JP2001060863A - Semi-conductor integrated circuit - Google Patents

Semi-conductor integrated circuit

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JP2001060863A
JP2001060863A JP11236371A JP23637199A JP2001060863A JP 2001060863 A JP2001060863 A JP 2001060863A JP 11236371 A JP11236371 A JP 11236371A JP 23637199 A JP23637199 A JP 23637199A JP 2001060863 A JP2001060863 A JP 2001060863A
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JP
Japan
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effect transistor
channel
field
signal
channel field
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JP11236371A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Yonemaru
政司 米丸
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress current consumption in the case of stand-by without requiring a special control circuit and also reduce power consumption by means of a sub-threshold current when an integrated circuit is operated by constituting the semi-conductor integrated circuit of a low threshold voltage electric field- effect transistor(FET) and a low sub-threshold current FET. SOLUTION: In an inverter circuit, a P channel MOSFETMP is constituted of a low sub-threshold current MOSFET and N channel MOSFETMN is of a low threshold value voltage MOSFET. In the case of stand-by, a circuit is constituted to fix an input signal to an H level so that FETMN is made to be an on-state and FETMP is made to be an off-state. A leakage current between a power source and the ground is decided by the leakage current of FETMP so that current consumption in the case of stand-by is saved. In the case of an operation state, the leakage current when an input signal is the H level and an output signal is a L level is restricted by the sub-threshold current of FETMP.

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、待機時の消費電流
を低減した半導体集積回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having reduced standby current consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の半導体集積回路において、微細加
工技術の進歩により、加工寸法が小さくなってきてい
る。これにともない、電界効果型トランジスタ(FE
T)のチャネル長は短くなり、しきい値電圧も低くなっ
てきている。しかしながら、ゲート−ソース間電圧がし
きい値電圧以下になった場合、すなわち、FETのチャ
ネルがオフ状態にあるときのチャネルリーク電流(サブ
スレッショルド電流)は増大してきている。このよう
に、微細加工技術の進歩により、微細化されたFET
は、サブスレッショルド電流が増大する傾向にあり、特
に、半導体集積回路の待機動作時(非動作時)の消費電
流を大きく支配し、増大させてしまう。これは、近年の
特に小型電池駆動機器に利用される半導体集積回路にと
っては大きな問題となっている。
2. Description of the Related Art In recent semiconductor integrated circuits, the processing dimensions have been reduced due to advances in fine processing technology. Accordingly, field-effect transistors (FE)
The channel length of T) has become shorter and the threshold voltage has also become lower. However, when the gate-source voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage, that is, when the channel of the FET is in an off state, the channel leak current (sub-threshold current) is increasing. As described above, with the advance of fine processing technology, miniaturized FET
In this case, the sub-threshold current tends to increase, and in particular, the current consumption during the standby operation (non-operation) of the semiconductor integrated circuit largely controls and increases. This is a major problem in recent years, particularly for semiconductor integrated circuits used in small battery-driven devices.

【0003】このような、サブスレッショルド電流の増
大にともなう待機時の消費電流の増大を抑えるための工
夫が従来より種々行われきている。従来における対策例
の一例を図8に示す。これは、特開平5−210976
号公報において開示されたものである。本例において
は、Ci(i=1?n)はCMOSを用いて構成した論
理回路であり、例えば、C1はCMOSインバータであ
る。VCは電源端子、VSは接地(GND)端子であ
る。そして、論理回路Ciと電源端子VCとの間にスイ
ッチ回路S1が挿入されている。T1は該スイッチ回路
S1の制御端子である。このスイッチ回路S1には、M
OSトランジスタやバイポーラトランジスタ等を用い
る。N1は論理回路部Ciの電源端子、N2は接地端子
である。
Conventionally, various measures have been taken to suppress such an increase in current consumption during standby due to an increase in subthreshold current. FIG. 8 shows an example of a conventional countermeasure. This is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
This is disclosed in Japanese Patent Publication No. In this example, Ci (i = 1? N) is a logic circuit configured using CMOS, and for example, C1 is a CMOS inverter. VC is a power supply terminal, and VS is a ground (GND) terminal. Then, a switch circuit S1 is inserted between the logic circuit Ci and the power supply terminal VC. T1 is a control terminal of the switch circuit S1. This switch circuit S1 has M
An OS transistor, a bipolar transistor, or the like is used. N1 is a power supply terminal of the logic circuit section Ci, and N2 is a ground terminal.

【0004】この回路において、初期の待機時に、論理
回路Ciの入力Iiは全てHiレベル(=VC)であ
り、出力Oiは全てLoレベル(=VS)である。この
ときに、Pチャネル型MOSFETは全てオフの状態に
あり、Nチャネル型MOSFETは全てオンの状態にあ
る。しかしながら、前述のように、微細化によってFE
Tがオフの時のリーク電流(サブスレッショルド電流)
が問題となってくる。スイッチ回路S1が無い場合、待
機電流は、出力OiがLoの時、オフ状態にあるPチャ
ネル型MOSFETのサブスレッショルド電流は、オン
状態のNチャネル型MOSFETを通して電源端子VC
から接地端子VSへ流れる。この回路において、サブス
レッショルド電流を抑えるために、スイッチ回路S1の
Nチャネル型MOSFETの制御端子T1をLoレベル
に設定し、該MOSFETをオフさせる。このとき、ス
イッチ回路S1のオフ時リーク電流(サブスレッショル
ド電流)は小さく設定している。これにより、電源端子
VCから論理回路Ciに流れる電流はスイッチ回路S1
のリーク電流で決まり、論理回路CiのFETを、低電
圧動作のために、サブスレッショルド電流が大きくなっ
てしまう低しきい値電圧に設定しても、論理回路Ciに
流れるリーク電流は上記スイッチ回路S1のリーク電流
に制限され、待機時の消費電流が抑えられる。このと
き、C1からCnまでの論理回路のサブスレッショルド
電流の総和よりも、スイッチ回路S1のサブスレッショ
ルド電流を小さく設定してあり、共通電源端子N1の電
位が徐々に低下する。論理回路CiのPチャネル型MO
SFETは、ゲート電圧はVCで、ソース電圧がVCよ
り低くなるために、該PチャネルMOSFETは強いオ
フ状態になり、サブスレッショルド電流は大きく低減さ
れる。
In this circuit, during an initial standby, all inputs Ii of the logic circuit Ci are at Hi level (= VC), and all outputs Oi are at Lo level (= VS). At this time, all the P-channel MOSFETs are off, and all the N-channel MOSFETs are on. However, as described above, the FE
Leakage current when T is off (subthreshold current)
Comes into question. When the switch circuit S1 is not provided, the standby current is, when the output Oi is Lo, the subthreshold current of the P-channel MOSFET in the off state is changed to the power supply terminal VC through the N-channel MOSFET in the on state.
To the ground terminal VS. In this circuit, in order to suppress the subthreshold current, the control terminal T1 of the N-channel MOSFET of the switch circuit S1 is set to the Lo level, and the MOSFET is turned off. At this time, the off-state leakage current (subthreshold current) of the switch circuit S1 is set small. As a result, the current flowing from the power supply terminal VC to the logic circuit Ci is reduced to
Even if the FET of the logic circuit Ci is set to a low threshold voltage at which the subthreshold current becomes large for low-voltage operation, the leakage current flowing through the logic circuit Ci is determined by the switch circuit. It is limited to the leakage current of S1, and current consumption during standby is suppressed. At this time, the sub-threshold current of the switch circuit S1 is set smaller than the sum of the sub-threshold currents of the logic circuits from C1 to Cn, and the potential of the common power supply terminal N1 gradually decreases. P-channel type MO of logic circuit Ci
In the SFET, since the gate voltage is VC and the source voltage is lower than VC, the P-channel MOSFET is turned off strongly and the subthreshold current is greatly reduced.

【0005】次に、動作時は、制御端子T1がHiレベ
ルとなり、スイッチ回路S1のNチャネル型MOSFE
Tがオンし、スイッチ回路S1が、論理回路Ciの出力
を充電するのに必要な電流を供給する状態になり、回路
は通常動作する。このとき、論理回路Ciは低しきい値
電圧のMOSFETにて動作しており、低電圧での動作
を実現するものである。
Next, during operation, the control terminal T1 goes high, and the N-channel MOSFET of the switch circuit S1 is turned on.
When T is turned on, the switch circuit S1 enters a state where it supplies a current necessary for charging the output of the logic circuit Ci, and the circuit operates normally. At this time, the logic circuit Ci operates with a MOSFET having a low threshold voltage, and realizes operation at a low voltage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来回路においては、サブスレッショルド電流が支
配的となっている非動作時(待機時)の消費電流を低減
することは可能であるが、幾つかの制約が発生する。
However, in such a conventional circuit, it is possible to reduce the current consumption during non-operation (standby time) in which the subthreshold current is dominant. Restrictions occur.

【0007】一つには、動作時、非動作時のモードの切
り替えを制御する必要があり、上述の制御端子T1を制
御し、動作、非動作時の設定をしてやらなければなら
ず、制御回路を必要とする。
One of the reasons is that it is necessary to control the switching of the mode between operation and non-operation. The control terminal T1 must be controlled to set the operation and non-operation. Need.

【0008】また、従来の回路では、待機時に、スイッ
チ回路S1により電源VCから論理回路Ciを切断する
ことにより、論理回路の状態を待機時に保持することが
できない。待機時には、回路動作も完全に停止し、論理
回路の値も全てリセットされるような応用であれば問題
はないが、多くの論理回路の待機状態においては、本来
の意味での待機状態(動作も完全に停止するのではな
く、論理的には動作していないが、外部からの論理信号
の変化により、すぐに対応し動作できる状態で待機し、
論理回路の状態も信号の変化があるまでは保持してい
る)での動作はできない。
In the conventional circuit, the state of the logic circuit cannot be held in the standby state by disconnecting the logic circuit Ci from the power supply VC by the switch circuit S1 during the standby state. During standby, there is no problem if the application is such that the circuit operation is completely stopped and the values of the logic circuits are all reset. However, in the standby state of many logic circuits, the standby state (operation Does not stop completely and does not operate logically, but changes in the logic signal from the outside cause it to respond immediately and wait for operation.
(The state of the logic circuit is also held until the signal changes.)

