JP2001053599A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2001053599A
JP2001053599A JP11228553A JP22855399A JP2001053599A JP 2001053599 A JP2001053599 A JP 2001053599A JP 11228553 A JP11228553 A JP 11228553A JP 22855399 A JP22855399 A JP 22855399A JP 2001053599 A JP2001053599 A JP 2001053599A
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logic circuit
channel mos
power supply
circuit
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Hiroaki Ogoshi
博昭 小越
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a leakage current control circuit capable of controlling a leakage current amount corresponding to an operation frequency. SOLUTION: This circuit is provided with first and second switch elements for limiting a leak current composed by being inserted in parallel with a power source path between a power source and a logic circuit 101. The first switch element PMA is on/off controlled by control signals and the second switch element PMB is on/off controlled by input signals inputted to the logic circuit. Switching control is performed so as to turn off the first switch element PMA and limit the leak current at the time of a standby operation or at low-speed operation mode and to turn OFF the first switch element PMA at the high-speed operation mode.

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、半導体集積回路に
関し、特に、スタンダードセル方式の半導体集積回路に
用いて好適なリーク電流制御回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a leak current control circuit suitable for use in a standard cell type semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS半導体集積回路等の論理回路に
おいては、例えばCMOSインバータ(高位側電源VD
Dと低位側電源VSS間に接続され、ゲートが共通接続
されて入力信号が入力され、ドレインが共通接続されて
出力端子に接続されてなるPチャネルMOSトランジス
タとNチャネルMOSトランジスタよりなる)のよう
に、高位側電源VDDと低位側電源VSS間に接続され
たPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSト
ランジスタのいずれか一方はオフ状態であるため、高位
側電源VDDと低位側電源VSS間にはDC電流パスは
存在せず、スイッチング動作時に、PチャネルMOSト
ランジスタとNチャネルMOSトランジスタがともに過
渡的にオンとなることにより高位側電源VDDと低位側
電源VSS間に流れるスパイク状の電流(「貫通電流」
という)を除いて、原理的には、高位側電源VDDと低
位側電源VSS間には静止電流(quiescent current)
は流れない。
2. Description of the Related Art In a logic circuit such as a CMOS semiconductor integrated circuit, for example, a CMOS inverter (higher power supply VD) is used.
(P-channel MOS transistor and N-channel MOS transistor connected between D and the lower power supply VSS, the gates are connected in common, an input signal is input, the drains are connected in common and connected to the output terminal). In addition, since one of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor connected between the higher power supply VDD and the lower power supply VSS is in the off state, a DC current flows between the higher power supply VDD and the lower power supply VSS. There is no path, and a spike-like current (“through current”) flowing between the higher power supply VDD and the lower power supply VSS when both the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are transiently turned on during the switching operation.
), In principle, a quiescent current flows between the higher power supply VDD and the lower power supply VSS.
Does not flow.

【0003】しかしながら、MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン拡散領域とウェル及び基板間に存在する寄
生ダイオードの逆バイアスリーク電流により、静止状態
(オフ状態)でも、リーク電流による消費電力が生じ、
これを静止消費電力(staticdissipation)という。さ
らに、この拡散領域と基板間の寄生ダイオードの逆バイ
アスリーク電流に加えて、サブスレショルド領域でのサ
ブスレショルドコンダクション(subthreshold conduc
tion)によりMOSトランジスタのソース・ドレイン間
にオフ電流が流れる。
However, due to the reverse bias leakage current of the parasitic diode existing between the source / drain diffusion region of the MOS transistor and the well and the substrate, even in a stationary state (off state), power consumption occurs due to the leakage current.
This is called static power consumption (staticdissipation). Further, in addition to the reverse bias leakage current of the parasitic diode between the diffusion region and the substrate, the subthreshold conduction in the subthreshold region is also increased.
), an off current flows between the source and the drain of the MOS transistor.

【0004】すなわち、例えば理想的なエンハンスメン
ト型のMOSトランジスタの入出力特性(電圧電流特
性)は、よく知られているように、ゲート・ソース間電
圧VGSが閾値電圧VTHよりも小さいカットオフ領域
(「サブスレショルド領域」ともいう)では、ドレイン
・ソース間に流れる電流IDSは0となる。
[0004] That is, for example, an ideal input-output characteristic of the enhancement type MOS transistor (voltage-current characteristic), As is well known, the gate-source voltage V GS is smaller cutoff than the threshold voltage V TH In a region (also referred to as a “sub-threshold region”), the current I DS flowing between the drain and the source is zero.

【0005】すなわちカットオフ領域では、 IDS=0 …(1) 非飽和領域では、 IDS=β[(VGS-VTH)VDS-VDS 2/2] (0<VDS<VGS-VTH) …(2) 飽和領域では、 IDS=β(VGS-VTH)2/2 (0<VGS-VTH<VDS) …(3) で与えられる。但し、IDSはドレイン・ソース電流、V
DSはドレイン・ソース間電圧、β=με/tOX(W/
L)は利得係数であり、μはチャネルのキャリアの実効
移動度、εはゲート絶縁膜の誘電率、tOXはゲート絶縁
膜の膜厚であり、Wはチャネル幅、Lはチャネル長であ
る。
[0005] That is, in the cutoff region, the I DS = 0 ... (1) non-saturation region, I DS = β [(V GS -V TH) V DS -V DS 2/2] (0 <V DS <V the GS -V TH) ... (2) the saturation region is given by I DS = β (V GS -V TH) 2/2 (0 <V GS -V TH <V DS) ... (3). Where I DS is the drain-source current, V
DS is the drain-source voltage, β = με / t OX (W /
L) is a gain coefficient, μ is the effective mobility of carriers in the channel, ε is the dielectric constant of the gate insulating film, t OX is the thickness of the gate insulating film, W is the channel width, and L is the channel length. .

【0006】上記したサブシュレショルド領域では、M
OSトランジスタのゲートに信号が印加されず(あるい
はゲート電圧が閾値未満)、MOSトランジスタはオフ
状態とされているが、ドレイン・ソース間に流れる電流
DSは0とはならず、微少ではあるが、所定のオフ電流
(「サブスレショルド電流」ともいう)が流れ、これ
が、MOSトランジスタがオフ時の静止消費電力の増大
に寄与している。このサブスレショルド領域でのMOS
トランジスタのドレイン・ソース間電流IDSは、ゲート
・ソース間電圧VGS、ドレイン・ソース間電圧VDSに依
存して指数関数的に増大することが知られている(例え
ば回路シミュレーションSPICE・レベル3のサブス
レショルド方程式等参照)。
[0006] In the above sub-shreshoulder region, M
No signal is applied to the gate of the OS transistor (or the gate voltage is less than the threshold), and the MOS transistor is turned off. However, the current I DS flowing between the drain and the source does not become 0, and is small. , A predetermined off-state current (also called “sub-threshold current”) flows, which contributes to an increase in static power consumption when the MOS transistor is off. MOS in this sub-threshold region
It is known that the drain-source current I DS of the transistor increases exponentially depending on the gate-source voltage V GS and the drain-source voltage V DS (for example, circuit simulation SPICE level 3). ).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近時、半導体集積回路
装置は、微細加工技術の進展によるデバイス寸法の縮小
化に伴い、MOSトランジスタのチャネル長が短かくな
り、また電源電圧の低電圧化と動作速度の高速化対応の
ために、MOSトランジスタの閾値電圧(VTH)が低く
なり、その結果、MOSトランジスタのオフ時に流れ
る、ドレイン・ソース電流等の増大が深刻な問題となっ
ている。なお、本明細書では、拡散領域と基板との間の
寄生ダイオードの逆バイアスリーク電流のほか、サブス
レショルド領域でMOSトランジスタのドレイン・ソー
ス間に流れるいわゆるサブスレショルド電流も含め、M
OSトランジスタのオフ時に電源パスに流れる電流を
「リーク電流」と呼ぶ。
Recently, in semiconductor integrated circuit devices, the channel length of MOS transistors has been shortened with the reduction in device dimensions due to the progress of microfabrication technology, and the power supply voltage has been reduced. In order to cope with an increase in the operating speed, the threshold voltage (V TH ) of the MOS transistor is lowered, and as a result, an increase in drain / source current flowing when the MOS transistor is turned off is a serious problem. In the present specification, in addition to the reverse bias leakage current of the parasitic diode between the diffusion region and the substrate, the so-called sub-threshold current flowing between the drain and source of the MOS transistor in the sub-threshold region,
The current flowing in the power supply path when the OS transistor is off is called “leakage current”.

【0008】ところで、動作周波数の高速化を図るため
に、閾値が低く、リーク電流の大きな高速型のMOSト
ランジスタを用いて論理回路を構成した場合、回路が動
作していない静止状態時にも、リーク電流が流れること
になり、消費電力の低減を難しくしている。
When a high-speed MOS transistor having a low threshold value and a large leakage current is used to form a logic circuit in order to increase the operating frequency, the leakage current can be reduced even when the circuit is not operating and in a static state. Since current flows, it is difficult to reduce power consumption.

【0009】そして、このような高速型の論理回路を、
例えばバッテリ駆動型携帯端末装置等に用いた場合、ク
ロックの供給を停止して静止状態とするスタンバイ動作
時に論理回路に流れるリーク電流が無視できない電流値
となり、その結果、バッテリ消費を速めることにもな
り、不都合である。
Then, such a high-speed logic circuit is
For example, when used in a battery-operated portable terminal device or the like, a leakage current flowing through a logic circuit during a standby operation in which the supply of a clock is stopped and a stationary state is set to a non-negligible current value. As a result, battery consumption can be increased. It is inconvenient.

【0010】さらに、MOSトランジスタのオフ時に流
れるリーク電流の増大は、電源配線、グランド配線等の
ラインインピーダンス(配線抵抗)等による雑音レベル
の上昇を招くことになり、低閾値電圧化とともに、信号
電圧振幅のマージンが減少する、という問題点も有して
いる。
Further, an increase in leakage current flowing when the MOS transistor is turned off causes an increase in noise level due to line impedance (wiring resistance) of a power supply line, a ground line, and the like. There is also a problem that the amplitude margin is reduced.

【0011】一方、リーク電流が小さなMOSトランジ
スタで論理回路を構成した場合には、例えばMOSトラ
ンジスタの閾値電圧が大きいためスイッチング時間が増
大し、論理回路の動作速度が遅くなってしまい、所望の
性能を達成できない、という問題点を有している。
On the other hand, when a logic circuit is composed of MOS transistors having a small leakage current, for example, the threshold voltage of the MOS transistor is large, so that the switching time increases, the operation speed of the logic circuit becomes slow, and desired performance is obtained. Cannot be achieved.

