JP2001074820A - 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路 - Google Patents

基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路

Info

Publication number
JP2001074820A
JP2001074820A JP25101899A JP25101899A JP2001074820A JP 2001074820 A JP2001074820 A JP 2001074820A JP 25101899 A JP25101899 A JP 25101899A JP 25101899 A JP25101899 A JP 25101899A JP 2001074820 A JP2001074820 A JP 2001074820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
substrate
circuit
mos field
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25101899A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiro Tsukada
敏郎 塚田
Keiko Fukuda
恵子 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25101899A priority Critical patent/JP2001074820A/ja
Publication of JP2001074820A publication Critical patent/JP2001074820A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】共通基板を介して結合する基板雑音電圧を同一
チップ、同一電源系の回路で高感度に検出し、容易に増
幅する基板雑音検出回路を提供する。 【解決手段】基板電圧検出回路を、基板上に形成したC
MOSインバータ3で構成する。基板雑音を含む基板電
圧Vsub は、インバータのnMOSトランジスタ1のバ
ックゲートとpMOSトランジスタのゲート2gの双方
に入力する構成とする。基板雑音検出回路は、基板電圧
検出回路の出力Vx をスイッチSWa を介し容量C1に
サンプルした電圧と、スイッチSWb を介し容量C2に
サンプルした基準電圧Vref との差電圧を差動増幅回路
4で増幅し、ラッチ回路5で基板雑音に対応したデジタ
ル値Qに変換して出力する。 【効果】基板雑音をオンチップで実測でき、アナログ・
デジタル混在集積回路の基板雑音対策や低減等に役立
つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路に
係り、詳しくはMOS集積回路における基板電圧を同一
チップ、同一電源系の回路で高感度に検出できる基板電
圧検出回路及びこの基板電圧検出回路を用いて基板雑音
を高感度に検出できる基板雑音検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のMOS集積回路、特にCMOS集
積回路(以下CMOS・ICと記す)においては、デジ
タル論理回路に加えて、アナログ回路を同一チップに集
積化する要求が強くなり、所謂アナログ・デジタル混在
集積回路の開発が盛んに行われている。
【0003】一般的なバルクCMOS・ICは、nチャ
ネル型MOS電界効果トランジスタ(以下nMOSトラ
ンジスタと称する)あるいはpチャネル型MOS電界効
果トランジスタ(以下pMOSトランジスタと称する)
の基板部がチップ内で共通となるため、デジタル回路部
で発生するスイッチング雑音が共通基板を介してアナロ
グ回路部に到達し、アナログ回路部の動作に影響を与え
るという問題がある。従って、アナログ・デジタル混在
集積回路では、これらの基板雑音を如何に制御し、低減
するかが重要な課題である。この課題に対して先ず、チ
ップの基板雑音を実際に測定することが重要になる。
【0004】図9に、基板雑音をサンプリングし、差動
増幅回路で増幅する基板雑音検出回路の従来例を示す。
基板電圧Vsub は通常、電源電圧Vssと同一電圧で用い
られることが多く、基板雑音vsub が重畳した電圧Vin
が基板雑音電圧として、MOSスイッチSWa を介し
て、容量C1にサンプルし、ホールドされる。基準電圧
VrefもMOSスイッチSWb により、容量C2にサン
プル、ホールドされる。ホールドされた各電圧差は差動
増幅回路40によって増幅され利得Gv 倍にされ、出力
電圧Vout が得られる。さらに出力電圧Vout はラッチ
回路50に入力され、基板雑音vsub に応じた所定のデ
ジタル値Qが格納される。
【0005】なお、このように基板電圧を直接増幅器で
受ける構成は、例えば1997年2月発行の電子情報通
信学会誌英文論文誌Aの第313頁〜第320頁(IEIC
E TRANSACTIONS on Fundamentals of Electronics, Com
munications and Computer Sciences, vol.E80-A, No.