【0009】さらに、動作時においても、論理回路Ci
の状態が確定しているとき、すなわち、論理信号の変化
のないときは、消費電流としての前述のリーク電流(サ
ブスレッショルド電流)が消費される。これは、論理回
路の信号遷移時の消費電流に比べれば小さいかも知れな
いが、近年の微細加工にともなう高集積化により、動作
時に存在する該サブスレッショルド電流も無視できる値
ではなくなってくる。したがって、従来のような方式で
は、高集積化によるサブスレッショルド電流の総和が大
きくなり、動作時の消費電流を、それ以上、小さくする
ことができない。
In operation, the logic circuit Ci
When the state is determined, that is, when there is no change in the logic signal, the above-described leak current (sub-threshold current) as current consumption is consumed. This may be smaller than the current consumption of the logic circuit at the time of signal transition, but due to the high integration with recent microfabrication, the subthreshold current present at the time of operation is no longer negligible. Therefore, in the conventional method, the sum of the sub-threshold currents due to the high integration increases, and the current consumption during operation cannot be further reduced.

【0010】本発明においては、このような問題を解決
し、特別な制御回路を必要とせずに、待機時の消費電流
を抑え、論理情報も保持するようにするものである。さ
らに、回路動作時におけるサブスレッショルド電流も低
減し、高集積化により増大する動作時のサブスレッショ
ルド電流による電力消費も低減できるようにするもので
ある。
The present invention solves such a problem and suppresses the current consumption during standby without requiring a special control circuit, and holds logical information. Further, a sub-threshold current at the time of circuit operation is reduced, and power consumption due to the sub-threshold current at the time of operation, which increases due to high integration, can be reduced.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明(第1発明)の半
導体集積回路は、電源−接地間に直列接続された第1の
電界効果型トランジスタ及び第2の電界効果型トランジ
スタを含んで構成される半導体集積回路において、上記
第1又は第2の電界効果型トランジスタの何れか一方を
低しきい値電圧電界効果型トランジスタにより構成し、
他方を低サブスレッショルド電流電界効果型トランジス
タにより構成して成ることを特徴とするものである。
A semiconductor integrated circuit according to the present invention (first invention) includes a first field-effect transistor and a second field-effect transistor connected in series between a power supply and a ground. In the semiconductor integrated circuit, one of the first and second field-effect transistors is constituted by a low threshold voltage field-effect transistor,
The other is constituted by a low subthreshold current field effect transistor.

【0012】また、本発明(第2発明)の半導体集積回
路は、ソースが電源に接続された第1のPチャネル型電
界効果型トランジスタと、ソースが電源に接続された第
2のPチャネル型電界効果型トランジスタとを有し、上
記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタのゲート
と上記第2のPチャネル型電界効果型トランジスタのド
レインとが接続され、上記第2のPチャネル型電界効果
型トランジスタのゲートと上記第1のPチャネル型電界
効果型トランジスタのドレインとが接続され、更に、上
記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタのドレイ
ンと接地間には、ゲートに入力信号が印加される第1の
Nチャネル型電界効果型トランジスタが接続され、上記
第2のPチャネル型電界効果型トランジスタのドレイン
と接地間には、ゲートに上記入力信号の反転信号(反転
入力信号)が印加される第2のNチャネル型電界効果型
トランジスタが接続されており、上記第1のNチャネル
型電界効果型トランジスタのドレインと上記第1のPチ
ャネル型電界効果型トランジスタのドレインと上記第2
のPチャネル型電界効果型トランジスタのゲートとの接
続点を、上記入力信号の反転信号出力端子とし、上記第
2のNチャネル型電界効果型トランジスタのドレインと
上記第2のPチャネル型電界効果型トランジスタのドレ
インと上記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタ
のゲートとの接続点を、上記反転入力信号の反転信号出
力端子として成る半導体集積回路において、上記第1の
Pチャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第2のN
チャネル型電界効果型トランジスタ(又は、上記第1の
Nチャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第2のP
チャネル型電界効果型トランジスタ)を低しきい値電圧
電界効果型トランジスタにより構成し、上記第2のPチ
ャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第1のNチャ
ネル型電界効果型トランジスタ(又は、上記第1のPチ
ャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第2のNチャ
ネル型電界効果型トランジスタ)を低サブスレッショル
ド電流電界効果型トランジスタにより構成して成ること
を特徴とするものである。
Further, the semiconductor integrated circuit of the present invention (second invention) has a first P-channel field-effect transistor having a source connected to a power supply, and a second P-channel type field-effect transistor having a source connected to a power supply. A field-effect transistor, wherein a gate of the first P-channel field-effect transistor and a drain of the second P-channel field-effect transistor are connected to each other; The gate of the transistor is connected to the drain of the first P-channel field-effect transistor, and an input signal is applied to the gate between the drain of the first P-channel field-effect transistor and ground. A first N-channel field effect transistor to be connected is connected, and a gate is connected between the drain of the second P-channel field effect transistor and the ground. A second N-channel field-effect transistor to which an inverted signal of the input signal (inverted input signal) is applied, is connected to the drain of the first N-channel field-effect transistor and the first N-channel field-effect transistor. Of the P-channel field-effect transistor of
A connection point between the gate of the P-channel field-effect transistor and the drain of the second N-channel field-effect transistor and the second P-channel field-effect transistor. In a semiconductor integrated circuit in which a connection point between a drain of a transistor and a gate of the first P-channel field-effect transistor is used as an inverted signal output terminal of the inverted input signal, the first P-channel field-effect transistor And the second N
A channel-type field-effect transistor (or the first N-channel-type field-effect transistor and the second P-type field-effect transistor).
The channel-type field-effect transistor is composed of a low threshold voltage field-effect transistor, and the second P-channel field-effect transistor and the first N-channel field-effect transistor (or the first (P-channel field-effect transistor and the second N-channel field-effect transistor) are constituted by low-subthreshold current field-effect transistors.

【0013】更に、本発明(第3発明)の半導体集積回
路は、上記第2発明の半導体集積回路において、上記第
1のNチャネル型電界効果型トランジスタを、そのゲー
トに、それぞれ異なる入力信号が印加されるM個(M:
2以上の自然数)のNチャネル型電界効果型トランジス
タであって、該M個の入力信号に対する所定の論理演算
結果信号が上記第1のPチャネル型電界効果型トランジ
スタのドレインに得られるように、直列接続、並列接
続、又は直並列接続されたM個のNチャネル型電界効果
型トランジスタに置き換えるとともに、上記第2のNチ
ャネル型電界効果型トランジスタを、そのゲートに、そ
れぞれ異なる反転入力信号が印加されるM個のNチャネ
ル型電界効果型トランジスタであって、上記所定の論理
演算結果信号の反転信号が上記第2のPチャネル型電界
効果型トランジスタのドレインに得られるように、並列
接続、直列接続、又は直並列接続されたM個のNチャネ
ル型電界効果型トランジスタに置き換えて成ることを特
徴とするものである。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention (third invention), in the semiconductor integrated circuit according to the second invention, different input signals are respectively applied to the gate of the first N-channel type field effect transistor. M applied (M:
2 or more natural numbers) N-channel field-effect transistors, wherein a predetermined logical operation result signal for the M input signals is obtained at the drain of the first P-channel field-effect transistor. In addition to replacing the M N-channel field-effect transistors connected in series, parallel, or series-parallel with each other, different inverted input signals are applied to the gates of the second N-channel field-effect transistors. M N-channel field effect transistors to be connected in parallel and in series such that an inverted signal of the predetermined logic operation result signal is obtained at the drain of the second P-channel field effect transistor. Characterized by being replaced by M N-channel field-effect transistors connected or connected in series / parallel.

【0014】また、本発明(第4発明)の半導体集積回
路は、上記第1乃至第3発明の半導体集積回路におい
て、上記低サブスレッショルド電流電界効果型トランジ
スタを、上記低しきい値電圧電界効果型トランジスタよ
りしきい値電圧を高く設定した高しきい値電圧電界効果
型トランジスタにより構成して成ることを特徴とするも
のである。
The semiconductor integrated circuit of the present invention (fourth invention) is the semiconductor integrated circuit of the first to third inventions, wherein the low sub-threshold current field effect transistor is replaced by the low threshold voltage field effect transistor. And a high threshold voltage field effect transistor having a threshold voltage set higher than that of the transistor.

【0015】また、本発明(第5発明)の半導体集積回
路は、上記第1乃至第3発明の半導体集積回路におい
て、上記低サブスレッショルド電流電界効果型トランジ
スタを、上記低しきい値電圧電界効果型トランジスタよ
り、そのチャネル長を長く設定した、又はそのチャネル
幅を狭く設定した電界効果型トランジスタにより構成し
て成ることを特徴とするものである。
The semiconductor integrated circuit of the present invention (fifth invention) is the semiconductor integrated circuit of the first to third inventions, wherein the low sub-threshold current field effect transistor is replaced by the low threshold voltage field effect transistor. It is characterized by being constituted by a field effect transistor whose channel length is set longer or its channel width is set narrower than that of the transistor.

【0016】更に、本発明(第6発明)の半導体集積回
路は、上記第1乃至第3発明の半導体集積回路におい
て、上記低サブスレッショルド電流電界効果型トランジ
スタを、そのゲートを共通接続した複数個の電界効果型
トランジスタの直列接続構造体により構成して成ること
を特徴とするものである。
Further, the semiconductor integrated circuit according to the present invention (sixth invention) is the semiconductor integrated circuit according to the first to third inventions, wherein the low sub-threshold current field effect transistor has a plurality of gates connected in common. And a series-connected structure of field-effect transistors.

【0017】かかる本発明の半導体集積回路によれば、
電源から接地までの電流経路に必ず低サブスレッショル
ド電流の電界効果型トランジスタが存在し、これによっ
て、半導体集積回路が動作状態であれ、待機状態であ
れ、電源−接地間に流れるサブスレッショルド電流を小
さくすることができるため、消費電流を低減することが
できるものである。また、動作−待機状態間の遷移にお
いて、特別な制御信号を必要とせず、したがって、制御
信号発生のための制御回路も全く不要となるものであ
る。更に、待機状態においても、回路に電源を供給した
ままとすることができるため、論理状態を保持させたま
まで待機状態とすることができるものである。
According to the semiconductor integrated circuit of the present invention,
There is always a field effect transistor with a low subthreshold current in the current path from the power supply to the ground, thereby reducing the subthreshold current flowing between the power supply and the ground regardless of whether the semiconductor integrated circuit is operating or in a standby state. Therefore, current consumption can be reduced. Further, no special control signal is required in the transition between the operation and the standby state, and therefore, a control circuit for generating the control signal is not required at all. Further, even in the standby state, power can be supplied to the circuit, so that the standby state can be achieved while the logical state is maintained.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
いて、本発明を詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments of the present invention.