【0012】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、動作周波数に応
じて論理回路のリーク電流量を制御可能とするリーク電
流制御回路及び半導体集積回路を提供することにある。
これ以外の本発明の他の目的、特徴、利点等は以下の説
明から当業者であれば直ちに明らかとされるであろう。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a leakage current control circuit and a semiconductor integrated circuit which can control the amount of leakage current of a logic circuit according to an operating frequency. Is to provide.
Other objects, features, advantages, etc. of the present invention will be immediately apparent to those skilled in the art from the following description.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るリーク電流制御回路は、論理回路等の電源パス
に介挿され、制御信号によりその活性化と非活性化とが
制御される電流制御部を備え、回路のスタンバイ動作時
もしくは相対的に低速動作時には前記電流制御部を活性
化させて前記回路のリーク電流を制限するようにしたも
のである。
A leak current control circuit according to the present invention for achieving the above object is inserted into a power supply path of a logic circuit or the like, and its activation and deactivation are controlled by a control signal. A current control unit is provided to activate the current control unit during a standby operation or a relatively low-speed operation of the circuit to limit a leak current of the circuit.

【0014】本発明において、前記電流制御部は、電源
と論理回路との間の電源パスに並列に挿入されてなる、
リーク電流を制限するための第1、第2のスイッチ素子
を少なくとも備え、前記第1のスイッチ素子は、制御信
号によりオン・オフ制御され、前記第2のスイッチ素子
は、前記論理回路に入力される入力信号によりオン・オ
フ制御され、前記論理回路の静止時もしくは相対的に低
速動作時には前記第1スイッチ素子をオフしてリーク電
流を制限し、前記論理回路を相対的に高速動作させる時
には前記第1のスイッチ素子をオンするように切替制御
する構成とされる。
In the present invention, the current control unit is inserted in parallel in a power supply path between a power supply and a logic circuit.
At least first and second switch elements for limiting a leakage current are provided. The first switch element is on / off controlled by a control signal, and the second switch element is input to the logic circuit. When the logic circuit is at rest or operates at a relatively low speed, the first switch element is turned off to limit the leak current, and when the logic circuit is operated at a relatively high speed, the on / off control is performed. The switching control is performed so that the first switch element is turned on.

【0015】本発明において、上記したリーク電流制御
回路を、ゲート回路もしくはセル単位に備えるようにし
てもよい。さらに、上記したリーク電流制御回路によ
り、リーク電流が制限される論理回路群と、制限されな
い論理回路群とが、半導体集積回路を構成するブロック
毎に区分して設けるようにしてもよい。
In the present invention, the above-described leak current control circuit may be provided for each gate circuit or each cell. Further, a logic circuit group in which the leak current is limited and a logic circuit group in which the leak current is not limited by the above-described leak current control circuit may be provided separately for each block constituting the semiconductor integrated circuit.

【0016】本発明に係る半導体集積回路は、電源配線
と論理回路の電源端子間に互いに並列接続される低リー
ク電流型の複数のスイッチトランジスタを含み、前記論
理回路は高速型のトランジスタで構成されており、前記
複数のスイッチトランジスタのうち少なくとも一のスイ
ッチトランジスタの制御端子には制御信号が入力され、
前記複数のスイッチトランジスタの他のトランジスタの
制御端子には前記論理回路に入力される入力信号が入力
され、スタンバイ動作時もしくは低速動作モード時には
前記少なくとも一のスイッチトランジスタをオフ状態と
してリーク電流を制限し、高速動作モード時には前記少
なくとも一のスイッチトランジスタがオン状態に設定さ
れる構成とされる。
A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a plurality of low-leakage current type switch transistors connected in parallel between a power supply line and a power supply terminal of a logic circuit, and the logic circuit is constituted by high-speed transistors. A control signal is input to a control terminal of at least one of the plurality of switch transistors,
An input signal input to the logic circuit is input to a control terminal of another transistor of the plurality of switch transistors, and at the time of a standby operation or a low-speed operation mode, the at least one switch transistor is turned off to limit a leak current. In the high-speed operation mode, the at least one switch transistor is set to an on state.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、クロックの供給を停止するスタンバイ
動作時もしくは回路のスイッチング動作が遅くてもよい
場合には、リーク電流を制限するリーク電流制御部を活
性化させて回路全体の消費電流を抑えるようにしたもの
である。
Embodiments of the present invention will be described. The present invention activates a leakage current control unit for limiting a leakage current during a standby operation for stopping supply of a clock or when a switching operation of a circuit may be delayed, so as to suppress current consumption of the entire circuit. It was done.

【0018】本発明は、その好ましい一実施の形態にお
いて、電源配線と論理回路の電源端子間に互いに並列接
続される、オフ時のリーク電流の値が小さな低リーク電
流型の複数のスイッチトランジスタを含み、該論理回路
は、オフ時のリーク電流が相対的に多い高速型のトラン
ジスタで構成されており、これら複数のスイッチトラン
ジスタのうち少なくとも一のスイッチトランジスタには
制御信号が入力され、これら複数のスイッチトランジス
タの残りのトランジスタには、該論理回路の論理に適合
するように該論理回路に入力される入力信号が入力さ
れ、低速スイッチング動作時には、該少なくとも一のス
イッチトランジスタを制御信号でオフしてリーク電流を
制限し、相対的に高速動作時には、前記少なくとも一の
スイッチトランジスタをオンとする。
According to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of low-leakage current type switch transistors having a small value of a leak current at the time of OFF and connected in parallel between a power supply line and a power supply terminal of a logic circuit are provided. The logic circuit includes a high-speed transistor having a relatively large off-state leakage current, and a control signal is input to at least one of the plurality of switch transistors. An input signal input to the logic circuit is input to the remaining transistors of the switch transistor so as to conform to the logic of the logic circuit.At the time of low-speed switching operation, the at least one switch transistor is turned off by a control signal. The at least one switch transistor during relatively high speed operation to limit leakage current. The turning on.

【0019】かかる構成の本発明の一実施の形態におい
ては、駆動クロックを停止するなどして回路動作を停止
させるスタンバイ状態時、もしくは、駆動クロックの周
波数(動作周波数)を低くして低速動作させる場合、あ
るいは、高速スイッチング動作を必要としない場合等の
低速動作時には、低リーク電流型のスイッチトランジス
タにて、高速動作可能な論理回路のオフ時のリーク電流
を絞りこみ、高位側電源と低位側電源間に多量のリーク
電流が流れることを阻止する。また、動作周波数を高く
するか、高速スイッチング動作が必要とされる高速動作
時には、低リーク電流型のスイッチトランジスタをオン
として、電源の論理回路間の電流パスを増やし、スイッ
チング動作の高速化するように切替える。
In one embodiment of the present invention having such a configuration, the operation is performed in a standby state in which the circuit operation is stopped by stopping the drive clock or the like, or the drive clock is operated at a low frequency (operating frequency) at a low speed. In low-speed operation, such as when high-speed switching is not required, or when low-speed switching is not required, the leakage current when the logic circuit capable of high-speed operation is turned off is narrowed by a low-leakage current type switch transistor, and the high-side power supply and low-side This prevents a large amount of leakage current from flowing between the power supplies. In addition, during high-speed operation in which the operating frequency is increased or high-speed switching operation is required, a low-leakage current type switch transistor is turned on to increase the current path between the logic circuits of the power supply and to speed up the switching operation. Switch to

【0020】本発明は、その好ましい一実施の形態にお
いて、高位側電源(VDD)配線と論理回路の高位側電
源端子との間に、オフ時のリーク電流の値が小さな低リ
ーク電流型の複数のMOSトランジスタが並列に接続さ
れ、このうち少なくとも一のMOSトランジスタのゲー
トには第1の制御信号が入力されてオン・オフ制御さ
れ、他のMOSトランジスタのゲートには、該論理回路
へ入力される入力信号が該論理回路の論理に適合するよ
うに入力される。
According to a preferred embodiment of the present invention, there are provided a plurality of low-leakage current type low leakage current values between a high-level power supply (VDD) wiring and a high-level power supply terminal of a logic circuit. MOS transistors are connected in parallel, a gate of at least one of the MOS transistors receives a first control signal to be turned on / off, and a gate of another MOS transistor is inputted to the logic circuit. Input signal is input so as to match the logic of the logic circuit.

【0021】さらに、低位側電源(VSS)配線と論理
回路の低位側電源端子との間に、オフ時のリーク電流の
値が小さな低リーク電流型の複数のMOSトランジスタ
が並列に接続され、このうち少なくとも一のMOSトラ
ンジスタのゲートには第2の制御信号が入力されてオン
・オフ制御され、他のMOSトランジスタのゲートに
は、該論理回路へ入力される入力信号が該論理回路の論
理に適合するように入力される構成とされる。上記第1
の制御信号と上記第2の制御信号とは互いに相補とされ
る。
Further, a plurality of low-leakage current type MOS transistors having a small value of a leak current at the time of OFF are connected in parallel between a lower power supply (VSS) wiring and a lower power supply terminal of the logic circuit. The second control signal is input to the gate of at least one MOS transistor to be turned on / off, and the input signal input to the logic circuit is applied to the gate of the other MOS transistor to the logic of the logic circuit. It is configured to be input so as to match. The first
And the second control signal are complementary to each other.

【0022】そして、標準セル(スタンダードセル)
(「基本セル」ともいう)を計算機支援型設計装置内の
セルライブラリに備え、レイアウト時、複数のセルを適
宜、行に沿って一列に配置し、セル間の相互配線を行な
うことで設計を行なうスタンダードセル方式の半導体集
積回路のセルに本発明を適用した場合、一品種のセル
で、動作周波数に応じてリーク電流を可変に切替制御で
きる。
And a standard cell (standard cell)
(Also referred to as "basic cells") in a cell library in a computer-aided design apparatus, and at the time of layout, a plurality of cells are appropriately arranged in a row along a row, and interconnects between the cells are interconnected to design. When the present invention is applied to a cell of a standard cell type semiconductor integrated circuit to be performed, the leakage current can be variably switched and controlled according to the operating frequency in one type of cell.

【0023】[0023]

【実施例】次に、上記した本発明の実施の形態について
さらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面
を参照して以下に説明する。
Next, in order to explain the above-mentioned embodiment of the present invention in more detail, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明の第1の実施例の構成を示
す図である。図1を参照すると、本発明の第1の実施例
をなす回路は、高位側電源VDDにソースが共通接続さ
れ、論理回路101の高位側電源端子にドレインが共通
接続されてなる第1、第2のPチャネルMOSトランジ
スタPMA、PMBを備え、第2のPチャネルMOSト
ランジスタPMBのゲートには制御信号が入力されてオ
ン・オフ制御され、第1のPチャネルMOSトランジス
タPMAのゲートには入力端子INからの入力信号が入
力される。図1において、第1、第2のPチャネルMO
SトランジスタPMA、PMBがリーク電流制御部を構
成している。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a circuit according to a first embodiment of the present invention includes first and second circuits each having a source commonly connected to a higher power supply VDD and a drain commonly connected to a higher power supply terminal of a logic circuit 101. The second P-channel MOS transistor PMB includes two P-channel MOS transistors PMA and PMB. A control signal is input to a gate of the second P-channel MOS transistor PMB to be turned on / off. An input terminal is provided to a gate of the first P-channel MOS transistor PMA. An input signal from IN is input. In FIG. 1, first and second P-channel MOs
The S transistors PMA and PMB constitute a leakage current control unit.