7, pp.313-320, Feb., 1997)に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例では基板雑音vsub をサンプリングする場合、
同一チップ上に形成され、バックゲートが電源電圧Vss
に接続されたnMOSトランジスタSWn と、バックゲ
ートが電源電圧Vddに接続されたpMOSトランジスタ
SWp とで構成されるMOSスイッチSWa では、入力
電位は電源電圧VddとVssの範囲に限られる。通常、基
板電圧Vsub は最高電位の電源電圧Vddまたは最低電位
の電源電圧Vssにバイアスされ、電源電圧VddまたはV
ssとほぼ同一レベルで用いられるため、基板雑音vsub
を直接MOSスイッチSWa に取り込むことが難しく、
基板雑音を適当な電圧レベルにシフトして、しかも高感
度に検出する回路手段が必要となるそこで、本発明の目
的は、この回路手段をインバータやソースフォロアなど
で構成する場合に、同一チップ上に集積でき、しかも基
板雑音検出を高感度に行うことができる基板電圧検出回
路及びこれを用いた基板雑音検出回路を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る基板電圧検出回路は、一対の相補型M
OS電界効果トランジスタのドレイン端を互いに接続し
てなる増幅回路すなわちインバータからなり、前記増幅
回路の一方の極性のMOS電界効果トランジスタ、例え
ば後述する図1の構成で言えば、nMOSトランジスタ
1のゲート端に定電圧VBBを印加し、バックゲートに
集積回路の基板電圧Vsub を入力し、他方の極性のpM
OSトランジスタ2のゲート端に集積回路の基板電圧V
sub を入力し、互いに接続されたドレイン端を基板雑音
電圧の出力端Vx とするように構成することを特徴とす
るものである。
【0008】また、本発明に係る基板電圧検出回路は、
一対の相補型MOS電界効果トランジスタのソース端を
互いに接続してなる増幅回路すなわちソースフォロアか
らなり、前記増幅回路の一方の極性のMOS電界効果ト
ランジスタ、例えば後述する図3の構成で言えば、nM
OSトランジスタ1のゲート端に定電圧VBB1を印加
し、バックゲートに集積回路の基板電圧Vsub を入力
し、他方の極性のpMOSトランジスタ2のゲート端に
集積回路の基板電圧Vsub を入力し、互いに接続された
ソース端を基板雑音電圧の出力端Vx とするように構成
してもよい。
【0009】或いは、本発明に係る基板電圧検出回路
は、一対の相補型MOS電界効果トランジスタ、例えば
後述する図5で言えば、nMOSトランジスタ1とpM
OSトランジスタ2のドレイン端を互いに接続し、一方
の極性のnMOSトランジスタ1のゲート端に定電圧V
BBを印加し、バックゲートに集積回路の基板電圧Vsu
b を入力してなる第1の増幅回路すなわちインバータ3
aと、他方の極性の2つのpMOSトランジスタ21,
22を直列接続してなる第2の増幅回路すなわちソース
フォロア7とからなり、このソースフォロアの一方のp
MOSトランジスタ22のゲート端には集積回路の基板
電圧Vsub を入力し、他方のpMOSトランジスタ21
のゲート端は直列接続点に接続すると共にインバータ3
aの他方の極性のpMOSトランジスタ2のゲート端に
接続し、インバータ3aの互いに接続されたドレイン端
を基板雑音電圧の出力端Vx とするように構成すること
もできる。
【0010】さらに、本発明に係る基板電圧検出回路
は、一対の相補型MOS電界効果トランジスタ、例えば
後述する図6で言えば、nMOSトランジスタ1とpM
OSトランジスタ2のドレイン端を互いに接続し、一方
の極性のnMOSトランジスタ1のゲート端に定電圧V
BBnを印加し、バックゲートに集積回路の基板電圧V
sub を入力してなる第1の増幅回路すなわちインバータ
3aと、一対の相補型MOS電界効果トランジスタ1
1,22のソース端を互いに接続してなる第2の増幅回
路すなわちソースフォロア6とからなり、このソースフ
ォロア6の一方の極性のnMOSトランジスタ11のゲ
ート端に定電圧VBBpを印加し、他方の極性のpMO
Sトランジスタ22のゲート端に集積回路の基板電圧V
sub を入力し、前記互いに接続されたMOSトランジス
タ11,22のソース端をインバータ3aの他方の極性
のpMOSトランジスタ2のゲート端に接続し、インバ
ータ3aの互いに接続されたドレイン端を基板雑音電圧
の出力端Vx とするように構成してもよい。
【0011】さらにまた、本発明に係る基板電圧検出回
路は、一対の相補型MOS電界効果トランジスタ、例え
ば後述する図7で言えば、nMOSトランジスタ1とp
MOSトランジスタ2のドレイン端を互いに接続し、一