【0019】図1は、本発明の第1の実施形態の回路構
成図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【0020】本実施形態は、インバータ回路において本
発明を実施したものであり、図において、MPはPチャ
ネル型MOSFET、MNはNチャネル型MOSFET
であり、Pチャネル型MOSFETMPを、低サブスレ
ッショルド電流MOSFETにより構成し、Nチャネル
型MOSFETMNを低しきい値電圧MOSFETによ
り構成しているものである。また、VCは電源端子、V
Sは接地端子であり、INは入力信号が印加される信号
入力端子、OUTは出力信号が出力される信号出力端子
である。
In this embodiment, the present invention is embodied in an inverter circuit. In the drawings, MP is a P-channel MOSFET, and MN is an N-channel MOSFET.
That is, the P-channel MOSFET MP is configured by a low subthreshold current MOSFET, and the N-channel MOSFET MN is configured by a low threshold voltage MOSFET. VC is a power supply terminal, V
S is a ground terminal, IN is a signal input terminal to which an input signal is applied, and OUT is a signal output terminal to which an output signal is output.

【0021】上記の構成において、上記低サブスレッシ
ョルド電流MOSFETは、例えば、上記低しきい値電
圧MOSFETよりしきい値電圧を高く設定した高しき
い値電圧MOSFETにより構成することができる。
In the above configuration, the low sub-threshold current MOSFET can be constituted by, for example, a high threshold voltage MOSFET whose threshold voltage is set higher than that of the low threshold voltage MOSFET.

【0022】或いは、上記低サブスレッショルド電流M
OSFETは、上記低しきい値電圧MOSFETより、
そのチャネル長を長く設定した、又はそのチャネル幅を
狭く設定したMOSFETにより構成することができ
る。
Alternatively, the low sub-threshold current M
The OSFET is more than the low threshold voltage MOSFET described above.
It can be constituted by a MOSFET whose channel length is set long or whose channel width is set narrow.

【0023】更には、上記低サブスレッショルド電流M
OSFETは、そのゲートを共通接続した複数個のMO
SFETの直列接続構造体により構成することができ
る。この場合の構成を図2に示す。
Further, the low sub-threshold current M
The OSFET has a plurality of MOs whose gates are commonly connected.
It can be constituted by a series connection structure of SFETs. FIG. 2 shows the configuration in this case.

【0024】また、この構成を、SOI(Silico
n On Insulator)構造で実現した構造図
を図3に示す。図において、SUBはシリコン基板、S
iO2はシリコン酸化層、pはP型シリコン層(ソー
ス、ドレイン)、nはN型シリコン層(チャネル)、
S、G及びDは、それぞれ、ソース電極、ゲート電極、
及びドレイン電極である。近年の技術の発達により、S
OI構造での低電圧デバイスが実現されてきている。S
OIにおいても、低しきい値にすることで、上述のサブ
スレッショルド電流の増加は問題となってくる。この対
策のために、図3のような縦積みのMOSFETにて、
サブスレッショルド電流を低減する場合、通常のバルク
MOSFETの場合に比べて、寄生容量が非常に小さ
く、縦積みによる性能劣化をバルクの場合より小さくで
きるので有効である。
Further, this configuration is referred to as SOI (Silico).
FIG. 3 shows a structural diagram realized by an (n On Insulator) structure. In the figure, SUB is a silicon substrate, S
iO2 is a silicon oxide layer, p is a P-type silicon layer (source, drain), n is an N-type silicon layer (channel),
S, G and D are a source electrode, a gate electrode,
And a drain electrode. With the recent development of technology, S
Low voltage devices with OI structures have been realized. S
Also in the OI, the above-mentioned increase in the subthreshold current becomes a problem by setting the threshold value to a low value. To prevent this, use vertically stacked MOSFETs as shown in FIG.
When the subthreshold current is reduced, the parasitic capacitance is extremely small as compared with the case of a normal bulk MOSFET, and the performance degradation due to the vertical stacking can be made smaller than in the case of the bulk, which is effective.

【0025】本実施形態の回路構成において、入力信号
がHiレベルに固定された状態で待機状態となっている
場合を考える。この場合、入力信号がHiレベルである
から、Nチャネル型MOSFETMNがオン状態、Pチ
ャネル型MOSFETMPがオフ状態となっている。こ
の状態での電源−接地間のリーク電流は、低サブスレッ
ショルド電流MOSFETMPのリーク電流で決まる
が、この電流値は低く設定されているため、待機時の消
費電流の低減を図ることができるものである。また、論
理状態も継続して保持されているものである。
In the circuit configuration of this embodiment, a case where the input signal is fixed at the Hi level and is in the standby state will be considered. In this case, since the input signal is at the Hi level, the N-channel MOSFET MN is on and the P-channel MOSFET MP is off. The leakage current between the power supply and the ground in this state is determined by the leakage current of the low-subthreshold current MOSFETMP. However, since this current value is set low, it is possible to reduce current consumption during standby. is there. Further, the logic state is also kept continuously.

【0026】次に、入力信号がLoレベルに固定された
状態で待機状態となっている場合を考える。この場合
は、入力信号がLoレベルであるから、Nチャネル型M
OSFETMNがオフ状態、Pチャネル型MOSFET
MPがオン状態となっている。この状態での電源−接地
間のリーク電流は、低しきい値電圧MOSFETMNの
リーク電流で決まる。したがって、この場合は、待機時
の消費電流低減の効果は得られないものである。
Next, consider a case where the apparatus is in a standby state with the input signal fixed at the Lo level. In this case, since the input signal is at the Lo level, the N-channel type M
OSFETMN is off, P-channel MOSFET
MP is on. The leakage current between the power supply and the ground in this state is determined by the leakage current of the low threshold voltage MOSFET MN. Therefore, in this case, the effect of reducing current consumption during standby cannot be obtained.

【0027】したがって、本実施形態の回路を用いる場
合は、待機時において、入力信号がHiレベルに固定さ
れる回路構成をとることにより、待機時の消費電流の低
減が可能となるものである。
Therefore, when the circuit of this embodiment is used, the current consumption during standby can be reduced by adopting a circuit configuration in which the input signal is fixed to Hi level during standby.

【0028】次に、本実施形態の回路が、待機状態から
動作状態に移行し、入力信号がHiレベルからLoレベ
ルに変化すれば、Nチャネル型MOSFETMNはオフ
となり、Pチャネル型MOSFETMPはオンとなっ
て、Hiレベルの出力信号が出力される。また、入力信
号がLoレベルからHiレベルに変化すれば、Nチャネ
ル型MOSFETMNはオンとなり、Pチャネル型MO
SFETMPはオフとなって、Loレベルの出力信号が
出力される。以後、動作状態においては、入力信号に応
じて、その反転信号が出力される。
Next, when the circuit of this embodiment shifts from the standby state to the operating state and the input signal changes from Hi level to Lo level, the N-channel MOSFET MN is turned off and the P-channel MOSFET MP is turned on. As a result, a Hi-level output signal is output. When the input signal changes from the Lo level to the Hi level, the N-channel MOSFET MN is turned on, and the P-channel MOSFET MN is turned on.
The SFETMP is turned off, and an output signal of Lo level is output. Thereafter, in the operating state, an inverted signal thereof is output according to the input signal.

【0029】この動作状態時においても、入力信号がH
iレベルであり、出力信号がLoレベルであるときのリ
ーク電流は、低サブスレッショルド電流MOSFETM
Pのサブスレッショルド電流によって制限されるため、
その値は極めて小さいものとなり、消費電流の低減を図
ることができるものである。なお、入力信号がLoレベ
ルであり、出力信号がHiレベルであるときのリーク電
流は、低しきい値電圧MOSFETMNのサブスレショ
ルド電流で決まるため、この期間においては、消費電流
低減の効果は得られないものである。
In this operating state, the input signal is high.
When the output signal is at the i level and the output signal is at the Lo level, the leakage current is low sub-threshold current MOSFETM
Limited by the P subthreshold current,
The value is extremely small, and the current consumption can be reduced. Note that the leakage current when the input signal is at the Lo level and the output signal is at the Hi level is determined by the sub-threshold current of the low threshold voltage MOSFET MN. Therefore, the effect of reducing the current consumption can be obtained during this period. Not something.

【0030】その後、再び、待機状態に移行する場合
は、入力信号をHiレベルに固定して、待機状態に移行
する。
Thereafter, when shifting to the standby state again, the input signal is fixed at the Hi level, and the operation shifts to the standby state.

【0031】以上で、第1の実施形態についての説明を
終わる。
This is the end of the description of the first embodiment.

【0032】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0033】図4は、本発明の第2の実施形態の回路構
成図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【0034】本実施形態も、上記第1の実施形態と同じ
く、インバータ回路において本発明を実施したものであ
り、図において、MP‘はPチャネル型MOSFET、
MN‘はNチャネル型MOSFETであり、Nチャネル
型MOSFETMN‘を、低サブスレッショルド電流M
OSFETにより構成し、Pチャネル型MOSFETM
P‘を低しきい値電圧MOSFETにより構成している
ものである。また、VCは電源端子、VSは接地端子で
あり、IN‘は入力信号が印加される信号入力端子、O
UT‘は出力信号が出力される信号出力端子である。
In this embodiment, as in the first embodiment, the present invention is embodied in an inverter circuit. In the drawing, MP ′ is a P-channel MOSFET,
MN ′ is an N-channel MOSFET. The N-channel MOSFET MN ′ is connected to a low sub-threshold current M
OSFET, P-channel MOSFETM
P ′ is constituted by a low threshold voltage MOSFET. VC is a power supply terminal, VS is a ground terminal, IN 'is a signal input terminal to which an input signal is applied, and O'
UT 'is a signal output terminal from which an output signal is output.