【0025】第1、第2のPチャネルMOSトランジス
タPMA、PMBは、オフ時のリーク電流の値が小さな
低速のトランジスタとされる。すなわち、第1、第2の
PチャネルMOSトランジスタPMA、PMBは、論理
回路101を構成する不図示のPチャネルMOSトラン
ジスタと比べて、閾値電圧が高く、チャネル長が長く
(トランジスタの利得係数は小さくなる)、サブスレシ
ョルド領域(カットオフ領域)でのドレイン・ソース間
電流は小さな値とされる。一方、論理回路101は、高
速化を図るためにリーク電流の大きな高速型(低閾値、
短チャネル長)のトランジスタで構成されている。
Each of the first and second P-channel MOS transistors PMA and PMB is a low-speed transistor having a small leak current value when turned off. That is, the first and second P-channel MOS transistors PMA and PMB have a higher threshold voltage and a longer channel length (the gain coefficient of the transistor is smaller than that of a P-channel MOS transistor (not shown) forming the logic circuit 101). ), The drain-source current in the subthreshold region (cutoff region) is set to a small value. On the other hand, the logic circuit 101 is of a high-speed type (low threshold,
(Short channel length).

【0026】なお、図1では、簡単のため、論理回路1
01には入力信号が一つ入力される構成が示されている
が、入力信号が複数ある場合、各入力信号IN1〜INn
(不図示)に対応させて、PチャネルMOSトランジス
タPMA1〜PMAn(不図示)を備えるようにしてもよ
い。
In FIG. 1, for simplicity, the logic circuit 1
Although 01 is shown a configuration to which an input signal is one input, if the input signal is plural, each of the input signals IN 1 to IN n
P-channel MOS transistors PMA 1 to PMA n (not shown) may be provided corresponding to (not shown).

【0027】この回路を高速動作させる場合、すなわち
高速動作モード時、制御信号をLowレベルとして第2
のPチャネルMOSトランジスタPMBをオン状態とす
る。この場合、論理回路101への入力信号をゲート入
力とする第1のPチャネルMOSトランジスタPMA
が、該入力信号のHighからLowレベルへの立ち下
がりの変化を受けてオンに変化するとき、オン状態に設
定されている第2のPチャネルMOSトランジスタPM
Bにより、高位側電源VSSから論理回路101へ流れ
る電流は、第2のPチャネルMOSトランジスタPMB
がオフ状態のときと比べて増大し、このためスイッチン
グ動作の高速化を図ることができる。
When this circuit is operated at a high speed, that is, in a high-speed operation mode, the control signal is set to a low level and the second
P-channel MOS transistor PMB is turned on. In this case, first P-channel MOS transistor PMA having an input signal to logic circuit 101 as a gate input
Is turned on in response to the fall of the input signal from High to Low, the second P-channel MOS transistor PM set to the on state
B, the current flowing from the higher power supply VSS to the logic circuit 101 is reduced by the second P-channel MOS transistor PMB.
Increases in comparison with the case of the OFF state, and thus the switching operation can be sped up.

【0028】一方、スタンバイ動作時もしくは低速動作
モード時、制御信号をHighレベルとして第2のPチ
ャネルMOSトランジスタPMBをオフ状態とする。す
なわち、低速動作時には、第2のPチャネルMOSトラ
ンジスタPMBをオフ状態とすることで、論理回路10
1において電源パスにオフ時に流れるリーク電流が、第
2のPチャネルMOSトランジスタPMBによって絞り
込まれる。また論理回路101への入力信号をゲート入
力としてオン・オフ制御される第1のPチャネルMOS
トランジスタPMAも、オフ時のリーク電流は小さいた
め、論理回路101に流れるリーク電流が制限される。
On the other hand, in the standby operation or the low-speed operation mode, the control signal is set to the high level to turn off the second P-channel MOS transistor PMB. That is, at the time of low-speed operation, the logic circuit 10 is turned off by turning off the second P-channel MOS transistor PMB.
In 1, the leakage current flowing when the power supply path is off is narrowed down by the second P-channel MOS transistor PMB. Also, a first P-channel MOS which is turned on / off by using an input signal to the logic circuit 101 as a gate input.
Since the leakage current of the transistor PMA when it is off is small, the leakage current flowing to the logic circuit 101 is limited.

【0029】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は、本発明の第2の実施例の構成を示す図で
ある。図2を参照すると、低位側電源VSSにソースが
共通接続され、論理回路101の低位側電源端子にドレ
インが共通接続されてなる第1、第2のNチャネルMO
SトランジスタNMA、NMBを備え、第2のNチャネ
ルMOSトランジスタNMBのゲートには制御信号が入
力されてオン・オフ制御され、第1のNチャネルMOS
トランジスタNMAのゲートには入力端子INからの入
力信号が入力される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the first and second N-channel MOs each having a source commonly connected to the lower power supply VSS and a drain commonly connected to the lower power supply terminal of the logic circuit 101 are shown.
A control signal is input to the gate of the second N-channel MOS transistor NMB to be turned on / off, and the first N-channel MOS transistor is provided.
An input signal from an input terminal IN is input to a gate of the transistor NMA.

【0030】リーク電流制御部を構成している第1、第
2のNチャネルMOSトランジスタNMA、NMBは、
オフ時のリーク電流の小さな低速のトランジスタ(閾値
電圧が高く、チャネル長が長い)とされる。すなわち、
第1、第2のNチャネルMOSトランジスタNMA、N
MBは、論理回路101を構成する不図示のNチャネル
MOSトランジスタと比べて、閾値電圧が高く、チャネ
ル長が長く(トランジスタの利得係数は小さくなる)、
サブスレショルド領域(カットオフ領域)でのドレイン
・ソース間電流は小さな値とされる。一方、論理回路1
01は、高速化を図るためにリーク電流の大きなトラン
ジスタで構成されている。
The first and second N-channel MOS transistors NMA and NMB constituting the leak current control section
A low-speed transistor with a small off-state leakage current (high threshold voltage and long channel length) is used. That is,
First and second N-channel MOS transistors NMA, N
The MB has a higher threshold voltage and a longer channel length (a smaller transistor gain coefficient) than an N-channel MOS transistor (not shown) constituting the logic circuit 101,
The drain-source current in the subthreshold region (cutoff region) is set to a small value. On the other hand, logic circuit 1
Numeral 01 is composed of a transistor having a large leak current in order to increase the speed.

【0031】高速動作モード時には、制御信号をHig
hレベルとして第2のNチャネルMOSトランジスタN
MBをオン状態とする。この場合、論理回路101への
入力信号をゲート入力とする第1のNチャネルMOSト
ランジスタNMAが、入力信号のLowからHighレ
ベルへの立ち上がりの変化を受けてオンに変化すると
き、オン状態に設定されている第2のNチャネルMOS
トランジスタNMBにより、論理回路101から低電位
電源VSS側に流れる電流が第2のNチャネルMOSト
ランジスタNMBがオフのときと比べて増大し、このた
めスイッチング動作の高速化を図ることができる。
In the high-speed operation mode, the control signal is set to Hig.
the second N-channel MOS transistor N
The MB is turned on. In this case, when the first N-channel MOS transistor NMA having the gate input of the input signal to the logic circuit 101 is turned on when the input signal rises from a low level to a high level, it is set to the on state. Second N-channel MOS
With the transistor NMB, the current flowing from the logic circuit 101 to the low potential power supply VSS side increases as compared with the case where the second N-channel MOS transistor NMB is off, so that the switching operation can be sped up.

【0032】一方、スタンバイ動作時もしくは低速動作
モード時には、制御信号をLowレベルとして第2のN
チャネルMOSトランジスタNMBをオフ状態とする。
すなわち、低速動作時には、第2のNチャネルMOSト
ランジスタNMBをオフ状態とすることで、論理回路1
01のオフ時に電源パスに流れるリーク電流が、第2の
NチャネルMOSトランジスタNMBによって絞り込ま
れる。また論理回路101への入力信号をゲート入力と
してオン・オフ制御される第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタNMAがオフのとき、そのリーク電流は小さい
ため、論理回路101に流れるリーク電流が制限され
る。
On the other hand, during the standby operation or the low-speed operation mode, the control signal is set to the low level to set the second N
The channel MOS transistor NMB is turned off.
That is, at the time of low-speed operation, the logic circuit 1 is turned off by turning off the second N-channel MOS transistor NMB.
Leakage current flowing through the power supply path when 01 is off is reduced by the second N-channel MOS transistor NMB. When the first N-channel MOS transistor NMA, which is controlled to be turned on / off using an input signal to the logic circuit 101 as a gate input, is off, the leakage current flowing through the logic circuit 101 is limited because the leakage current is small.

【0033】なお、図2において、第1のNチャネルM
OSトランジスタNMAのゲートには、論理回路101
の論理動作に基づき入力端子INからの入力信号が入力
されているが、入力信号が複数ある場合には、第1のN
チャネルMOSトランジスタNMAを複数備え、それぞ
れのゲートには入力信号が入力される。
In FIG. 2, the first N channel M
The logic circuit 101 is connected to the gate of the OS transistor NMA.
The input signal from the input terminal IN is input based on the logical operation of, but if there are a plurality of input signals, the first N
A plurality of channel MOS transistors NMA are provided, and an input signal is input to each gate.