方の極性のnMOSトランジスタ1のバックゲートに集
積回路の基板電圧Vsub を入力し、他方の極性のpMO
Sトランジスタ2のゲート端に定電圧VBB1を印加し
てなる第1の増幅回路すなわちインバータ3bと、一対
の相補型MOS電界効果トランジスタ11,22のソー
ス端を互いに接続してなる第2の増幅回路すなわちソー
スフォロア6aとからなり、このソースフォロア6aの
一方の極性のnMOSトランジスタ11のゲート端に定
電圧VBB1を印加し、他方の極性のpMOSトランジ
スタ22のゲート端に集積回路の基板電圧Vsub を入力
し、前記互いに接続されたMOSトランジスタのソース
端Vy1をインバータ3bの一方の極性のnMOSトラン
ジスタ1のゲート端に接続し、インバータ3bの互いに
接続されたドレイン端を基板雑音電圧の出力端Vx とす
るように構成することもできる。
【0012】また、本発明に係る基板電圧検出回路は、
一対の相補型MOS電界効果トランジスタ、例えば後述
する図8で言えば、nMOSトランジスタ1とpMOS
トランジスタ2のドレイン端を互いに接続し、一方の極
性のnMOSトランジスタ1のバックゲートに集積回路
の基板電圧Vsub を入力し、他方の極性のpMOSトラ
ンジスタ2のゲート端に定電圧VBB1を印加してなる
第1の増幅回路すなわちインバータ3bと、他方の極性
の2つのpMOSトランジスタ21,22を直列接続し
てなる第2の増幅回路すなわちソースフォロア7aとか
らなり、このソースフォロア7aの一方のpMOSトラ
ンジスタ22のゲート端には集積回路の基板電圧Vsub
を入力し、他方のpMOSトランジスタ21のゲート端
は直列接続点に接続すると共にインバータ3bの一方の
極性のnMOSトランジスタ1のゲート端に接続し、イ
ンバータ3bの互いに接続されたドレイン端を基板雑音
電圧の出力端Vx とするように構成してもよい。
【0013】そして、本発明に係る基板雑音検出回路
は、前記いずれかの基板電圧検出回路と、この基板電圧
検出回路の出力端電圧、例えば後述する図1で言えば、
出力端Vxの電圧をサンプル・ホールドするMOSスイ
ッチSWa およびキャパシタC1からなる第1の回路
と、基準電圧Vref をサンプル・ホールドするMOSス
イッチSWbおよびキャパシタC2からなる第2の回路
と、この第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅す
る回路すなわち差動増幅回路4とから構成することを特
徴とするものである。
【0014】また、本発明に係る基板雑音検出回路は、
前記いずれかの基板電圧検出回路と、この基板電圧検出
回路の出力端電圧、例えば後述する図3で言えば、出力
端Vx の電圧を入力とする第1のMOSスイッチSWa1
と、基準電圧Vref を入力とする第2のMOSスイッチ
SWb1と、この第1及び第2のMOSスイッチSWa1,
SWb1の出力端を一端に接続したキャパシタCc と、こ
のキャパシタCc の他端を入力端に接続したインバータ
4aと、このインバータ4aの入出力間に接続された第
3のスイッチSWz とからなり、この第3のスイッチS
Wz のオン・オフに同期して第1及び第2のMOSスイ
ッチSWa1,SWb1を交互にオン・オフして、第1及び
第2のMOSスイッチSWa1,SWb1の出力電圧の差を
増幅する構成としてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る基板電圧検出
回路及びこれを用いた基板雑音検出回路の実施の形態に
つき、具体的な実施例を用いて添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。なお、以下の実施例を説明するた
めの全図において、同一構成部分には同一の参照符号を
付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0016】<実施例1>図1は、本発明に係る基板電
圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路の一実施
例を示す回路図である。図1において、参照符号1はp
型基板P-subに形成したnMOSトランジスタを示し、
このnMOSトランジスタ1と、n型ウェルN-well 内
に形成したpMOSトランジスタ2のドレイン同士を直
列に接続する。そして、nMOSトランジスタ1の入力
ゲートには一定のバイアス電圧VBBを印加し、pMO
Sトランジスタ2の入力ゲート2gは基板P-subに接続
する(すなわち、基板電圧Vsub を印加する)。nMO
Sトランジスタ1のバックゲートもp型基板P-subに接
続、すなわち基板電圧Vsub が印加されている。
【0017】このようにnMOSトランジスタ1とpM