【0035】かかる構成において、入力信号がLoレベ
ルに固定された状態で待機状態となっている場合を考え
る。この場合、入力信号がLoレベルであるから、Pチ
ャネル型MOSFETMP‘がオン状態、Nチャネル型
MOSFETMN‘がオフ状態となっている。この状態
での電源−接地間のリーク電流は、低サブスレッショル
ド電流MOSFETMN‘のリーク電流で決まるが、こ
の電流値は低く設定されているため、待機時の消費電流
の低減を図ることができるものである。また、論理状態
も継続して保持されているものである。
In such a configuration, it is assumed that the input signal is fixed at Lo level and is in a standby state. In this case, since the input signal is at the Lo level, the P-channel MOSFET MP 'is on and the N-channel MOSFET MN' is off. The leakage current between the power supply and the ground in this state is determined by the leakage current of the low subthreshold current MOSFET MN '. Since this current value is set low, it is possible to reduce current consumption during standby. It is. Further, the logic state is also kept continuously.

【0036】次に、入力信号がHiレベルに固定された
状態で待機状態となっている場合を考える。この場合
は、入力信号がHiレベルであるから、Nチャネル型M
OSFETMN‘がオン状態、Pチャネル型MOSFE
TMP‘がオフ状態となっている。この状態での電源−
接地間のリーク電流は、低しきい値電圧MOSFETM
P‘のリーク電流で決まる。したがって、この場合は、
待機時の消費電流低減の効果は得られないものである。
Next, consider a case where the input signal is fixed at the Hi level and is in the standby state. In this case, since the input signal is at the Hi level, the N-channel type M
OSFET MN 'is on, P-channel MOSFET
TMP 'is off. Power supply in this state
The leakage current between the ground and the low threshold voltage MOSFETM
It is determined by the leakage current of P '. So, in this case,
The effect of reducing the current consumption during standby cannot be obtained.

【0037】したがって、本実施形態の回路を用いる場
合は、待機時において、入力信号がLoレベルに固定さ
れる回路構成をとることにより、待機時の消費電流の低
減が可能となるものである。
Therefore, when the circuit of this embodiment is used, the current consumption during standby can be reduced by adopting a circuit configuration in which the input signal is fixed at the Lo level during standby.

【0038】次に、本実施形態の回路が、待機状態から
動作状態に移行し、入力信号がLoレベルからHiレベ
ルに変化すれば、Pチャネル型MOSFETMP‘はオ
フとなり、Nチャネル型MOSFETMN‘はオンとな
って、Loレベルの出力信号が出力される。また、入力
信号がHiレベルからLoレベルに変化すれば、Pチャ
ネル型MOSFETMP‘はオンとなり、Nチャネル型
MOSFETMN‘はオフとなって、Hiレベルの出力
信号が出力される。以後、動作状態においては、入力信
号に応じて、その反転信号が出力される。
Next, when the circuit of this embodiment shifts from the standby state to the operating state and the input signal changes from the Lo level to the Hi level, the P-channel MOSFET MP 'is turned off and the N-channel MOSFET MN' is turned off. When turned on, an output signal of Lo level is output. When the input signal changes from the Hi level to the Lo level, the P-channel MOSFET MP 'is turned on, the N-channel MOSFET MN' is turned off, and the Hi-level output signal is output. Thereafter, in the operating state, an inverted signal thereof is output according to the input signal.

【0039】この動作状態時においても、入力信号がL
oレベルであり、出力信号がHiレベルであるときのリ
ーク電流は、低サブスレッショルド電流MOSFETM
Nのサブスレッショルド電流によって制限されるため、
その値は極めて小さいものとなり、消費電流の低減を図
ることができるものである。なお、入力信号がHiレベ
ルであり、出力信号がLoレベルであるときのリーク電
流は、低しきい値電圧MOSFETMPのサブスレショ
ルド電流で決まるため、この期間においては、消費電流
低減の効果は得られないものである。
In this operating state, the input signal is low.
o level, and the leakage current when the output signal is at the Hi level is a low subthreshold current MOSFETM.
Is limited by the N subthreshold current,
The value is extremely small, and the current consumption can be reduced. Note that the leakage current when the input signal is at the Hi level and the output signal is at the Lo level is determined by the sub-threshold current of the low threshold voltage MOSFET MP. Therefore, the effect of reducing the current consumption can be obtained during this period. Not something.

【0040】その後、再び、待機状態に移行する場合
は、入力信号をLoレベルに固定して、待機状態に移行
する。
Thereafter, when shifting to the standby state again, the input signal is fixed at the Lo level, and then the standby state is set.

【0041】以上で、第2の実施形態についての説明を
終わる。
This is the end of the description of the second embodiment.

【0042】次に、本発明の第3の実施形態について説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0043】図5は、本発明の第3の実施形態の回路構
成図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【0044】本実施形態も、先に説明した第1及び第2
の実施形態と同じくインバータ回路において本発明を実
施したものである。
In the present embodiment, the first and the second
The present invention is embodied in an inverter circuit as in the embodiment.

【0045】図において、M1は低しきい値電圧のPチ
ャネル型MOSFET、M2は低サブスレッショルド電
流のPチャネル型MOSFET、M3は低サブスレッシ
ョルド電流のNチャネル型MOSFET、M4は低しき
い値電圧のNチャネル型MOSFETである。Pチャネ
ル型MOSFETM1及びM2のソースは電源端子VC
に接続されており、また、Pチャネル型MOSFETM
1のゲートはPチャネル型MOSFETM2のドレイン
に、Pチャネル型MOSFETM2のゲートはPチャネ
ル型MOSFETM1のドレインに、それぞれ、接続さ
れている。Nチャネル型MOSFETM3は、Pチャネ
ル型MOSFETM1のドレインと接地端子VS間に接
続されており、そのゲートは入力信号が印加される信号
入力端子1に接続されている。また、Nチャネル型MO
SFETM4は、Pチャネル型MOSFETM2のドレ
インと接地端子VS間に接続されており、そのゲートは
上記入力信号の反転信号(反転入力信号)が印加される
反転信号入力端子2に接続されている。3は、上記入力
信号の反転信号が出力される信号出力端子であり、4
は、上記反転入力信号の反転信号が出力される反転信号
出力端子である。
In the figure, M1 is a P-channel MOSFET with a low threshold voltage, M2 is a P-channel MOSFET with a low subthreshold current, M3 is an N-channel MOSFET with a low subthreshold current, and M4 is a low threshold voltage N-channel type MOSFET. The sources of the P-channel MOSFETs M1 and M2 are at the power supply terminal VC.
And a P-channel MOSFET M
1 is connected to the drain of the P-channel MOSFET M2, and the gate of the P-channel MOSFET M2 is connected to the drain of the P-channel MOSFET M1. The N-channel MOSFET M3 is connected between the drain of the P-channel MOSFET M1 and the ground terminal VS, and has a gate connected to the signal input terminal 1 to which an input signal is applied. Also, N-channel type MO
The SFET M4 is connected between the drain of the P-channel MOSFET M2 and the ground terminal VS, and its gate is connected to the inverted signal input terminal 2 to which an inverted signal of the input signal (inverted input signal) is applied. Reference numeral 3 denotes a signal output terminal from which an inverted signal of the input signal is output.
Is an inverted signal output terminal for outputting an inverted signal of the inverted input signal.

【0046】上記構成の本実施形態のインバータ回路に
おいて、待機動作時、すなわち、入力信号の変化が無
く、そのレベルが固定されている場合を考える。まず、
待機時において、信号入力端子1の入力信号がLoレベ
ル(=GND)であり、反転信号入力端子2の反転入力
信号がHiレベル(=VC)の状態で待機動作している
時について考える。この場合、反転信号入力端子2の反
転入力信号がHiであるから、MOSFETM4はオン
の状態となり、反転信号出力端子4の反転信号(反転入
力信号の反転信号)をLoレベルとする。このとき、M
OSFETM1は、オンの状態となり、MOSFETM
3は、信号入力端子1の入力信号がLoレベルであるか
らオフしており、したがって、信号出力端子3の反転信
号(入力信号の反転信号)はHiレベルとなる。また、
反転信号出力端子3がHiレベルとなることにより、M
OSFETM2はオフ状態となる。このような状態で待
機動作しているとき、この回路の電源端子VCから接地
端子VSへのリーク電流パスとしては、直列に接続され
たMOSFETM1とM3を通して流れる経路と、同じ
く直列に接続されたMOSFETM2とM4を通して流
れる経路とが存在する。このときに、最初のM1とM3
の経路においては、M3が低サブスレッショルド電流の
MOSFETであるから、リーク電流は、このMOSF
ETM3のサブスレッショルド電流により制限される。
また、M2とM4の経路においては、、M2が低サブス
レッショルド電流のMOSFETであるから、リーク電
流は、このMOSFETM2のサブスレッショルド電流
により制限される。したがって、何れの経路において
も、リーク電流を極めて小さいものとすることができる
ので、本実施形態の回路によれば、待機時のリーク電流
を低減できるものである。また、このとき、回路には電
源が供給されたままであるので、論理状態も保持される
ものである。
In the inverter circuit of the present embodiment having the above-described configuration, it is assumed that the input signal does not change and its level is fixed during standby operation. First,
At the time of standby, a case where the input signal of the signal input terminal 1 is at the Lo level (= GND) and the inversion input signal of the inverted signal input terminal 2 is at the Hi level (= VC) and the standby operation is performed is considered. In this case, since the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2 is Hi, the MOSFET M4 is turned on, and the inverted signal of the inverted signal output terminal 4 (the inverted signal of the inverted input signal) is set to Lo level. At this time, M
OSFET M1 is turned on, and MOSFET M
3 is off because the input signal of the signal input terminal 1 is at the Lo level, and the inverted signal of the signal output terminal 3 (the inverted signal of the input signal) is at the Hi level. Also,
When the inverted signal output terminal 3 becomes Hi level, M
OSFET M2 is turned off. When the standby operation is performed in such a state, a leakage current path from the power supply terminal VC to the ground terminal VS of the circuit includes a path flowing through the MOSFETs M1 and M3 connected in series and a MOSFET M2 similarly connected in series. And a path flowing through M4. At this time, the first M1 and M3
In the path of (3), since M3 is a MOSFET with a low subthreshold current, the leakage current
Limited by the subthreshold current of ETM3.
In the path between M2 and M4, since M2 is a MOSFET having a low subthreshold current, the leakage current is limited by the subthreshold current of the MOSFET M2. Therefore, the leakage current can be extremely small in any of the paths, and according to the circuit of the present embodiment, the leakage current during standby can be reduced. At this time, since the circuit is still supplied with power, the logic state is also maintained.