【0034】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図3は、本発明の第3の実施例の構成を示す図で
ある。図3を参照すると、高位側電源VDDにソースが
共通接続され、論理回路101の高位側電源端子にドレ
インを共通接続されてなる第1、第2のPチャネルMO
SトランジスタPMA、PMBと、低位側電源VSSに
ソースが共通接続され、論理回路101の低位側電源端
子にドレインが共通接続されてなる第1、第2のNチャ
ネルMOSトランジスタNMA、NMBとを備え、第2
のPチャネルMOSトランジスタPMBのゲートには制
御信号をインバータINVで反転した信号が入力されて
オン・オフ制御され、第1のPチャネルMOSトランジ
スタPMAのゲートには入力端子INからの入力信号が
入力され、第2のNチャネルMOSトランジスタNMB
のゲートには制御信号が入力されてオン・オフ制御さ
れ、第1のNチャネルMOSトランジスタNMAのゲー
トには入力端子INからの入力信号が入力される。第
1、第2のPチャネルMOSトランジスタPMA、PM
B、及び、第1、第2のNチャネルMOSトランジスタ
NMA、NMBがリーク電流制御部を構成している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the third exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, first and second P-channel MOs each having a source commonly connected to the higher power supply VDD and a drain commonly connected to the higher power supply terminal of the logic circuit 101.
S-transistors PMA and PMB, and first and second N-channel MOS transistors NMA and NMB whose sources are commonly connected to the lower power supply VSS and whose drains are commonly connected to the lower power supply terminal of the logic circuit 101 are provided. , Second
A signal obtained by inverting a control signal by an inverter INV is input to the gate of the P-channel MOS transistor PMB to be turned on / off, and the input signal from the input terminal IN is input to the gate of the first P-channel MOS transistor PMA. And the second N-channel MOS transistor NMB
A control signal is input to a gate of the first N-channel MOS transistor NMA, and an input signal from an input terminal IN is input to a gate of the first N-channel MOS transistor NMA. First and second P-channel MOS transistors PMA, PM
B and the first and second N-channel MOS transistors NMA and NMB constitute a leakage current control unit.

【0035】この実施例においても、第1、第2のPチ
ャネルMOSトランジスタPMA、PMB、第1、第2
のNチャネルMOSトランジスタNMA、NMBは、オ
フ時のリーク電流の小さな低速型のトランジスタとさ
れ、論理回路101は、高速化を図るためにリーク電流
の大きな高速型のトランジスタで構成されている。
Also in this embodiment, first and second P-channel MOS transistors PMA and PMB, first and second P-channel MOS transistors
N-channel MOS transistors NMA and NMB are low-speed transistors with small leakage current when turned off, and logic circuit 101 is composed of high-speed transistors with large leakage current in order to increase the speed.

【0036】高速動作モード時には、制御信号をHig
hレベルとして、第2のPチャネルMOSトランジスタ
PMB、及び第2のNチャネルMOSトランジスタNM
Bをオン状態とし、一方、スタンバイ動作時もしくは低
速動作モード時には、制御信号をLowレベルとして、
第2のPチャネルMOSトランジスタPMB、第2のN
チャネルMOSトランジスタNMBをオフ状態とする。
なお、第1のPチャネルMOSトランジスタPMA、第
1のNチャネルMOSトランジスタNMAのゲートに
は、論理回路101の論理動作に基づき入力端子INか
らの入力信号が入力され、また入力信号が複数ある場合
には、第1のNチャネルMOSトランジスタNMAを複
数備え、それぞれのゲートの入力信号が入力される。
In the high-speed operation mode, the control signal is set to Hig.
As the h level, the second P-channel MOS transistor PMB and the second N-channel MOS transistor NM
B in the ON state, while in the standby operation or the low-speed operation mode, the control signal is set to the Low level,
Second P-channel MOS transistor PMB, second N
The channel MOS transistor NMB is turned off.
Note that an input signal from the input terminal IN is input to the gates of the first P-channel MOS transistor PMA and the first N-channel MOS transistor NMA based on the logic operation of the logic circuit 101, and there are a plurality of input signals. Has a plurality of first N-channel MOS transistors NMA, and receives an input signal of each gate.

【0037】図4乃至図6は、上記した本発明の第3の
実施例の具体的な回路をそれぞれ示す図であり、代表的
な基本セルとして、インバータ回路、NAND回路、N
OR回路をそれぞれ示している。
FIGS. 4 to 6 are diagrams showing specific circuits according to the third embodiment of the present invention, respectively. As typical basic cells, an inverter circuit, a NAND circuit, an N
Each of the OR circuits is shown.

【0038】図4を参照すると、このインバータ回路
は、ゲートが共通接続されて入力端子INに接続され、
ドレインが共通接続されて出力端子OUTに接続されて
なるPチャネルMOSトランジスタPM1と、Nチャネ
ルMOSトランジスタNM1とがCMOSインバータを
構成しており、高位側電源VDDにソースが共通接続さ
れ、PチャネルMOSトランジスタPM1のソースにド
レインが共通接続されてなるPチャネルMOSトランジ
スタPMA、PMBと、低位側電源VSSにソースが共
通接続され、NチャネルMOSトランジスタNM1のソ
ースにドレインが共通接続されてなるNチャネルMOS
トランジスタNMA、NMBとを備え、PチャネルMO
SトランジスタPMBのゲートには制御信号をインバー
タINVで反転した信号が入力されてオン・オフ制御さ
れ、PチャネルMOSトランジスタPMAのゲートには
入力端子INからの入力信号が入力され、NチャネルM
OSトランジスタNMBのゲートには制御信号が入力さ
れてオン・オフ制御され、NチャネルMOSトランジス
タNMAのゲートには入力端子INからの入力信号が入
力される。
Referring to FIG. 4, in this inverter circuit, the gates are commonly connected and connected to an input terminal IN,
A P-channel MOS transistor PM1 having a drain connected in common and connected to the output terminal OUT and an N-channel MOS transistor NM1 constitute a CMOS inverter. The source is commonly connected to the higher power supply VDD, and the P-channel MOS transistor P-channel MOS transistors PMA and PMB in which the drain is commonly connected to the source of the transistor PM1, and an N-channel MOS in which the source is commonly connected to the lower power supply VSS and the drain is commonly connected to the source of the N-channel MOS transistor NM1
P-channel MO including transistors NMA and NMB
A signal obtained by inverting a control signal by an inverter INV is input to the gate of the S transistor PMB to perform on / off control. An input signal from the input terminal IN is input to the gate of the P-channel MOS transistor PMA.
A control signal is input to the gate of the OS transistor NMB to perform on / off control, and an input signal from the input terminal IN is input to the gate of the N-channel MOS transistor NMA.

【0039】CMOSインバータを構成するPチャネル
MOSトランジスタPM1、NチャネルMOSトランジ
スタNM1は、閾値が低く、リーク電流が比較的大きな
トランジスタよりなる。
The P-channel MOS transistor PM1 and the N-channel MOS transistor NM1 forming the CMOS inverter are transistors having a low threshold value and a relatively large leak current.

【0040】一方、リーク電流制御回路を構成するPチ
ャネルMOSトランジスタPMA、PMB、Nチャネル
MOSトランジスタNMA、NMBはともに、オフ時の
リーク電流の小さな(閾値が高い、あるいはチャネル長
が長い)トランジスタよりなる。
On the other hand, the P-channel MOS transistors PMA and PMB and the N-channel MOS transistors NMA and NMB which constitute the leak current control circuit are all smaller than the transistor having a small off-state leak current (high threshold or long channel length). Become.

【0041】スタンバイ動作時もしくは低速動作モード
時には、制御信号がLowレベルとされ、PチャネルM
OSトランジスタPMBとNチャネルMOSトランジス
タNMAとはオフ状態とされ、CMOSインバータは、
高位側電源VDDには、PチャネルMOSトランジスタ
PMA、低位側電源VSSにはNチャネルMOSトラン
ジスタNMAを介して接続され、PチャネルMOSトラ
ンジスタPMA、NチャネルMOSトランジスタNMA
はともに、低リーク電流である低速型のトランジスタで
あるため、回路のスイッチング動作は遅くなるが、CM
OSインバータのリーク電流は制限される。
In the standby operation or the low-speed operation mode, the control signal is set to the low level, and the P-channel M
OS transistor PMB and N-channel MOS transistor NMA are turned off, and the CMOS inverter
The P-channel MOS transistor PMA is connected to the higher power supply VDD, and the N-channel MOS transistor NMA is connected to the lower power supply VSS. The P-channel MOS transistor PMA and the N-channel MOS transistor NMA
Are low-speed transistors with low leakage current, the switching operation of the circuit is slow.
The leakage current of the OS inverter is limited.

【0042】高速動作モード時には、制御信号がHig
hレベルとされ、PチャネルMOSトランジスタPMB
とNチャネルMOSトランジスタNMAとはオン状態と
され、CMOSインバータは、高位側電源VDDに、P
チャネルMOSトランジスタPMAとオン状態のPチャ
ネルMOSトランジスタPMBとが並列接続され、低位
側電源VSSにNチャネルMOSトランジスタNMA
と、オン状態のNチャネルMOSトランジスタNMBと
が並列接続された構成とされ、制御信号がLowレベル
のとき(低速動作モード時)よりも、スイッチング動作
は高速化する。
In the high-speed operation mode, the control signal is High.
is set to the h level, and the P-channel MOS transistor PMB
And the N-channel MOS transistor NMA are turned on, and the CMOS inverter supplies the high-level power supply VDD with
The channel MOS transistor PMA and the ON-state P-channel MOS transistor PMB are connected in parallel, and an N-channel MOS transistor NMA is connected to the lower power supply VSS.
And an on-state N-channel MOS transistor NMB are connected in parallel, and the switching operation is faster than when the control signal is at the Low level (in the low-speed operation mode).

【0043】なお、図4において、リーク電流制御部と
しては、高位側電源側のPチャネルMOSトランジスタ
PMA、PMBと、低位側電源側のNチャネルMOSト
ランジスタNMA、NMBの組のいずれかを備えた構成
としてもよい。
In FIG. 4, the leakage current control section includes one of a set of P-channel MOS transistors PMA and PMB on the higher power supply side and N-channel MOS transistors NMA and NMB on the lower power supply side. It may be configured.

【0044】図7は、(1)リーク電流が大きい高速型
のPチャネルMOSトランジスタPM1、NチャネルM
OSトランジスタNM1(図4参照)と同種のトランジ
スタからなる高速型CMOSインバータ、(2)低リー
ク電流型のPチャネルMOSトランジスタPMA、Nチ
ャネルMOSトランジスタNMA(図4参照)と同種の
トランジスタからなる低速型CMOSインバータ、
(3)図4に示した本発明の一実施例をなすインバータ
のそれぞれについて入力が立ち上がる際のスイッチング
特性(入出力の過渡特性)を回路シミュレーションした
結果を示す電圧波形図であり、横軸は時間、縦軸は電圧
をそれぞれ表わしている。
FIG. 7 shows (1) a high-speed P-channel MOS transistor PM1 having a large leakage current and an N-channel MOS transistor PM1.
A high-speed CMOS inverter composed of the same type of transistors as the OS transistor NM1 (see FIG. 4); (2) a low-speed type composed of transistors of the same type as the P-channel MOS transistor PMA and the N-channel MOS transistor NMA of the low leakage current type (see FIG. 4) CMOS inverter,
(3) FIG. 4 is a voltage waveform diagram showing a circuit simulation result of switching characteristics (input / output transient characteristics) when an input rises for each of the inverters according to the embodiment of the present invention shown in FIG. The time and the vertical axis respectively represent the voltage.

