチを複数の論理ゲートで
共有することは出来ないが、スイッチのオン抵抗の影響
が小さい。スイッチとして用いるトランジスタが同じ場
合、図2に示した実施例の様にスイッチを論理回路の電
源側に設ける場合に比べて、遅延時間が短くなる。ある
いは、遅延時間が同じになるように設計すると、スイッ
チとして用いるトランジスタのチャネル幅/チャネル長
が小さくて済み、その面積を小さくできる。
When a switch is inserted on the output terminal side of a logic circuit as in this embodiment, the switch cannot be shared by a plurality of logic gates, but the influence of the on-resistance of the switch is small. When the same transistor is used as the switch, the delay time is shorter than when the switch is provided on the power supply side of the logic circuit as in the embodiment shown in FIG. Alternatively, if the delay time is designed to be the same, the channel width / channel length of the transistor used as a switch can be reduced, and the area can be reduced.

【0040】図7は、レベルホールド回路LHの別な構
成例である。このレベルホールド回路LHを、図2に示
した実施例でNMOSトランジスタMN3,MN4とP
MOSトランジスタMP3,MP4で構成されているレ
ベルホールド回路LHと置き換えて、用いた場合につい
て説明する。
FIG. 7 shows another example of the configuration of the level hold circuit LH. This level hold circuit LH is connected to the NMOS transistors MN3, MN4 and P in the embodiment shown in FIG.
A case will be described in which the level hold circuit LH including the MOS transistors MP3 and MP4 is used instead of the level hold circuit LH.

【0041】図7のこのレベルホールド回路LHは、そ
れぞれ3個のNMOSトランジスタMN3,MN4,M
N5とPMOSトランジスタMP3,MP4,MP5で
構成される。待機状態でのリーク電流を低減するため、
各トランジスタのしきい値電圧は大きくする。例えば、
NMOSトランジスタは0.4V,PMOSトランジス
タは−0.4Vとする。MN3,MP3はインバータを
構成しており、MN4,MN5,MP4,MP5はスイ
ッチングインバータを構成している。MN5のゲートに
は制御パルスCKBが、MP5のゲートには制御パルス
CKが入力される。
The level hold circuit LH shown in FIG. 7 includes three NMOS transistors MN3, MN4, M
It comprises N5 and PMOS transistors MP3, MP4, MP5. In order to reduce the leakage current in the standby state,
The threshold voltage of each transistor is increased. For example,
The NMOS transistor is set to 0.4V, and the PMOS transistor is set to -0.4V. MN3 and MP3 constitute an inverter, and MN4, MN5, MP4 and MP5 constitute a switching inverter. The control pulse CKB is input to the gate of MN5, and the control pulse CK is input to the gate of MP5.

【0042】動作タイミングは、図2に示したレベルホ
ールド回路LHを用いた場合と同じで、図3に示したと
おりである。制御パルスCKを高レベルVHHに上げ、
CKBを低レベルVLLに下げてインバータINVを動
作させる。この時、レベルホールド回路LHで、トラン
ジスタMN5,MP5がオフとなる。そのため、出力O
UTが反転するときに、インバータINVとレベルホー
ルド回路LHを通じて貫通電流が流れることがなく、遅
延時間と消費電流が小さくて済む。待機状態では、制御
パルスCKを低レベルVLLに下げ、CKBを高レベル
VHHに上げてインバータINVを電源VLL,VHH
から切り離す。この時、レベルホールド回路で、トラン
ジスタMN5,MP5がオンとなり、正帰還により出力
OUTが保持される。
The operation timing is the same as that in the case where the level hold circuit LH shown in FIG. 2 is used, and is as shown in FIG. Raise the control pulse CK to a high level VHH,
CKB is lowered to the low level VLL to operate the inverter INV. At this time, in the level hold circuit LH, the transistors MN5 and MP5 are turned off. Therefore, output O
When the UT is inverted, no through current flows through the inverter INV and the level hold circuit LH, so that the delay time and the current consumption can be reduced. In the standby state, the control pulse CK is lowered to the low level VLL, the CKB is raised to the high level VHH, and the inverter INV is switched to the power supplies VLL and VHH.
Disconnect from At this time, in the level hold circuit, the transistors MN5 and MP5 are turned on, and the output OUT is held by positive feedback.