【0047】次に、上記構成の本実施形態のインバータ
回路において、待機時において、信号入力端子1の入力
信号がHiレベル(=VC)であり、反転信号入力端子
2の反転入力信号がLoレベル(=GND)の状態で待
機動作している時について考える。この場合、信号入力
端子1の入力信号がHiレベルであるから、MOSFE
TM3はオンの状態となり、信号出力端子3の反転信号
(入力信号の反転信号)をLoレベルとする。このと
き、MOSFETM2は、オンの状態となり、MOSF
ETM4は、反転信号入力端子2の反転入力信号がLo
レベルであるからオフしており、したがって、反転信号
出力端子4の反転信号(反転入力信号の反転信号)はH
iレベルとなる。また、反転信号出力端子4がHiとな
ることにより、MOSFETM1はオフ状態となる。こ
のような状態で待機動作しているとき、この回路の電源
端子VCから接地端子VSへのリーク電流パスとして
は、直列に接続されたMOSFETM1とM3を通して
流れる経路と、同じく直列に接続されたMOSFETM
2とM4を通して流れる経路とが存在する。このとき
に、最初のM1とM3の経路においては、リーク電流
は、低しきい値電圧MOSFETM1のサブスレッショ
ルド電流により決まる。また、M2とM4の経路におい
ても、リーク電流は、低しきい値電圧MOSFETM4
のサブスレッショルド電流により決まる。したがって、
この場合は、リーク電流低減の効果は得られないもので
ある。
Next, in the inverter circuit of the present embodiment having the above configuration, during standby, the input signal of the signal input terminal 1 is at Hi level (= VC), and the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2 is at Lo level. Consider the case where the standby operation is performed in the state of (= GND). In this case, since the input signal of the signal input terminal 1 is at the Hi level, the MOSFE
TM3 is turned on, and the inverted signal of the signal output terminal 3 (the inverted signal of the input signal) is set to Lo level. At this time, the MOSFET M2 is turned on, and the MOSF
The ETM4 is such that the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2 is Lo.
Level, the signal is off, and therefore the inverted signal of the inverted signal output terminal 4 (the inverted signal of the inverted input signal) is H
i-level. Further, when the inverted signal output terminal 4 becomes Hi, the MOSFET M1 is turned off. When the standby operation is performed in such a state, a leakage current path from the power supply terminal VC to the ground terminal VS of the circuit includes a path flowing through the MOSFETs M1 and M3 connected in series and a MOSFET M1 connected in series.
2 and a path that flows through M4. At this time, in the first path of M1 and M3, the leakage current is determined by the sub-threshold current of the low threshold voltage MOSFET M1. Also, in the path of M2 and M4, the leakage current is low threshold voltage MOSFET M4.
Is determined by the subthreshold current of Therefore,
In this case, the effect of reducing the leak current cannot be obtained.

【0048】したがって、本実施形態の回路を用いる場
合は、待機時において、入力信号がLoレベルに固定さ
れる回路構成をとることにより、待機時の消費電流の低
減が可能となるものである。
Therefore, when the circuit of this embodiment is used, the current consumption in the standby mode can be reduced by adopting a circuit configuration in which the input signal is fixed to the Lo level in the standby mode.

【0049】次に、本実施形態の回路が、待機状態から
動作状態に移行し、入力信号がLoレベルからHiレベ
ルに変化すれば、反転入力信号はHiレベルからLoレ
ベルへ変化する。これにより、Nチャネル型MOSFE
TM4はオフとなり、Nチャネル型MOSFETM3は
オン状態となる。したがって、信号出力端子3の反転信
号(入力信号の反転信号)はLoレベルとなり、また、
これにより、Pチャネル型MOSFETM2がオンとな
るので、反転信号出力端子4の反転信号(反転入力信号
の反転信号)は、Hiレベルとなる。また、反転信号出
力端子4がHiレベルとなることにより、MOSFET
M1はオフとなる。
Next, when the circuit of this embodiment shifts from the standby state to the operating state and the input signal changes from Lo level to Hi level, the inverted input signal changes from Hi level to Lo level. Thereby, the N-channel type MOSFE
TM4 is turned off, and N-channel MOSFET M3 is turned on. Therefore, the inverted signal of the signal output terminal 3 (the inverted signal of the input signal) becomes Lo level, and
As a result, the P-channel MOSFET M2 is turned on, and the inverted signal of the inverted signal output terminal 4 (the inverted signal of the inverted input signal) becomes Hi level. When the inverted signal output terminal 4 becomes Hi level, the MOSFET
M1 is turned off.

【0050】入力信号がHiレベルからLoレベルに変
化したときも、同様の動作により、信号出力端子3から
は入力信号の反転信号(Hiレベル)が出力され、反転
信号出力端子4からは、反転入力信号の反転信号(Lo
レベル)が出力される。
When the input signal changes from the Hi level to the Lo level, the same operation is performed to output an inverted signal (Hi level) of the input signal from the signal output terminal 3 and output the inverted signal from the inverted signal output terminal 4. Inverted signal of input signal (Lo
Level) is output.

【0051】以上のようにして、動作状態においては、
入力信号に応じて、信号出力端子3及び反転信号出力端
子4より、それぞれ、入力信号及び反転入力信号の反転
信号が出力される。
As described above, in the operating state,
According to the input signal, an inverted signal of the input signal and the inverted input signal are output from the signal output terminal 3 and the inverted signal output terminal 4, respectively.

【0052】その後、再び、待機状態に移行する場合
は、入力信号をLoレベルに固定して、待機状態に移行
する。
Thereafter, when shifting to the standby state again, the input signal is fixed at the Lo level, and the operation shifts to the standby state.

【0053】以上で、第3の実施形態についての説明を
終わる。
The description of the third embodiment has been completed.

【0054】次に、本発明の第4の実施形態について説
明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0055】図6は、本発明の第4の実施形態の回路構
成図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【0056】本実施形態も、先に説明した第1、第2及
び第3の実施形態と同じくインバータ回路において本発
明を実施したものである。
In this embodiment, as in the first, second and third embodiments described above, the present invention is implemented in an inverter circuit.

【0057】図において、M1‘は低サブスレッショル
ド電流のPチャネル型MOSFET、M2‘は低しきい
値電圧のPチャネル型MOSFET、M3‘は低しきい
値電圧のNチャネル型MOSFET、M4‘は低サブス
レッショルド電流のNチャネル型MOSFETである。
Pチャネル型MOSFETM1‘及びM2‘のソースは
電源端子VCに接続されており、また、Pチャネル型M
OSFETM1‘のゲートはPチャネル型MOSFET
M2‘のドレインに、Pチャネル型MOSFETM2
‘のゲートはPチャネル型MOSFETM1‘のドレイ
ンに、それぞれ、接続されている。Nチャネル型MOS
FETM3‘は、Pチャネル型MOSFETM1‘のド
レインと接地端子VS間に接続されており、そのゲート
は入力信号が印加される信号入力端子1‘に接続されて
いる。また、Nチャネル型MOSFETM4‘は、Pチ
ャネル型MOSFETM2‘のドレインと接地端子VS
間に接続されており、そのゲートは上記入力信号の反転
信号(反転入力信号)が印加される反転信号入力端子2
‘に接続されている。3‘は、上記入力信号の反転信号
が出力される信号出力端子であり、4‘は、上記反転入
力信号の反転信号が出力される反転信号出力端子であ
る。
In the figure, M1 'is a P-channel MOSFET with a low subthreshold current, M2' is a P-channel MOSFET with a low threshold voltage, M3 'is an N-channel MOSFET with a low threshold voltage, and M4' This is an N-channel MOSFET with a low subthreshold current.
The sources of the P-channel MOSFETs M1 'and M2' are connected to the power supply terminal VC.
The gate of OSFET M1 'is a P-channel MOSFET
A P-channel MOSFET M2 is connected to the drain of M2 '.
The gate of 'is connected to the drain of the P-channel MOSFET M1', respectively. N-channel MOS
The FET M3 'is connected between the drain of the P-channel MOSFET M1' and the ground terminal VS, and has its gate connected to the signal input terminal 1 'to which an input signal is applied. The N-channel MOSFET M4 'is connected to the drain of the P-channel MOSFET M2' and the ground terminal VS.
The gate is connected to an inverted signal input terminal 2 to which an inverted signal of the input signal (inverted input signal) is applied.
'It is connected to the. 3 'is a signal output terminal for outputting an inverted signal of the input signal, and 4' is an inverted signal output terminal for outputting an inverted signal of the inverted input signal.

【0058】上記構成の本実施形態のインバータ回路に
おいて、待機動作時、すなわち、入力信号の変化が無
く、そのレベルが固定されている場合を考える。まず、
待機時において、信号入力端子1‘の入力信号がHiレ
ベル(=VC)であり、反転信号入力端子2‘の反転入
力信号がLoレベル(=GND)の状態で待機動作して
いる時について考える。この場合、信号入力端子1‘の
入力信号がHiであるから、MOSFETM3‘はオン
の状態となり、信号出力端子3‘の反転信号(入力信号
の反転信号)をLoレベルとする。このとき、MOSF
ETM2‘は、オンの状態となり、MOSFETM4
‘は、反転信号入力端子2‘の反転入力信号がLoレベ
ルであるからオフしており、したがって、反転信号出力
端子4‘の反転信号(反転入力信号の反転信号)はHi
レベルとなる。また、反転信号出力端子4‘がHiレベ
ルとなることにより、MOSFETM1‘はオフ状態と
なる。このような状態で待機動作しているとき、この回
路の電源端子VCから接地端子VSへのリーク電流パス
としては、直列に接続されたMOSFETM1‘とM3
‘を通して流れる経路と、同じく直列に接続されたMO
SFETM2‘とM4‘を通して流れる経路とが存在す
る。このときに、最初のM1‘とM3‘の経路において
は、M1‘が低サブスレッショルド電流のMOSFET
であるから、リーク電流は、このMOSFETM1‘の
サブスレッショルド電流により制限される。また、M2
‘とM4‘の経路においては、M4‘が低サブスレッシ
ョルド電流のMOSFETであるから、リーク電流は、
このMOSFETM4‘のサブスレッショルド電流によ
り制限される。したがって、何れの経路においても、リ
ーク電流を極めて小さいものとすることができるので、
本実施形態の回路によれば、待機時のリーク電流を低減
できるものである。また、このとき、回路には電源が供
給されたままであるので、論理状態も保持されるもので
ある。
In the inverter circuit of the present embodiment having the above-described configuration, a case will be considered in which the input signal does not change and its level is fixed during standby operation, that is, when the input signal does not change. First,
During standby, consider a case where the input signal of the signal input terminal 1 'is at the Hi level (= VC) and the inverting input signal of the inverted signal input terminal 2' is at the Lo level (= GND) to perform standby operation. . In this case, since the input signal of the signal input terminal 1 'is Hi, the MOSFET M3' is turned on, and the inverted signal of the signal output terminal 3 '(the inverted signal of the input signal) is set to Lo level. At this time, MOSF
ETM2 'is turned on and MOSFET M4
'Is off because the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2' is at the Lo level, and the inverted signal (inverted signal of the inverted input signal) of the inverted signal output terminal 4 'is Hi.
Level. When the inverted signal output terminal 4 'goes high, the MOSFET M1' is turned off. When the standby operation is performed in such a state, a leakage current path from the power supply terminal VC to the ground terminal VS of the circuit includes MOSFETs M1 ′ and M3 connected in series.
'And the MO connected in series
There are paths flowing through SFETs M2 'and M4'. At this time, in the first path of M1 'and M3', M1 'is a MOSFET having a low sub-threshold current.
Therefore, the leakage current is limited by the subthreshold current of the MOSFET M1 '. Also, M2
In the path between 'and M4', since M4 'is a MOSFET with a low subthreshold current, the leakage current is
It is limited by the sub-threshold current of MOSFET M4 '. Therefore, the leakage current can be extremely small in any of the paths.
According to the circuit of the present embodiment, it is possible to reduce the leakage current during standby. At this time, since the circuit is still supplied with power, the logic state is also maintained.