【0045】図7において、(a)はインバータへの入
力信号電圧波形、(b)は高速型CMOSインバータの
出力電圧波形、(C)は低速型CMOSインバータの出
力電圧波形、(d)は、図4に示した本発明の一実施例
をなすインバータにおいて、制御信号がLowレベルと
され、PチャネルMOSトランジスタPMBとNチャネ
ルMOSトランジスタNMBとをオフ状態とした時の出
力電圧波形をそれぞれ示す図である。
In FIG. 7, (a) is the voltage waveform of the input signal to the inverter, (b) is the output voltage waveform of the high-speed CMOS inverter, (C) is the output voltage waveform of the low-speed CMOS inverter, and (d) is FIG. 4 is a diagram showing output voltage waveforms when the control signal is at the Low level and the P-channel MOS transistor PMB and the N-channel MOS transistor NMB are turned off in the inverter according to the embodiment of the present invention shown in FIG. It is.

【0046】図7(d)に示すように、本発明の一実施
例においては、高速型CMOSインバータ(図7(b)
参照)と比べて、その立ち下がり速度は低下している
が、低速型CMOSインバータ(図7(c)参照)より
も高速とされている。なお、立ち上がり特性についても
同様のことがいえる。また、図7(d)の波形は図7
(b)にくらべてなだらかになっていて、より低雑音の
特性が得られる。
As shown in FIG. 7D, in one embodiment of the present invention, a high-speed CMOS inverter (FIG. 7B)
(See FIG. 7C), but the fall speed is lower than that of the low-speed CMOS inverter (see FIG. 7C). The same can be said for the rising characteristics. Also, the waveform of FIG.
As compared with (b), it is smoother, and a lower noise characteristic can be obtained.

【0047】図8は、(1)リーク電流が大きい高速P
チャネルMOSトランジスタPM1、NチャネルMOS
トランジスタNM1(図4参照)と同種のトランジスタ
からなる高速型CMOSインバータ、(2)低リーク電
流型のPチャネルMOSトランジスタPMA、Nチャネ
ルMOSトランジスタNMA(図4参照)と同種のトラ
ンジスタからなる低速型CMOSインバータ、(3)図
4に示した本発明の実施例のインバータのスイッチング
時の電流特性を回路シミュレーションした結果をそれぞ
れ示す電流波形図であり、横軸は時間を、左縦軸は入力
信号電圧波形に対するもので電圧を、右縦軸は(1)、
(2)、(3)の電流波形に対するもので電流をそれぞ
れ表わしている。なお、上記回路シミュレーションはS
PICEを用い、サブスレショルド電流を考慮したトラ
ンジスタモデルを用いて過渡解析を行なった。
FIG. 8 shows (1) a high-speed P having a large leak current.
Channel MOS transistor PM1, N channel MOS
A high-speed CMOS inverter composed of the same type of transistor as the transistor NM1 (see FIG. 4); (2) a low-speed type composed of a transistor of the same type as the P-channel MOS transistor PMA and the N-channel MOS transistor NMA of low leakage current type (see FIG. 4) FIG. 4 is a current waveform diagram showing a result of circuit simulation of current characteristics at the time of switching of the CMOS inverter and (3) the inverter of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, in which the horizontal axis represents time and the left vertical axis represents input signal. Voltage on the voltage waveform, the right vertical axis is (1),
The currents are shown for the current waveforms of (2) and (3), respectively. Note that the circuit simulation described above is based on S
Transient analysis was performed using PICE and a transistor model taking into account the subthreshold current.

【0048】図8において、(a)はインバータへの入
力信号電圧波形、(b)は高速型CMOSインバータの
スイッチング時の電流波形、(c)は低速型CMOSイ
ンバータのスイッチング時の電流波形、(d)は、図4
に示した本発明の一実施例において、制御信号がHig
hレベルとされ、PチャネルMOSトランジスタPMB
とNチャネルMOSトランジスタNMAとをオン状態と
した場合のスイッチング時の電流波形をそれぞれ示す図
である。
In FIG. 8, (a) is a waveform of an input signal voltage to the inverter, (b) is a current waveform at the time of switching of the high-speed CMOS inverter, (c) is a current waveform at the time of switching of the low-speed CMOS inverter, ( FIG. 4 d)
In the embodiment of the present invention shown in FIG.
is set to the h level, and the P-channel MOS transistor PMB
FIG. 10 is a diagram showing current waveforms at the time of switching when the N-channel MOS transistor NMA is turned on.

【0049】図8(d)に示すように、本発明の一実施
例においては、スイッチング時、高速型CMOSインバ
ータ(図8(b)参照)、低速型CMOSインバータ
(図8(c)参照)よりも、速く電流値が立ち下がって
おり、消費電流の低減を図ることができる。
As shown in FIG. 8D, in one embodiment of the present invention, during switching, a high-speed CMOS inverter (see FIG. 8B) and a low-speed CMOS inverter (see FIG. 8C) Since the current value falls faster than this, it is possible to reduce current consumption.

【0050】なお、図8において、(d)の電流波形の
スイッチング時のピーク電流値が、(b)の高速型CM
OSインバータの電流値がよりも高い値であるのは、本
発明の一実施例のインバータは、CMOSインバータを
なすPチャネルMOSトランジスタのソースと高位側電
源VDD間に2個並列配置される低リーク電流型のPチ
ャネルMOSトランジスタPMA、PMBと、CMOS
インバータをなすNチャネルMOSトランジスタのソー
スと低位側電源VSS間に2個並列配置される低リーク
電流型のNチャネルMOSトランジスタNMA、NMB
をさらに備え、スイッチング動作時に、これらのトラン
ジスタのスイッチング時の電流が加算されているためで
ある。
In FIG. 8, the peak current value at the time of the switching of the current waveform of FIG.
The reason why the current value of the OS inverter is higher is that the inverter according to the embodiment of the present invention has two low-leakage transistors arranged in parallel between the source of the P-channel MOS transistor forming the CMOS inverter and the higher power supply VDD. Current-type P-channel MOS transistors PMA and PMB and CMOS
Two low-leakage current type N-channel MOS transistors NMA and NMB arranged in parallel between the source of the N-channel MOS transistor forming the inverter and the lower power supply VSS.
This is because during the switching operation, the switching currents of these transistors are added.

【0051】次に2入力NANDセルについて説明す
る。図5を参照すると、この2入力NANDセルは、入
力端子IN1、IN2にゲートがそれぞれ接続されソー
スとドレインとが互いに接続されてなるNチャネルMO
SトランジスタNM1、NM2と、入力端子IN2、I
N1にゲートがそれぞれ接続され、ドレインが共通接続
されてNチャネルMOSトランジスタNM1のドレイン
とともに出力端子OUTに接続されてなるPチャネルM
OSトランジスタPM1、PM2とがNAND回路を構
成し、高位側電源VDDにソースが共通接続され、Pチ
ャネルMOSトランジスタPM1、PM2の共通ソース
にドレインが共通接続されてなるPチャネルMOSトラ
ンジスタPMA1、PMA2、PMBと、低位側電源V
SSにソースが共通接続され、NチャネルMOSトラン
ジスタNM2のソースにドレインが共通接続されてなる
NチャネルMOSトランジスタNMA、NMBとを備
え、PチャネルMOSトランジスタPMBのゲートには
制御信号をインバータINVで反転した信号が入力され
てオン・オフ制御され、PチャネルMOSトランジスタ
PMA1、PMA2のゲートには入力端子IN2、IN
1からの入力信号がそれぞれ入力され、NチャネルMO
SトランジスタNMBのゲートには制御信号が入力され
てオン・オフ制御され、NチャネルMOSトランジスタ
NMAのゲートには入力端子IN2からの入力信号が入
力される。
Next, a two-input NAND cell will be described. Referring to FIG. 5, this 2-input NAND cell has an N-channel MO having a gate connected to input terminals IN1 and IN2 and a source and a drain connected to each other.
S transistors NM1, NM2 and input terminals IN2, I
N-channel MOS transistor NM1 has a gate connected to N1, a drain connected in common, and a drain connected to output terminal OUT together with a drain of N-channel MOS transistor NM1.
The OS transistors PM1 and PM2 constitute a NAND circuit, the sources of which are commonly connected to the higher power supply VDD, and the drains of which are commonly connected to the common sources of the P-channel MOS transistors PM1 and PM2. PMB and lower power supply V
N-channel MOS transistors NMA and NMB have a source commonly connected to SS and a drain commonly connected to the source of N-channel MOS transistor NM2, and the control signal is inverted by the inverter INV at the gate of P-channel MOS transistor PMB. The input signals IN2, IN2 are supplied to the gates of the P-channel MOS transistors PMA1, PMA2.
1 are input, and the N-channel MO
A control signal is input to the gate of S transistor NMB to be turned on / off, and an input signal from input terminal IN2 is input to the gate of N channel MOS transistor NMA.

【0052】このNANDセルにおいては、その論理
(真理値表で定義される論理)から、二つの入力信号に
対応させて、高位側電源VDD側に、低リーク電流型の
PチャネルMOSトランジスタPMA1、PMA2を二
つ備えており、PチャネルMOSトランジスタPMBも
低リーク電流のトランジスタよりなる。低位側電源VS
S側に挿入されているNチャネルMOSトランジスタN
MA、NMBも低リーク電流型とされている。なお、N
チャネルMOSトランジスタNMAのゲートには入力信
号IN1を入力してもよい。
In this NAND cell, based on its logic (logic defined by the truth table), a low-leakage current type P-channel MOS transistor PMA1, PMA1 is connected to the higher power supply VDD side in accordance with two input signals. Two PMAs 2 are provided, and the P-channel MOS transistor PMB is also a transistor having a low leakage current. Low side power supply VS
N-channel MOS transistor N inserted on S side
MA and NMB are also of low leakage current type. Note that N
The input signal IN1 may be input to the gate of the channel MOS transistor NMA.

【0053】制御信号がLowレベルの場合、入力端子
IN1、IN2に供給される入力信号電圧がともにHi
ghレベルのとき、出力端子OUTは、オン状態とされ
たNチャネルMOSトランジスタNM1、NM2、NM
Aを介して低位側電源VSSヘの電流パスにより放電さ
れて出力端子電圧はLowレベルとなり、入力端子IN
1、IN2の一方又は双方がLowレベルのときは出力
端子OUTは、オン状態とされたPチャネルMOSトラ
ンジスタを介して高位側電源VDDから充電されHig
hレベルとなる。
When the control signal is at the low level, the input signal voltages supplied to the input terminals IN1 and IN2 are both Hi.
When the output terminal OUT is at the gh level, the N-channel MOS transistors NM1, NM2, NM
A is discharged by the current path to the lower power supply VSS through the output terminal A, the output terminal voltage becomes Low level, and the input terminal IN
When one or both of IN1 and IN2 are at the Low level, the output terminal OUT is charged from the higher power supply VDD through the P-channel MOS transistor that is turned on, and High.
h level.