【0043】このように、レベルホールド回路をインバ
ータとスイッチングインバータの組合せで構成すること
により、トランジスタが2個増えるが、論理回路とレベ
ルホールド回路が競合することが無くなり、遅延時間と
消費電流が小さくて済む。また、レベルホールド回路の
駆動能力を大きくしてもよく、出力端子でのリークが大
きい場合でも出力が変動する恐れがなく安定動作ができ
る。
As described above, when the level hold circuit is constituted by the combination of the inverter and the switching inverter, the number of transistors increases by two. However, there is no competition between the logic circuit and the level hold circuit, and the delay time and current consumption are reduced. I can do it. Further, the driving capability of the level hold circuit may be increased, and even if the leakage at the output terminal is large, there is no possibility that the output fluctuates and stable operation can be performed.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上に述べた実施例で明らかなように、
入力が変化しない待機状態で電源間に貫通電流が流れる
可能性の有る論理回路に対して、貫通電流の経路にスイ
ッチを設け、待機状態では上記スイッチをオフにして論
理回路を通じて流れる電流経路を遮断し、論理回路の出
力端子にレベルホールド回路を設け、少なくともスイッ
チがオフの期間に上記レベルホールド回路により論理回
路の出力を保持することにより、低消費電力で高速に安
定動作を行う半導体回路を実現できる。
As is clear from the embodiments described above,
A switch is provided in the path of the through current for a logic circuit in which a through current may flow between the power supplies in the standby state in which the input does not change. In the standby state, the switch is turned off to interrupt the current path flowing through the logic circuit. By providing a level hold circuit at the output terminal of the logic circuit and holding the output of the logic circuit with the level hold circuit at least during the period when the switch is off, a semiconductor circuit that performs stable operation at high speed with low power consumption is realized. it can.

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

【図1】本発明の概念的実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a conceptual embodiment of the present invention.

【図2】CMOSインバータに本発明を適用した実施例
の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter.

【図3】CMOSインバータに本発明を適用した実施例
の動作タイミング図である。
FIG. 3 is an operation timing chart of an embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter.

【図4】インバータチェーンに本発明を適用した実施例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an inverter chain.

【図5】インバータチェーンに本発明を適用した別の実
施例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment in which the present invention is applied to an inverter chain.

【図6】CMOSインバータに本発明を適用した別の実
施例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment in which the present invention is applied to a CMOS inverter.

【図7】本発明に茂一いるレベルホールド回路の別の構
成例の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of another configuration example of the level hold circuit according to the present invention.

【図8】従来のCMOSインバータを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional CMOS inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LC…論理回路、SWL,SWH,SWL1,SWL
2,SWH1,SWH2…スイッチ、LH,LH3,L
H4…レベルホールド回路、VHH…高レベルの電源、
VLL…低レベルの電源、CK…制御パルス、CKB…
CKの相補信号である制御パルス、IN…入力、OUT
…出力、INV,INV1,INV2,INV3,IN
V4…インバータ、MN,MN1,MN2,MN3,M
N4,MN5…NMOSトランジスタ、MP,MP1,
MP2,MP3,MP4,MP5…PMOSトランジス
タ。
LC: logic circuit, SWL, SWH, SWL1, SWL
2, SWH1, SWH2 ... switch, LH, LH3, L
H4: Level hold circuit, VHH: High-level power supply,
VLL: low-level power supply, CK: control pulse, CKB:
Control pulse which is a complementary signal of CK, IN input, OUT
... Output, INV, INV1, INV2, INV3, IN
V4: Inverter, MN, MN1, MN2, MN3, M
N4, MN5 ... NMOS transistors, MP, MP1,
MP2, MP3, MP4, MP5... PMOS transistors.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力が変化する動作状態でその変化に応じ
て第1レベルの電位または第2レベルの電位をその出力
端子に出力し、入力が変化しない待機状態で貫通電流が
流れうる論理回路と、 該貫通電流の経路に設けられたスイッチと、 上記待機状態では上記スイッチをオフにして上記経路を
遮断せしめることを特徴とする半導体回路。
A logic circuit capable of outputting a first-level potential or a second-level potential to its output terminal in response to a change in an operating state in which an input changes, and allowing a through current to flow in a standby state in which the input does not change. A switch provided in a path of the through current; and a switch in the standby state, wherein the switch is turned off to cut off the path.
【請求項2】上記論理回路は上記出力端子を中心に2回
路に分離されてなり、 第1の回路は第1の動作電位点側にあり、 第2の回路は上記第1の動作電位点より低い電位である
第2の動作電位点側にあり、 上記スイッチとして、上記出力端子と上記第1の回路間
に第1のスイッチ及び、上記出力端子と上記第2の回路
間に第2のスイッチを有することを特徴とする請求項1
記載の半導体回路。
2. The logic circuit according to claim 1, wherein said logic circuit is divided into two circuits centering on said output terminal, wherein a first circuit is located on a first operating potential point side, and a second circuit is located on said first operating potential point. A second operating potential point which is a lower potential, wherein the switch is a first switch between the output terminal and the first circuit, and a second switch between the output terminal and the second circuit. 2. A switch according to claim 1, further comprising a switch.
The semiconductor circuit according to the above.
JP2000147447A 2000-01-01 2000-05-15 Semiconductor circuit Pending JP2001016093A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004248143A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit
JP2012039520A (en) * 2010-08-10 2012-02-23 Powerchip Technology Corp Semiconductor device circuit

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