【0059】次に、上記構成の本実施形態のインバータ
回路において、待機時において、信号入力端子1‘の入
力信号がLoレベル(=GND)であり、反転信号入力
端子2‘の反転入力信号がHiレベル(=VC)の状態
で待機動作している時について考える。この場合、反転
信号入力端子2‘の反転入力信号がHiレベルであるか
ら、MOSFETM4‘はオンの状態となり、反転信号
出力端子4‘の反転信号(反転入力信号の反転信号)を
Loレベルとする。このとき、MOSFETM1‘は、
オンの状態となり、MOSFETM3‘は、信号入力端
子1‘の入力信号がLoレベルであるからオフしてお
り、したがって、信号出力端子3‘の反転信号(入力信
号の反転信号)はHiレベルとなる。また、信号出力端
子3‘がHiとなることにより、MOSFETM2‘は
オフ状態となる。このような状態で待機動作していると
き、この回路の電源端子VCから接地端子VSへのリー
ク電流パスとしては、直列に接続されたMOSFETM
1‘とM3‘を通して流れる経路と、同じく直列に接続
されたMOSFETM2‘とM4‘を通して流れる経路
とが存在する。このときに、最初のM1‘とM3‘の経
路においては、リーク電流は、低しきい値電圧MOSF
ETM3‘のサブスレッショルド電流により決まる。ま
た、M2‘とM4‘の経路においても、リーク電流は、
低しきい値電圧MOSFETM2‘のサブスレッショル
ド電流により決まる。したがって、この場合は、リーク
電流低減の効果は得られないものである。
Next, in the inverter circuit of the present embodiment having the above configuration, during standby, the input signal of the signal input terminal 1 'is at the Lo level (= GND), and the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2' is A case where the standby operation is performed in the state of the Hi level (= VC) will be considered. In this case, since the inverted input signal of the inverted signal input terminal 2 'is at the Hi level, the MOSFET M4' is turned on, and the inverted signal of the inverted signal output terminal 4 '(the inverted signal of the inverted input signal) is set to the Lo level. . At this time, the MOSFET M1 '
The MOSFET M3 'is turned on, and the MOSFET M3' is off because the input signal of the signal input terminal 1 'is at the Lo level. Therefore, the inverted signal of the signal output terminal 3' (the inverted signal of the input signal) is at the Hi level. . Further, when the signal output terminal 3 'becomes Hi, the MOSFET M2' is turned off. When the standby operation is performed in such a state, a leakage current path from the power supply terminal VC to the ground terminal VS of the circuit includes a MOSFET M connected in series.
There is a path flowing through 1 'and M3' and a path flowing through MOSFETs M2 'and M4' also connected in series. At this time, in the first path of M1 ′ and M3 ′, the leakage current is low threshold voltage MOSF
It is determined by the subthreshold current of ETM3 '. Also, in the paths of M2 ′ and M4 ′, the leak current is
It is determined by the sub-threshold current of the low threshold voltage MOSFET M2 '. Therefore, in this case, the effect of reducing the leak current cannot be obtained.

【0060】したがって、本実施形態の回路を用いる場
合は、待機時において、入力信号がHiレベルに固定さ
れる回路構成をとることにより、待機時の消費電流の低
減が可能となるものである。
Therefore, when the circuit of this embodiment is used, the current consumption during standby can be reduced by adopting a circuit configuration in which the input signal is fixed to Hi level during standby.

【0061】次に、本実施形態の回路が、待機状態から
動作状態に移行し、入力信号がHiレベルからLoレベ
ルに変化すれば、反転入力信号はLoレベルからHiレ
ベルへ変化する。これにより、Nチャネル型MOSFE
TM3‘はオフとなり、Nチャネル型MOSFETM4
‘はオン状態となる。したがって、反転信号出力端子4
‘の反転信号(反転入力信号の反転信号)はLoレベル
となり、また、これにより、Pチャネル型MOSFET
M1‘がオンとなるので、信号出力端子3‘の反転信号
(入力信号の反転信号)は、Hiレベルとなる。また、
信号出力端子3‘がHiレベルとなることにより、MO
SFETM2‘はオフとなる。
Next, when the circuit of this embodiment shifts from the standby state to the operating state and the input signal changes from Hi level to Lo level, the inverted input signal changes from Lo level to Hi level. Thereby, the N-channel type MOSFE
TM3 'is turned off and N-channel MOSFET M4
'Is turned on. Therefore, the inverted signal output terminal 4
The inverted signal (the inverted signal of the inverted input signal) of the P 'is at the Lo level.
Since M1 'is turned on, the inverted signal of the signal output terminal 3' (the inverted signal of the input signal) is at the Hi level. Also,
When the signal output terminal 3 ′ becomes Hi level, the MO
SFET M2 'is turned off.

【0062】入力信号がLoレベルからHiレベルに変
化したときも、同様の動作により、信号出力端子3‘か
らは入力信号の反転信号(Loレベル)が出力され、反
転信号出力端子4‘からは反転入力信号の反転信号(H
iレベル)が出力される。
When the input signal changes from the Lo level to the Hi level, the same operation is performed to output an inverted signal (Lo level) of the input signal from the signal output terminal 3 'and output the inverted signal from the inverted signal output terminal 4'. Inverted signal (H
i level) is output.

【0063】以上のようにして、動作状態においては、
入力信号に応じて、信号出力端子3‘及び反転信号出力
端子4‘より、それぞれ、入力信号及び反転入力信号の
反転信号が出力される。
As described above, in the operating state,
In accordance with the input signal, an input signal and an inverted signal of the inverted input signal are output from the signal output terminal 3 'and the inverted signal output terminal 4', respectively.

【0064】その後、再び、待機状態に移行する場合
は、入力信号をHiレベルに固定して、待機状態に移行
する。
Thereafter, when shifting to the standby state again, the input signal is fixed at the Hi level, and the processing shifts to the standby state.

【0065】以上で、第4の実施形態についての説明を
終わる。
The description of the fourth embodiment has been completed.

【0066】次に、本発明の第5の実施形態について説
明する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0067】図7は、本発明の第5の実施形態の回路構
成図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【0068】本実施形態は、2入力ナンド回路において
本発明を実施したものであり、上記第4の実施形態のイ
ンバータ回路における低しきい値電圧のNチャネル型M
OSFETM3‘を、直列接続された2個の、低しきい
値電圧のNチャネル型MOSFETM13とM14に置
き換えるとともに、低サブスレッショルド電流のNチャ
ネル型MOSFETM4‘を、並列接続された2個の、
低サブスレッショルド電流のNチャネル型MOSFET
M15とM16に置き換えることによって、2入力ナン
ド回路を構成しているものである。
This embodiment is an embodiment in which the present invention is implemented in a two-input NAND circuit. In the inverter circuit of the fourth embodiment, a low threshold voltage N-channel type M
The OSFET M3 'is replaced with two low threshold voltage N-channel MOSFETs M13 and M14 connected in series, and a low sub-threshold current N-channel MOSFET M4' is replaced with two parallel-connected N-channel MOSFETs M4 and M4.
N-channel MOSFET with low subthreshold current
By replacing M15 and M16, a two-input NAND circuit is formed.

【0069】図において、M11は低サブスレッショル
ド電流のPチャネル型MOSFET、M12は低しきい
値電圧のPチャネル型MOSFET、M13及びM14
は低しきい値電圧のNチャネル型MOSFET、M15
及びM16は低サブスレッショルド電流のNチャネル型
MOSFETである。Pチャネル型MOSFETM11
及びM12のソースは電源端子VCに接続されており、
また、Pチャネル型MOSFETM11のゲートはPチ
ャネル型MOSFETM12のドレインに、Pチャネル
型MOSFETM12のゲートはPチャネル型MOSF
ETM11のドレインに、それぞれ、接続されている。
Nチャネル型MOSFETM13とM14とは、Pチャ
ネル型MOSFETM11のドレインと接地端子VS間
に直列接続されており、そのゲートは、それぞれ、各入
力信号が印加される信号入力端子11及び12に接続さ
れている。また、Nチャネル型MOSFETM15とM
16とは、Pチャネル型MOSFETM12のドレイン
と接地端子VS間に並列接続されており、そのゲート
は、それぞれ、上記各入力信号の反転信号(反転入力信
号)が印加される反転信号入力端子13及び14に接続
されている。15は、上記各入力信号の反転論理積信号
が出力される信号出力端子であり、16は、上記各反転
入力信号の反転論理和信号(上記反転論理積信号の反転
信号)が出力される反転信号出力端子である。
In the figure, M11 is a P-channel MOSFET with a low subthreshold current, M12 is a P-channel MOSFET with a low threshold voltage, and M13 and M14.
Is a low threshold voltage N-channel MOSFET, M15
And M16 are N-channel MOSFETs with a low subthreshold current. P-channel type MOSFET M11
And the source of M12 is connected to the power supply terminal VC,
The gate of the P-channel MOSFET M11 is connected to the drain of the P-channel MOSFET M12, and the gate of the P-channel MOSFET M12 is connected to the P-channel MOSFET M12.
Each is connected to the drain of ETM11.
The N-channel MOSFETs M13 and M14 are connected in series between the drain of the P-channel MOSFET M11 and the ground terminal VS, and their gates are connected to signal input terminals 11 and 12, respectively, to which respective input signals are applied. I have. N-channel MOSFETs M15 and M15
16 is connected in parallel between the drain of the P-channel MOSFET M12 and the ground terminal VS, and its gate has an inverted signal input terminal 13 to which an inverted signal (inverted input signal) of each of the above input signals is applied, and 14. Reference numeral 15 denotes a signal output terminal from which the inverted AND signal of each of the input signals is output, and reference numeral 16 denotes an inverted signal from which the inverted OR signal of each of the inverted input signals (the inverted signal of the inverted AND signal) is output. Signal output terminal.