【0054】制御信号がHighレベルの場合、入力端
子IN1、IN2に供給される入力信号電圧がともにH
ighレベルのとき、出力端子OUTは、オン状態とさ
れたNチャネルMOSトランジスタNM1、NM2と、
並列接続されたNチャネルMOSトランジスタNMA、
NMBとを介して低位側電源VSSヘの電流パスにより
放電され、入力端子IN1、IN2の一方又は双方がL
owレベルのときは出力端子OUTは、PチャネルMO
SトランジスタPM1、PM2のうちオン状態とされた
もの、及びPチャネルMOSトランジスタPMA1、P
MA2のうちオン状態とされたトランジスタとオン状態
のPチャネルMOSトランジスタPMBを介して高位側
電源VDDから充電されHighレベルとなる。
When the control signal is at the high level, the input signal voltages supplied to the input terminals IN1 and IN2 are both high.
When at the high level, the output terminal OUT is connected to the N-channel MOS transistors NM1 and NM2 which are turned on,
N-channel MOS transistors NMA connected in parallel,
NMB is discharged through the current path to the lower power supply VSS, and one or both of the input terminals IN1 and IN2 are set to L level.
When the output terminal OUT is at the low level, the output terminal OUT is connected to the P-channel MO.
One of the S transistors PM1 and PM2 which is turned on, and the P channel MOS transistors PMA1 and PMA
The transistor MA2 is charged from the higher power supply VDD through the transistor that is turned on and the P-channel MOS transistor PMB that is turned on, and goes high.

【0055】次に2入力NORセルについて説明する。
図6を参照すると、この2入力NORセルは、入力端子
IN1、IN2にゲートがそれぞれ接続されドレインが
共通接続されてなるNチャネルMOSトランジスタNM
1、NM2と、入力端子IN2、IN1にゲートがそれ
ぞれ接続され、ソースとドレインとが共通接続されてな
るPチャネルMOSトランジスタPM1、PM2とを備
え、PチャネルMOSトランジスタPM2のドレイン
と、NチャネルMOSトランジスタNM1、NM2の共
通接続されたドレインとが出力端子OUTに共通接続さ
れ、NチャネルMOSトランジスタNM1、NM2の共
通接続されたソースにドレインが接続されソースが低位
側電源VSSに接続され、ゲートが入力端子IN2、I
N1に接続されてなるNチャネルMOSトランジスタN
MA1、NMA2と、NチャネルMOSトランジスタN
M2のソースにドレインが接続されソースが低位側電源
VSSに接続され、ゲートに制御信号が入力されてなる
NチャネルMOSトランジスタNMBとを備えている。
Next, a two-input NOR cell will be described.
Referring to FIG. 6, this two-input NOR cell has an N-channel MOS transistor NM having gates connected to input terminals IN1 and IN2 and a drain connected in common.
1, NM2 and P-channel MOS transistors PM1 and PM2 whose gates are connected to the input terminals IN2 and IN1, respectively, and whose sources and drains are commonly connected. The drain of the P-channel MOS transistor PM2 and the N-channel MOS The commonly connected drains of the transistors NM1 and NM2 are commonly connected to the output terminal OUT, the drain is connected to the commonly connected sources of the N-channel MOS transistors NM1 and NM2, the source is connected to the lower power supply VSS, and the gate is Input terminals IN2, I
N-channel MOS transistor N connected to N1
MA1, NMA2 and N-channel MOS transistor N
An M-channel MOS transistor NMB having a drain connected to the source of M2, a source connected to the lower power supply VSS, and a control signal input to the gate.

【0056】NOR回路の論理に(真理値表で定義され
る論理)合わせて、入力端子IN1、IN2に対応させ
て、低位側電源側に、低リーク電流型のNチャネルMO
SトランジスタNMA1、NMA2を二つ備えており、
また制御信号をゲート入力とするNチャネルMOSトラ
ンジスタNMBも低リーク電流のトランジスタよりな
る。また高位側電源側に挿入されるPチャネルMOSト
ランジスタPMA、PMBとも低リーク電流型とされて
いる。なお、PチャネルMOSトランジスタPMAのゲ
ートには、入力信号IN1を入力してもよい。
According to the logic of the NOR circuit (logic defined by the truth table), a low-leakage current type N-channel MO is provided on the lower power supply side in correspondence with the input terminals IN1 and IN2.
It has two S transistors NMA1 and NMA2,
The N-channel MOS transistor NMB having the gate input of the control signal is also a transistor having a low leakage current. Further, both the P-channel MOS transistors PMA and PMB inserted on the higher power supply side are of a low leakage current type. Note that the input signal IN1 may be input to the gate of the P-channel MOS transistor PMA.

【0057】入力端子IN1、IN2がともにLowレ
ベルのとき、高位側電源VDDから出力端子OUTへの
電流パスにより出力端子OUTが充電されてHighレ
ベルとなり、入力端子IN1、IN2の一方又は双方が
Highレベルのとき出力端子OUTはLowレベルと
なる。
When both the input terminals IN1 and IN2 are at the low level, the output terminal OUT is charged to the high level by the current path from the higher power supply VDD to the output terminal OUT, and one or both of the input terminals IN1 and IN2 are at the high level. At the time of the level, the output terminal OUT is at the low level.

【0058】上記図4乃至図6を参照して説明した各セ
ルは、スタンダードセル方式の半導体集積回路の設計に
用いられるライブラリにスタンダードセル(「プリミテ
ィブセル」ともいう)として登録される。レイアウト
時、回路接続情報に基づき複数のセルはロウに一列に配
置される。すなわち、高位側電源(VDD)配線パター
ンと、低位側電源(VSS)配線パターン間にプリミテ
ィブセルの論理機能をなす基本論理回路が配置され、各
電源配線パターンと基本論理回路の素子の拡散層とのコ
ンタクト、各セル間を接続するためのセル間配線接続等
を行なってレイアウトが行われる。なお、本発明におい
て、基本セルは、図4乃至図6に示した構成と同様の原
理で、他の論理回路、すなわち排他的論理和回路、ラッ
チ回路、フリップフロップ等の順序回路に対して適用可
能であることは明らかである。
Each cell described with reference to FIGS. 4 to 6 is registered as a standard cell (also referred to as "primitive cell") in a library used for designing a standard cell type semiconductor integrated circuit. At the time of layout, a plurality of cells are arranged in a row in a row based on circuit connection information. That is, a basic logic circuit serving as a logic function of a primitive cell is arranged between a high-potential power supply (VDD) wiring pattern and a low-potential power supply (VSS) wiring pattern. The layout is performed by making contacts, inter-cell wiring connections for connecting the cells, and the like. Note that, in the present invention, the basic cell is applied to another logic circuit, that is, a sequential circuit such as an exclusive OR circuit, a latch circuit, and a flip-flop, based on the same principle as the configuration shown in FIGS. Clearly, it is possible.

【0059】なお、本発明において、リーク電流制御部
を構成するPチャネルMOSトランジスタ、Nチャネル
MOSトランジスタをオン・オフ制御する制御信号は、
半導体集積回路の外部端子から供給するようにしてもよ
い。
In the present invention, a control signal for controlling on / off of a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor constituting a leakage current control unit is as follows.
The power may be supplied from an external terminal of the semiconductor integrated circuit.

【0060】あるいは複数の制御信号を符号化した信号
を外部端子から入力し、半導体集積回路を構成する、複
数の論理回路を含む回路ブロック毎に、高速動作、低速
動作(低リーク電流)に応じて、リーク電流制御部への
制御信号を設定するようにしてもよい。さらに、回路ブ
ロック毎に、信号配線を半導体チップ内部で設計時に予
めVDD又はVSS線に接続するようにしてもよい。
Alternatively, a signal obtained by encoding a plurality of control signals is input from an external terminal, and a high-speed operation and a low-speed operation (low leakage current) are performed for each circuit block including a plurality of logic circuits constituting a semiconductor integrated circuit. Thus, a control signal to the leak current control unit may be set. Furthermore, for each circuit block, the signal wiring may be connected to the VDD or VSS line in advance at the time of designing inside the semiconductor chip.

【0061】あるいは半導体チップ内部のCPU等にお
いて、スタンバイ動作時に、各回路ブロックの論理回路
にそれぞれ設けられているリーク電流制御部への制御信
号の値を動的に設定するように構成してもよい。
Alternatively, in a CPU or the like in a semiconductor chip, a value of a control signal to a leak current control unit provided in each logic circuit of each circuit block may be dynamically set during a standby operation. Good.

【0062】本発明のリーク電流制御回路を備えた論理
回路を含む回路ブロックについて、固定値を保持出力す
る論理回路等、高速動作を必要としない回路ブロックに
対しては低リーク電流モードに設定し、高速スイッチン
グ動作が必要な回路ブロックについては、高速動作モー
ドに設定する等、回路ブロック毎に、リーク電流制御回
路の活性化と非活性化を選択的に設定するようにしても
よい。また、半導体集積回路内で、共通の制御信号によ
り、複数のリーク電流制御回路の活性化と非活性化を一
括して制御するようにしてもよいことは勿論である。
For a circuit block including a logic circuit having a leakage current control circuit according to the present invention, a low leakage current mode is set for a circuit block that does not require high-speed operation, such as a logic circuit that holds and outputs a fixed value. Alternatively, activation and deactivation of the leak current control circuit may be selectively set for each circuit block, for example, by setting a high-speed operation mode for a circuit block that requires a high-speed switching operation. In a semiconductor integrated circuit, activation and deactivation of a plurality of leak current control circuits may be controlled collectively by a common control signal.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記記載の効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The following effects are obtained.

【0064】本発明の第1の効果は、リーク電流制御部
の活性化と非活性化を切替制御する構成としたことによ
り、動作周波数あるいはスイッチング動作速度に応じ
て、スタンバイ動作時もしくは低速動作モード時には低
リーク電流動作として消費電流の縮減を図るとともに、
高速動作モード時には高速スイッチング動作可能として
いる、ということである。
The first effect of the present invention is that the switching between the activation and the deactivation of the leakage current control unit is controlled, so that the standby operation mode or the low-speed operation mode is selected according to the operating frequency or the switching operation speed. Sometimes low leakage current operation to reduce current consumption,
In the high-speed operation mode, high-speed switching operation is enabled.

【0065】本発明の第2の効果は、一つの半導体集積
回路製品について、要求される動作周波数、及び消費電
流に応じて、高速動作型又は低リーク電流型に切替制御
することができる、ということである。
A second effect of the present invention is that one semiconductor integrated circuit product can be controlled to be switched to a high-speed operation type or a low leakage current type according to a required operating frequency and current consumption. That is.