【0070】上記構成の本実施形態の2入力ナンド回路
において、待機動作時、すなわち、入力信号の変化が無
く、そのレベルが固定されている場合を考える。まず、
待機時において、各信号入力端子11及び12の入力信
号がHiレベル(=VC)であり、各反転信号入力端子
13及び14の反転入力信号がLoレベル(=GND)
の状態で待機動作している時について考える。この場
合、信号入力端子11および12の入力信号がHiであ
るから、MOSFETM13およびM14は共にオンの
状態となり、信号出力端子15のナンド出力信号をLo
レベルとする。このとき、MOSFETM12は、オン
の状態となり、MOSFETM15及びM16は、各反
転信号入力端子13及び14の反転入力信号がLoレベ
ルであるから共にオフしており、したがって、反転信号
出力端子16の反転信号はHiレベルとなる。また、反
転信号出力端子16がHiレベルとなることにより、M
OSFETM11はオフ状態となる。このような状態で
待機動作しているとき、この回路の電源端子VCから接
地端子VSへのリーク電流パスとしては、直列に接続さ
れたMOSFETM11とM13及びM14を通して流
れる経路と、同じく直列に接続されたMOSFETM1
2とM15を通して流れる経路、及びMOSFETM1
2とMOSFETM16を通して流れる経路が存在す
る。このときに、最初のM11とM13及びM14の経
路においては、M11が低サブスレッショルド電流のM
OSFETであるから、リーク電流は、このMOSFE
TM11のサブスレッショルド電流により制限される。
また、M12とM15の経路、及びM12とM16の経
路においては、M15とM16とが、それぞれ、低サブ
スレッショルド電流のMOSFETであるから、リーク
電流は、このMOSFETM15、M16のサブスレッ
ショルド電流により制限される。したがって、何れの経
路においても、リーク電流を極めて小さいものとするこ
とができるので、本実施形態の回路によれば、待機時の
リーク電流を低減できるものである。また、このとき、
回路には電源が供給されたままであるので、論理状態も
保持されるものである。
In the two-input NAND circuit of the present embodiment having the above-described configuration, a case will be considered in which the input signal does not change and its level is fixed during standby operation. First,
During standby, the input signals of the signal input terminals 11 and 12 are at the Hi level (= VC), and the inverted input signals of the inverted signal input terminals 13 and 14 are at the Lo level (= GND).
Let's consider a standby operation in the state of. In this case, since the input signals of the signal input terminals 11 and 12 are Hi, both the MOSFETs M13 and M14 are turned on, and the NAND output signal of the signal output terminal 15 is changed to Lo.
Level. At this time, the MOSFET M12 is turned on, and the MOSFETs M15 and M16 are both turned off because the inverted input signals of the inverted signal input terminals 13 and 14 are at the Lo level. Therefore, the inverted signals of the inverted signal output terminal 16 are turned off. Becomes Hi level. When the inverted signal output terminal 16 becomes Hi level, M
OSFET M11 is turned off. When the standby operation is performed in such a state, as a leakage current path from the power supply terminal VC to the ground terminal VS of the circuit, a path flowing through the MOSFETs M11 and M13 and M14 connected in series and a path connected in series are also used. MOSFET M1
2 and the path flowing through M15, and MOSFET M1
2 and a path flowing through MOSFET M16. At this time, in the first path of M11, M13, and M14, M11 has a low subthreshold current of M11.
Since it is an OSFET, the leakage current is
Limited by the subthreshold current of TM11.
In the paths of M12 and M15 and the path of M12 and M16, M15 and M16 are MOSFETs with low subthreshold currents, respectively. Therefore, the leakage current is limited by the subthreshold currents of the MOSFETs M15 and M16. You. Therefore, the leakage current can be extremely small in any of the paths, and according to the circuit of the present embodiment, the leakage current during standby can be reduced. At this time,
Since power is supplied to the circuit, the logic state is also maintained.

【0071】したがって、本実施形態の回路を用いる場
合は、待機時において、2入力信号が共にHiレベルに
固定される回路構成をとることにより、待機時の消費電
流の低減が可能となるものである。
Therefore, when the circuit of this embodiment is used, the current consumption during standby can be reduced by adopting a circuit configuration in which both input signals are fixed at the Hi level during standby. is there.

【0072】次に、本実施形態の回路が、待機状態から
動作状態に移行し、入力信号が変化すれば、それに応じ
た出力信号、及びその反転信号が、それぞれ、信号出力
端子15及び反転信号出力端子16に出力される。
Next, when the circuit of this embodiment shifts from the standby state to the operating state and the input signal changes, the output signal corresponding to the input signal and its inverted signal are output to the signal output terminal 15 and the inverted signal, respectively. Output to the output terminal 16.

【0073】その後、再び、待機状態に移行する場合
は、2入力信号を共にHiレベルに固定して、待機状態
に移行する。
Thereafter, when shifting to the standby state again, the two input signals are both fixed at the Hi level, and the operation shifts to the standby state.

【0074】以上で、第5の実施形態についての説明を
終わる。
The description of the fifth embodiment has been completed.

【0075】上記第5の実施形態は、2入力ナンド回路
において、本発明を実施したものであるが、例えば、上
記第4の実施形態のインバータ回路における低しきい値
電圧のNチャネル型MOSFETM3‘を、並列接続さ
れた2個の、低しきい値電圧のNチャネル型MOSFE
Tに置き換えるとともに、低サブスレッショルド電流の
Nチャネル型MOSFETM4‘を、直列接続された2
個の、低サブスレッショルド電流のNチャネル型MOS
FETに置き換えることによって、2入力ノア回路を構
成することができる。
In the fifth embodiment, the present invention is implemented in a two-input NAND circuit. For example, in the inverter circuit of the fourth embodiment, a low threshold voltage N-channel MOSFET M3 'is used. Are connected to two N-channel MOSFETs of low threshold voltage which are connected in parallel.
T and a low-subthreshold current N-channel MOSFET M4 '
N-channel MOS with low subthreshold current
By replacing with an FET, a two-input NOR circuit can be configured.

【0076】同様に、上記第4の実施形態のインバータ
回路における低しきい値電圧のNチャネル型MOSFE
TM3‘を、そのゲートに、それぞれ異なる入力信号が
印加されるM個(M:2以上の自然数)の、低しきい値
電圧Nチャネル型MOSFETであって、該M個の入力
信号に対する所定の論理演算結果信号が上記信号出力端
子3‘に得られるように、直列接続、並列接続、又は直
並列接続されたM個のNチャネル型MOSFETに置き
換えるとともに、低サブスレッショルド電流のNチャネ
ル型MOSFETM4‘を、そのゲートに、それぞれ異
なる反転入力信号が印加されるM個の、低サブスレッシ
ョルド電流のNチャネル型MOSFETであって、上記
所定の論理演算結果信号の反転信号が上記反転信号出力
端子4‘に得られるように、並列接続、直列接続、又は
直並列接続されたM個のNチャネル型MOSFETに置
き換えることによって、所望の論理回路を構成すること
ができるものである。
Similarly, the low threshold voltage N-channel MOSFET in the inverter circuit of the fourth embodiment is similar to that of the fourth embodiment.
TM3 'is an M (M: natural number of 2 or more) low threshold voltage N-channel MOSFETs each having a gate to which a different input signal is applied, and a predetermined threshold voltage corresponding to the M input signals. In order to obtain a logical operation result signal at the signal output terminal 3 ', the N-channel MOSFET is replaced with M-series connected, parallel-connected, or series-parallel-connected N-channel MOSFETs M4' having a low subthreshold current. Are M low-subthreshold current N-channel MOSFETs each having a gate to which a different inverted input signal is applied, wherein the inverted signal of the predetermined logical operation result signal is the inverted signal output terminal 4 ′ By replacing with M N-channel MOSFETs connected in parallel, in series, or in series / parallel, A desired logic circuit can be formed.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
半導体集積回路によれば、電源から接地までの電流経路
に必ず低サブスレッショルド電流の電界効果型トランジ
スタが存在し、これによって、半導体集積回路が動作状
態及び待機状態の何れであっても、電源−接地間に流れ
るサブスレッショルド電流を小さくすることができるた
め、消費電流を低減することができるものである。ま
た、動作−待機状態間の遷移において、特別な制御信号
を必要とせず、したがって、制御信号発生のための制御
回路も全く不要となるものである。更に、待機状態にお
いても、回路に電源を供給したままとすることができる
ため、論理状態を保持させたままで待機状態とすること
ができるものである。
As described above in detail, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, a field effect transistor having a low sub-threshold current always exists in the current path from the power supply to the ground. The subthreshold current flowing between the power supply and the ground can be reduced regardless of whether the integrated circuit is in an operation state or a standby state, so that current consumption can be reduced. Further, no special control signal is required in the transition between the operation and the standby state, and therefore, a control circuit for generating the control signal is not required at all. Further, even in the standby state, power can be supplied to the circuit, so that the standby state can be achieved while the logical state is maintained.

【0078】以上のように、本発明によれば、極めて有
用な半導体集積回路を提供することができるものであ
る。
As described above, according to the present invention, an extremely useful semiconductor integrated circuit can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施形態であるインバータ回路
の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an inverter circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態における低サブスレッショルド電流
のMOSFETの一構成例を示す回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a MOSFET having a low subthreshold current according to the first embodiment;

【図3】図2に示すMOSFETの直列回路をSOI構
造により実現した場合の構造図である。
FIG. 3 is a structural diagram when the series circuit of the MOSFETs shown in FIG. 2 is realized by an SOI structure.