【0066】さらに本発明の第3の効果は、半導体集積
回路内部で回路ブロック毎に、回路ブロックの機能、動
作周波数、消費電流等の性能要求に応じて、高速動作
型、低リーク電流型にそれぞれ設定することができ、動
作周波数と消費電流との調整を図るこことができる、と
いうことである。また、さらに第4の効果は、低速動作
時において、高速型CMOSインバータを低速動作させ
た場合よりも、波形がなだらかになっているために、雑
音発生が少ないということである。
The third effect of the present invention is that a high-speed operation type and a low-leakage current type are provided for each circuit block in the semiconductor integrated circuit in accordance with the performance requirements such as the function, operating frequency, and current consumption of the circuit block. That is, they can be set individually, and the operating frequency and the current consumption can be adjusted. A fourth effect is that noise is less generated during low-speed operation because the waveform is gentler than when the high-speed CMOS inverter is operated at low speed.

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

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例をなす基本セルの一例とし
てインバータの構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an inverter as an example of a basic cell forming a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施例をなす基本セルの一例とし
てNAND回路の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a NAND circuit as an example of a basic cell according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例をなす基本セルの一例とし
てNOR回路の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a NOR circuit as an example of a basic cell forming a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例をなすインバータのスイッ
チング特性(入出力特性)を従来の回路と比較して示す
電圧波形図である。
FIG. 7 is a voltage waveform diagram showing switching characteristics (input / output characteristics) of an inverter according to a third embodiment of the present invention in comparison with a conventional circuit.

【図8】本発明の第3実施例をなすインバータのスイッ
チング時の電流特性を従来の回路と比較して示す電流波
形図である。
FIG. 8 is a current waveform diagram showing current characteristics at the time of switching of an inverter according to a third embodiment of the present invention, as compared with a conventional circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 論理回路 IN 入力端子 NM1、NM2、NMA、NMA1、NMA2、NMB
NチャネルMOSトランジスタ OUT 出力端子 PM1、PM2、PMA、PMA1、NPMA2、PM
B PチャネルMOSトランジスタ
101 Logic circuit IN input terminal NM1, NM2, NMA, NMA1, NMA2, NMB
N-channel MOS transistor OUT output terminal PM1, PM2, PMA, PMA1, NPMA2, PM
BP channel MOS transistor