【図4】本発明の第2の実施形態であるインバータ回路
の回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an inverter circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態であるインバータ回路
の回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of an inverter circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施形態であるインバータ回路
の回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of an inverter circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施形態である2入力ナンド回
路の回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a two-input NAND circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体集積論理回路の回路構成図であ
る。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a conventional semiconductor integrated logic circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MP 低サブスレッショルド電流のPチャ
ネル型MOSFET MN 低しきい値電圧のNチャネル型MO
SFET MP‘ 低しきい値電圧のPチャネル型MO
SFET MN‘ 低サブスレッショルド電流のNチャ
ネル型MOSFET IN、IN‘ 信号入力端子 OUT、OUT‘ 信号出力端子 VC 電源端子 VS 接地端子 M1、M2‘ 低しきい値電圧のPチャネル型MO
SFET M2、M1‘ 低サブスレッショルド電流のPチャ
ネル型MOSFET M3、M4‘ 低サブスレッショルド電流のNチャ
ネル型MOSFET M4、M3‘ 低しきい値電圧のNチャネル型MO
SFET 1,1‘ 信号入力端子 2,2‘ 反転信号入力端子 3,3‘ 信号出力端子 4,4‘ 反転信号出力端子 M11 低サブスレッショルド電流のPチャ
ネル型MOSFET M12 低しきい値電圧のPチャネル型MO
SFET M13、M14 低しきい値電圧のNチャネル型MO
SFET M15、M16 低サブスレッショルド電流のNチャ
ネル型MOSFET 11、12 信号入力端子 13,14 反転信号入力端子 15 信号出力端子 16 反転信号出力端子
MP P-channel MOSFET with low subthreshold current MN N-channel MO with low threshold voltage
SFET MP 'P-channel MO with low threshold voltage
SFET MN 'Low subthreshold current N-channel MOSFET IN, IN' Signal input terminal OUT, OUT 'Signal output terminal VC Power supply terminal VS Ground terminal M1, M2' Low threshold voltage P-channel MO
SFETs M2, M1 'Low-subthreshold current P-channel MOSFET M3, M4' Low-subthreshold current N-channel MOSFET M4, M3 'Low-threshold voltage N-channel MOSFET
SFET 1,1 'signal input terminal 2,2' inverted signal input terminal 3,3 'signal output terminal 4,4' inverted signal output terminal M11 P-channel MOSFET with low sub-threshold current M12 P-channel MOSFET with low threshold voltage Type MO
SFET M13, M14 Low threshold voltage N-channel type MO
SFET M15, M16 N-channel type MOSFET with low subthreshold current 11, 12 Signal input terminal 13, 14 Inverted signal input terminal 15 Signal output terminal 16 Inverted signal output terminal

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源−接地間に直列接続された第1の電
界効果型トランジスタ及び第2の電界効果型トランジス
タを含んで構成される半導体集積回路において、 上記第1又は第2の電界効果型トランジスタの何れか一
方を低しきい値電圧電界効果型トランジスタにより構成
し、他方を低サブスレッショルド電流電界効果型トラン
ジスタにより構成して成ることを特徴とする半導体集積
回路。
1. A semiconductor integrated circuit comprising a first field-effect transistor and a second field-effect transistor connected in series between a power supply and a ground, wherein the first or second field-effect transistor is A semiconductor integrated circuit, wherein one of the transistors is constituted by a low threshold voltage field effect transistor, and the other is constituted by a low subthreshold current field effect transistor.
【請求項2】 ソースが電源に接続された第1のPチャ
ネル型電界効果型トランジスタと、ソースが電源に接続
された第2のPチャネル型電界効果型トランジスタとを
有し、上記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタ
のゲートと上記第2のPチャネル型電界効果型トランジ
スタのドレインとが接続され、上記第2のPチャネル型
電界効果型トランジスタのゲートと上記第1のPチャネ
ル型電界効果型トランジスタのドレインとが接続され、
更に、上記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタ
のドレインと接地間には、ゲートに入力信号が印加され
る第1のNチャネル型電界効果型トランジスタが接続さ
れ、上記第2のPチャネル型電界効果型トランジスタの
ドレインと接地間には、ゲートに上記入力信号の反転信
号(反転入力信号)が印加される第2のNチャネル型電
界効果型トランジスタが接続されており、上記第1のN
チャネル型電界効果型トランジスタのドレインと上記第
1のPチャネル型電界効果型トランジスタのドレインと
上記第2のPチャネル型電界効果型トランジスタのゲー
トとの接続点を、上記入力信号の反転信号出力端子と
し、上記第2のNチャネル型電界効果型トランジスタの
ドレインと上記第2のPチャネル型電界効果型トランジ
スタのドレインと上記第1のPチャネル型電界効果型ト
ランジスタのゲートとの接続点を、上記反転入力信号の
反転信号出力端子として成る半導体集積回路において、 上記第1のPチャネル型電界効果型トランジスタ及び上
記第2のNチャネル型電界効果型トランジスタ(又は、
上記第1のNチャネル型電界効果型トランジスタ及び上
記第2のPチャネル型電界効果型トランジスタ)を低し
きい値電圧電界効果型トランジスタにより構成し、上記
第2のPチャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第
1のNチャネル型電界効果型トランジスタ(又は、上記
第1のPチャネル型電界効果型トランジスタ及び上記第
2のNチャネル型電界効果型トランジスタ)を低サブス
レッショルド電流電界効果型トランジスタにより構成し
て成ることを特徴とする半導体集積回路。
A first P-channel field-effect transistor having a source connected to a power supply; and a second P-channel field-effect transistor having a source connected to a power supply. The gate of the P-channel field-effect transistor is connected to the drain of the second P-channel field-effect transistor, and the gate of the second P-channel field-effect transistor is connected to the first P-channel field-effect transistor. Connected to the drain of the effect transistor,
Further, a first N-channel field-effect transistor having a gate to which an input signal is applied is connected between the drain of the first P-channel field-effect transistor and the ground, and is connected to the second P-channel field-effect transistor. A second N-channel field effect transistor having a gate to which an inverted signal of the input signal (inverted input signal) is applied is connected between the drain of the field effect transistor and the ground, and the first N
A connection point between the drain of the channel-type field-effect transistor, the drain of the first P-channel-type field-effect transistor, and the gate of the second P-channel-type field-effect transistor is connected to an inverted signal output terminal of the input signal. The connection point between the drain of the second N-channel field-effect transistor, the drain of the second P-channel field-effect transistor, and the gate of the first P-channel field-effect transistor is In a semiconductor integrated circuit serving as an inverted signal output terminal of an inverted input signal, the first P-channel field-effect transistor and the second N-channel field-effect transistor (or
The first N-channel field-effect transistor and the second P-channel field-effect transistor) are constituted by low threshold voltage field-effect transistors, and the second P-channel field-effect transistor and The first N-channel field-effect transistor (or the first P-channel field-effect transistor and the second N-channel field-effect transistor) is composed of a low subthreshold current field-effect transistor. A semiconductor integrated circuit, comprising:
【請求項3】 請求項2に記載の半導体集積回路におい
て、上記第1のNチャネル型電界効果型トランジスタ
を、そのゲートに、それぞれ異なる入力信号が印加され
るM個(M:2以上の自然数)のNチャネル型電界効果
型トランジスタであって、該M個の入力信号に対する所
定の論理演算結果信号が上記第1のPチャネル型電界効
果型トランジスタのドレインに得られるように、直列接
続、並列接続、又は直並列接続されたM個のNチャネル
型電界効果型トランジスタに置き換えるとともに、上記
第2のNチャネル型電界効果型トランジスタを、そのゲ
ートに、それぞれ異なる反転入力信号が印加されるM個
のNチャネル型電界効果型トランジスタであって、上記
所定の論理演算結果信号の反転信号が上記第2のPチャ
ネル型電界効果型トランジスタのドレインに得られるよ
うに、並列接続、直列接続、又は直並列接続されたM個
のNチャネル型電界効果型トランジスタに置き換えて成
ることを特徴とする半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein said first N-channel field-effect transistor has M gates to which different input signals are applied (M: a natural number of 2 or more). ), The series connection and the parallel connection so that a predetermined logical operation result signal for the M input signals is obtained at the drain of the first P-channel field-effect transistor. The second N-channel field-effect transistor is replaced or connected in series or in parallel, and the second N-channel field-effect transistor is replaced with M gates each having a different inverted input signal applied to its gate. Wherein the inverted signal of the predetermined logical operation result signal is transmitted to the second P-channel field-effect transistor. A semiconductor integrated circuit characterized by being replaced by M N-channel field-effect transistors connected in parallel, in series, or in series / parallel to obtain a drain of a transistor.
【請求項4】 請求項1、2又は3に記載の半導体集積
回路において、上記低サブスレッショルド電流電界効果
型トランジスタを、上記低しきい値電圧電界効果型トラ
ンジスタよりしきい値電圧を高く設定した高しきい値電
圧電界効果型トランジスタにより構成して成ることを特
徴とする半導体集積回路。
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the low sub-threshold current field effect transistor has a higher threshold voltage than the low threshold voltage field effect transistor. A semiconductor integrated circuit comprising a high threshold voltage field effect transistor.
【請求項5】 請求項1、2又は3に記載の半導体集積
回路において、上記低サブスレッショルド電流電界効果
型トランジスタを、上記低しきい値電圧電界効果型トラ
ンジスタより、そのチャネル長を長く設定した、又はそ
のチャネル幅を狭く設定した電界効果型トランジスタに
より構成して成ることを特徴とする半導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the low sub-threshold current field effect transistor has a longer channel length than the low threshold voltage field effect transistor. Or a field effect transistor whose channel width is set to be narrow.
【請求項6】 請求項1、2又は3に記載の半導体集積
回路において、上記低サブスレッショルド電流電界効果
型トランジスタを、そのゲートを共通接続した複数個の
電界効果型トランジスタの直列接続構造体により構成し
て成ることを特徴とする半導体集積回路。
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said low sub-threshold current field effect transistor is formed by a series connection structure of a plurality of field effect transistors having their gates connected in common. A semiconductor integrated circuit characterized by being constituted.
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