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路の電源パスに介挿され、制御信号によ
りその活性化と非活性化とが切替制御される電流制御部
を備え、前記回路のスタンバイ動作時もしくは前記回路
を相対的に低速動作させる時には前記電流制御部を活性
化させて前記回路のリーク電流を制限する、ことを特徴
とするリーク電流制御回路。
A current control unit which is inserted into a power supply path of a circuit and whose switching between activation and deactivation is controlled by a control signal; A leak current control circuit characterized in that when operating, the current control unit is activated to limit a leak current of the circuit.
【請求項2】前記回路が論理回路よりなり、 前記電流制御部が、電源と前記論理回路との間の電源パ
スに、並列に挿入されてなる、リーク電流を制限するた
めの第1、第2のスイッチ素子を少なくとも含み、 前記第1のスイッチ素子は、制御信号によりオン・オフ
制御され、 前記第2のスイッチ素子は、前記論理回路に入力される
入力信号によりオン・オフ制御され、 前記論理回路のスタンバイ動作時もしくは前記論理回路
を低速動作させる時には、前記第1スイッチ素子をオフ
してリーク電流を制限し、前記論理回路を相対的に高速
動作させる時には、前記第1のスイッチ素子をオンする
ように切替制御する構成とされてなる、ことを特徴とす
る請求項1記載のリーク電流制御回路。
2. The circuit according to claim 1, wherein said circuit comprises a logic circuit, and said current control unit is connected in parallel to a power supply path between a power supply and said logic circuit, and is configured to limit a leakage current. The first switch element is on / off controlled by a control signal, and the second switch element is on / off controlled by an input signal input to the logic circuit. When the logic circuit is in a standby operation or when the logic circuit is operated at a low speed, the first switch element is turned off to limit a leak current. When the logic circuit is operated at a relatively high speed, the first switch element is turned off. 2. The leak current control circuit according to claim 1, wherein a switching control is performed so as to be turned on.
【請求項3】電源と論理回路との間の電源パスに並列に
挿入されてなる、リーク電流を制限するための第1、第
2のスイッチ素子を少なくとも備え、 前記第1のスイッチ素子は、制御信号によりオン・オフ
制御され、 前記第2のスイッチ素子は、前記論理回路に入力される
入力信号によりオン・オフ制御され、 スタンバイ動作時もしくは低速動作モード時には、前記
第1スイッチ素子をオフしてリーク電流を制限し、高速
動作モード時には、前記第1のスイッチ素子をオンする
ように切替制御する構成とされてなるリーク電流制御回
路を、ゲート回路もしくはセル単位に備えたことを特徴
とする半導体集積回路。
3. A semiconductor device comprising at least first and second switch elements inserted in parallel in a power supply path between a power supply and a logic circuit for limiting a leakage current, wherein the first switch element comprises: The second switch element is on / off controlled by a control signal, and the second switch element is on / off controlled by an input signal input to the logic circuit, and turns off the first switch element during a standby operation or a low-speed operation mode. A leakage current control circuit configured to control switching so as to turn on the first switch element in a high-speed operation mode in a gate circuit or a cell unit. Semiconductor integrated circuit.
【請求項4】論理回路群よりなる回路ブロックを複数含
む半導体集積回路において、 請求項3記載の前記リーク電流制御回路をそれぞれ備え
前記リーク電流制御回路によりリーク電流が制限される
論理回路群と、前記リーク電流制御回路をそれぞれ備え
前記リーク電流制御回路によりリーク電流が制限されな
い論理回路群とが、前記論理回路群が属する回路ブロッ
ク毎に区分されて設けられている、ことを特徴とする半
導体集積回路。
4. A semiconductor integrated circuit including a plurality of circuit blocks each comprising a logic circuit group, wherein each of the logic circuit groups includes the leakage current control circuit according to claim 3, wherein a leakage current is limited by the leakage current control circuit. A logic circuit group provided with each of the leak current control circuits, wherein a leak current is not limited by the leak current control circuit, provided separately for each circuit block to which the logic circuit group belongs; circuit.
【請求項5】請求項3記載の前記リーク電流制御回路に
よりリーク電流が制限される論理回路群について、前記
論理回路群を含む半導体集積回路において、共通の制御
信号で一括して前記各リーク電流制御回路を制御する、
ことを特徴とする半導体集積回路。
5. A logic circuit group whose leak current is limited by said leak current control circuit according to claim 3, wherein said leak current is collectively controlled by a common control signal in a semiconductor integrated circuit including said logic circuit group. Control the control circuit,
A semiconductor integrated circuit characterized by the above.
【請求項6】電源配線と論理回路の電源端子間に互いに
並列接続される、低リーク電流型の複数のスイッチトラ
ンジスタを含み、 前記論理回路は高速型のトランジスタで構成されてお
り、 前記複数のスイッチトランジスタのうち少なくとも一の
スイッチトランジスタの制御端子には制御信号が入力さ
れ、前記複数のスイッチトランジスタの他のトランジス
タの制御端子には前記論理回路に入力される入力信号が
入力され、 スタンバイ動作時もしくは低速動作モード時には、前記
少なくとも一のスイッチトランジスタをオフ状態として
リーク電流を制限し、高速動作モード時には、前記少な
くとも一のスイッチトランジスタがオン状態に設定され
る、ことを特徴とする半導体集積回路。
6. A logic circuit comprising: a plurality of low-leakage current type switch transistors connected in parallel with each other between a power supply line and a power supply terminal of a logic circuit; A control signal is input to a control terminal of at least one of the switch transistors, and an input signal input to the logic circuit is input to control terminals of other transistors of the plurality of switch transistors. Alternatively, in a low-speed operation mode, the at least one switch transistor is turned off to limit a leak current, and in a high-speed operation mode, the at least one switch transistor is set to an on state.
【請求項7】高位側電源配線と論理回路の高位側電源端
子との間に、低リーク電流型の複数のMOSトランジス
タが並列に接続され、このうち少なくとも一のMOSト
ランジスタのゲートには制御信号が入力されてオン・オ
フ制御され、他のMOSトランジスタのゲートには前記
論理回路の論理に合わせて前記論理回路へ入力される入
力信号が入力されてなる、ことを特徴とする半導体集積
回路装置。
7. A plurality of low-leakage current type MOS transistors are connected in parallel between a higher power supply wiring and a higher power supply terminal of a logic circuit, and at least one of the MOS transistors has a gate connected to a control signal. And an on / off control is performed, and an input signal input to the logic circuit is input to the gate of another MOS transistor in accordance with the logic of the logic circuit. .
【請求項8】低位側電源配線と論理回路の低位側電源端
子との間に、低リーク電流型の複数のMOSトランジス
タが並列に接続され、このうち少なくとも一のMOSト
ランジスタのゲートには制御信号が入力されてオン・オ
フ制御され、他のMOSトランジスタのゲートには前記
論理回路の論理に合わせて前記論理回路へ入力される入
力信号が入力されてなる、ことを特徴とする半導体集積
回路装置。
8. A plurality of low-leakage current type MOS transistors are connected in parallel between the lower power supply line and the lower power supply terminal of the logic circuit, and at least one of the MOS transistors has a gate connected to a control signal. And an on / off control is performed, and an input signal input to the logic circuit is input to the gate of another MOS transistor in accordance with the logic of the logic circuit. .
【請求項9】高位側電源配線と論理回路の高位側電源端
子との間に、低リーク電流型の第1群のMOSトランジ
スタが並列に接続され、このうち少なくとも一のMOS
トランジスタのゲートには第1の制御信号が入力されて
オン・オフ制御され、他のMOSトランジスタのゲート
には前記論理回路の論理に合わせて前記論理回路へ入力
される入力信号が入力され、 低位側電源配線と前記論理回路の低位側電源端子との間
に、低リーク電流型の第2群のMOSトランジスタが並
列に接続され、このうち少なくとも一のMOSトランジ
スタのゲートには前記第1の制御信号と相補の第2の制
御信号が入力されてオン・オフ制御され、他のMOSト
ランジスタのゲートには前記論理回路の論理に合わせて
前記論理回路へ入力される入力信号が入力されてなる、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
9. A low-leakage current type first group of MOS transistors is connected in parallel between a higher power supply line and a higher power supply terminal of a logic circuit.
A first control signal is input to the gate of the transistor to be turned on / off, and an input signal input to the logic circuit is input to the gate of another MOS transistor in accordance with the logic of the logic circuit. A second group of low-leakage current type MOS transistors is connected in parallel between a power supply line on the lower side and a lower power supply terminal of the logic circuit, and at least one of the MOS transistors has a gate connected to the first control transistor. A second control signal complementary to the signal is input and on / off controlled, and an input signal input to the logic circuit is input to the gate of the other MOS transistor in accordance with the logic of the logic circuit;
A semiconductor integrated circuit device characterized by the above-mentioned.
【請求項10】基本論理回路を含むセルを所定の行に配
置・配線するスタンダードセル方式の半導体集積回路の
スタンダードセルであって、 高位側電源配線と前記基本論理回路の高位側電源端子と
の間に並列に接続された、低リーク電流型の複数のMO
Sトランジスタを備え、このうち少なくとも一のMOS
トランジスタのゲートには制御信号が入力されてオン・
オフ制御され、他のMOSトランジスタのゲートには前
記基本論理回路の論理に合わせて前記基本論理回路へ入
力される入力信号が入力されてなる、ことを特徴とする
スタンダードセル。
10. A standard cell of a standard cell type semiconductor integrated circuit in which cells including a basic logic circuit are arranged and wired in a predetermined row, wherein a standard power supply wiring is connected to a high power supply terminal of the basic logic circuit. Multiple low leakage current type MOs connected in parallel between
S transistor, at least one of which MOS
A control signal is input to the gate of the transistor to turn it on.
A standard cell which is turned off and has an input signal input to the basic logic circuit in accordance with the logic of the basic logic circuit, applied to a gate of another MOS transistor.
【請求項11】基本論理回路を含むセルを所定の行に配
置・配線するスタンダードセル方式の半導体集積回路の
スタンダードセルであって、 低位側電源配線と前記基本論理回路の低位側電源端子と
の間に並列に接続された、低リーク電流型の複数のMO
Sトランジスタを備え、このうち少なくとも一のMOS
トランジスタのゲートには制御信号が入力されてオン・
オフ制御され、他のMOSトランジスタのゲートには前
記基本論理回路の論理に合わせて前記基本論理回路へ入
力される入力信号が入力されてなる、ことを特徴とする
スタンダードセル。
11. A standard cell of a standard cell type semiconductor integrated circuit in which cells including a basic logic circuit are arranged and wired in a predetermined row, wherein a standard power supply line is connected to a low power supply terminal of the basic logic circuit. Multiple low leakage current type MOs connected in parallel between
S transistor, at least one of which MOS
A control signal is input to the gate of the transistor to turn it on.
A standard cell which is turned off and has an input signal input to the basic logic circuit in accordance with the logic of the basic logic circuit, applied to a gate of another MOS transistor.
【請求項12】基本論理回路を含むセルを所定の行に配
置・配線するスタンダードセル方式の半導体集積回路の
スタンダードセルであって、 高位側電源配線と前記論理回路の高位側電源端子との間
に並列に接続された、低リーク電流型の第1群のMOS
トランジスタを備え、このうち少なくとも一のMOSト
ランジスタのゲートには第1の制御信号が入力されてオ
ン・オフ制御され、他のMOSトランジスタのゲートに
は前記基本論理回路の論理に合わせて前記基本論理回路
へ入力される入力信号が入力され、 低位側電源配線と前記基本論理回路の低位側電源端子と
の間に並列に接続された、低リーク電流型の第2群のM
OSトランジスタを備え、このうち少なくとも一のMO
Sトランジスタのゲートには前記第1の制御信号と相補
の第2の制御信号が入力されてオン・オフ制御され、他
のMOSトランジスタのゲートには前記基本論理回路の
論理に合わせて前記基本論理回路へ入力される入力信号
が入力されてなる、ことを特徴とするスタンダードセ
ル。
12. A standard cell of a standard cell type semiconductor integrated circuit for arranging and wiring cells including a basic logic circuit in a predetermined row, wherein a standard cell is provided between a higher power supply wiring and a higher power supply terminal of the logic circuit. Low-current type first group of MOSs connected in parallel to
A first control signal is input to a gate of at least one of the MOS transistors to be turned on / off, and a gate of the other MOS transistor is connected to the basic logic circuit in accordance with the logic of the basic logic circuit. An input signal to be input to the circuit is input, and a second group of low-leakage current type Ms connected in parallel between a lower power supply line and a lower power supply terminal of the basic logic circuit.
OS transistor, and at least one of these
A second control signal complementary to the first control signal is input to the gate of the S transistor and on / off controlled, and the gates of the other MOS transistors have the basic logic in accordance with the logic of the basic logic circuit. A standard cell comprising an input signal input to a circuit.
【請求項13】スタンダードセル方式の半導体集積回路
のセルライブラリに含まれるインバータセルであって、 ゲートが入力端子に共通接続されドレインが出力端子に
共通接続されてなる第1のPチャネルMOSトランジス
タと第1のNチャネルMOSトランジスタと、 ソースが高位側電源端子に共通接続され、ドレインが前
記第1のPチャネルMOSトランジスタのソースに共通
接続され、ゲートに前記入力端子からの入力信号及び制
御信号の相補信号をそれぞれ入力してなる低リーク電流
型の第2、第3のPチャネルMOSトランジスタと、 ソースが低位側電源端子に共通接続され、ドレインが前
記第1のNチャネルMOSトランジスタのソースに共通
接続され、ゲートに前記入力信号及び前記制御信号をそ
れぞれ入力してなる低リーク電流型の第2、第3のNチ
ャネルMOSトランジスタと、を備えたことを特徴とす
るインバータセル。
13. An inverter cell included in a cell library of a standard cell type semiconductor integrated circuit, comprising: a first P-channel MOS transistor having a gate commonly connected to an input terminal and a drain commonly connected to an output terminal; A first N-channel MOS transistor, a source commonly connected to a higher power supply terminal, a drain commonly connected to a source of the first P-channel MOS transistor, and a gate for receiving an input signal and a control signal from the input terminal. Low-leakage current type second and third P-channel MOS transistors each receiving a complementary signal, a source commonly connected to the lower power supply terminal, and a drain common to the source of the first N-channel MOS transistor Connected to the input signal and the control signal. Inverter cell, characterized by comprising second current type, and a third N-channel MOS transistor.
【請求項14】スタンダードセル方式の半導体集積回路
のセルライブラリに含まれる2入力NANDセルであっ
て、 ゲートに第1、第2の入力端子からの第1、第2の入力
信号をそれぞれ入力しドレインが出力端子に共通接続さ
れてなる第1、第2のPチャネルMOSトランジスタの
共通接続されたソースに、ドレインが共通接続され、ソ
ースが高位側電源端子に共通接続されてなる低リーク電
流型の第3乃至第5のPチャネルMOSトランジスタを
備え、 前記第3、第4のPチャネルMOSトランジスタのゲー
トには前記第1、第2の入力信号がそれぞれ入力され、 前記第5のPチャネルMOSトランジスタのゲートには
制御信号の相補信号が入力され、 ゲートに前記第1の入力信号を入力し、ドレインが前記
出力端子に接続されてなる第1のNチャネルMOSトラ
ンジスタと、ゲートに前記第2の入力信号を入力し、ド
レインが前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソ
ースに接続されてなる第2のNチャネルMOSトランジ
スタと、 ドレインが前記第2のNチャネルMOSトランジスタの
ソースに共通接続され、ソースが低位側電源間に共通接
続され、ゲートに前記第2の入力信号と前記制御信号と
をそれぞれ入力とする第3、第4のNチャネルMOSト
ランジスタと、を備えたことを特徴とする2入力NAN
Dセル。
14. A two-input NAND cell included in a cell library of a standard cell type semiconductor integrated circuit, wherein first and second input signals from first and second input terminals are input to a gate, respectively. A low-leakage current type in which the drain is commonly connected to the commonly connected sources of the first and second P-channel MOS transistors each having the drain commonly connected to the output terminal, and the source is commonly connected to the higher power supply terminal. A third to a fifth P-channel MOS transistor, wherein the gates of the third and fourth P-channel MOS transistors receive the first and second input signals, respectively, and the fifth P-channel MOS transistor A complementary signal of a control signal is input to a gate of the transistor, the first input signal is input to a gate, and a drain is connected to the output terminal. A first N-channel MOS transistor, a second N-channel MOS transistor having a gate to which the second input signal is input, and a drain connected to the source of the first N-channel MOS transistor; The third and fourth N-channel MOS transistors are commonly connected to the source, the sources are commonly connected between the lower power supplies, and the gates receive the second input signal and the control signal, respectively. And a channel MOS transistor.
D cell.
【請求項15】スタンダードセル方式の半導体集積回路
のセルライブラリに含まれる2入力NORセルであっ
て、 ゲートに第1の入力端子からの第1の入力信号を入力し
ドレインが出力端子に接続されてなる第1のPチャネル
MOSトランジスタと、 ゲートに第2の入力端子からの第2の入力信号を入力し
ドレインが前記第1のPチャネルMOSトランジスタの
ソースに接続されてなる第2のPチャネルMOSトラン
ジスタと、 ソースが高位側電源端子に共通接続され、ドレインが前
記第2のPチャネルMOSトランジスタのソースに共通
接続されてなる低リーク電流型の第3、第4のPチャネ
ルMOSトランジスタを備え、 前記第3、第4のPチャネルMOSトランジスタのゲー
トには前記第2の入力信号と、制御信号の相補信号とが
それぞれ入力され、 ドレインが前記出力端子に共通接続され、ゲートに前記
第1、第2の入力信号をそれぞれ入力とする第1、第2
のNチャネルMOSトランジスタと、 ドレインが第1、第2のNチャネルMOSトランジスタ
のソースの接続点に共通接続され、ソースが低位側電源
端子に共通接続されてなる第3乃至第5のNチャネルM
OSトランジスタを備え、 前記第3、第4のNチャネルMOSトランジスタのゲー
トには前記第1、第2の入力信号がそれぞれ入力され、
前記第5のNチャネルMOSトランジスタのゲートには
制御信号が入力される、ことを特徴とする2入力NOR
セル。
15. A two-input NOR cell included in a cell library of a standard cell type semiconductor integrated circuit, wherein a gate receives a first input signal from a first input terminal and a drain is connected to an output terminal. A second P-channel MOS transistor having a gate connected to a second input signal from a second input terminal and a drain connected to a source of the first P-channel MOS transistor A low-leakage current type third and fourth P-channel MOS transistor having a source commonly connected to the higher power supply terminal and a drain commonly connected to the source of the second P-channel MOS transistor; The gates of the third and fourth P-channel MOS transistors receive the second input signal and the complementary signal of the control signal. The first and second input signals are input to the output terminal, respectively, and the first and second input signals are respectively input to the gate.
And a third to fifth N-channel MOS transistors each having a drain commonly connected to a connection point of sources of the first and second N-channel MOS transistors, and a source commonly connected to a lower power supply terminal.
An OS transistor; gates of the third and fourth N-channel MOS transistors receive the first and second input signals, respectively;
A control signal is input to a gate of the fifth N-channel MOS transistor, and a two-input NOR gate is provided.
cell.
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