OSトランジスタ2が接続された本実施例の基板電圧検
出回路は、それぞれのゲートを入力端、接続されたドレ
インを出力端Vx とするインバータ3とみなすことがで
きる。なお、以下の説明において、Vx については、出
力端を示す以外に、その出力端の電圧をも示すものとす
る。
【0018】いま、基板電圧に基板雑音vsub が生ずる
と、nMOSトランジスタ1のバックゲートからは、近
似的に、(−gmb1・rp )vsub で表される雑音電圧
v1が発生する。さらに、同じくpMOSトランジスタ
2の入力ゲート2g からは、(−gm2・rp)vsub で
表される雑音電圧v2が発生する。出力端Vx には、こ
れらの雑音電圧v1,v2が加算された基板雑音電圧が
発生する。従って、インバータ3により雑音電圧を含む
基板電圧Vsub を検出することができる。ここで、gm
b1はnMOSトランジスタ1の基板に関する相互コンダ
クタンス、gm2 はpMOSトランジスタ2の相互コン
ダクタンス、rp は等価的な出力抵抗であり、簡単のた
めリアクタンス成分は省略した。
【0019】次に、この基板電圧検出回路として動作す
るインバータ3と、MOSスイッチSWa ,SWb と、
容量C1,C2と、差動増幅回路4と、ラッチ回路5と
から構成される本実施例の基板雑音検出回路の動作につ
いて説明する。
【0020】上記雑音電圧v1,v2が重畳された基板
電圧を出力する出力端の電圧Vx すなわち基板雑音電圧
の直流レベルは、バイアス電圧VBBにより電源電圧V
ddとVssの範囲で可変にでき、MOSスイッチSWa の
入力電圧範囲に調節できる。この基板雑音電圧Vx は、
MOSスイッチSWa を通して、容量C1にサンプル・
ホールドすることが可能になる。MOSスイッチSWa
はnMOSトランジスタからなるスイッチSWn とpM
OSトランジスタからなるスイッチSWp で構成され、
スイッチSWn,SWpはそれぞれゲート電圧Vgn,Vgp
によって、オン・オフ制御される。
【0021】同様に、基準電圧Vref もMOSスイッチ
SWb を介して容量C2にサンプル・ホールドされる。
MOSスイッチSWb もMOSスイッチSWa と同様に
スイッチSWn,SWpで構成され、それぞれゲート電圧
Vgn,Vgpでオン・オフ制御する。サンプル・ホールド
した出力端の電圧Vx と基準電圧Vref は、利得Gvを
有する差動増幅回路4に入力されて、増幅され、出力端
にGv(Vx −Vref)で表される電圧Vout として出力
される。この出力電圧Vout はラッチ回路5を駆動し、
ラッチ回路5は出力電圧Vout に応じた所定のデジタル
値Qを格納し、出力する。
【0022】図2に、上記の動作のタイミングを示す。
図2に示すように、期間T1でMOSスイッチSWa,
SWbを構成する各スイッチSWn ,SWp のゲート電
圧Vgn,Vgpが、それぞれハイ(High)レベル、ロー
(Low )レベルとなって、オンとなる。このときインバ
ータ3の出力端の基板雑音電圧Vx と基準電圧Vref
が、MOSスイッチSWa,SWbから容量C1,C2に
それぞれサンプルされ、続く期間T2でMOSスイッチ
SWa,SWbがオフとなって、ホールドされる。このと
きスイッチSWn,SWpのゲート電圧Vgn,Vgpは、逆
にローレベル、ハイレベルになっている。さらに、ホー
ルド電圧は差動増幅回路4で増幅され、その出力電圧V
out は制御クロック信号Vckによって期間T3でラッチ
回路5に格納され、デジタル値Qを出力する。
【0023】バイアス電圧VBBを適当に設定し、基板
雑音vsub がないときのインバータ3の出力端電圧Vx
が基準電圧Vref と等しくなるようにすると、差動増幅
回路4の入力電圧の差動成分はゼロ電圧に初期設定され
る。
【0024】次に、出力端電圧Vx に基板雑音vsub に
より生じる雑音電圧v1とv2が含まれていると、差動
増幅回路4はこれを増幅し、出力電圧Vout を出力す
る。このとき、制御クロック信号Vckによってラッチ回
路5を駆動すると、基板雑音に対応したデジタル値Qが
格納され、出力される。
【0025】基板電圧検出回路を構成する本実施例のイ
ンバータ3は、nMOSトランジスタ1のバックゲート
とpMOSトランジスタのゲート2gの両方に基板電圧
Vsub を入力する構成としたことにより、出力端Vx に
は前述したそれぞれの雑音電圧v1(=−gmb1 ・rp
・vsub)とv2(=−gm2・rp・vsub)を同相で加
算できる結果、基板雑音vsub の検出感度を高めること
ができる。
【0026】上記基板電圧検出回路を用いた本実施例の
基板雑音検出回路は、出力のデジタル値Qに応じて基準
電圧Vref にフィードバックをかけ、基板雑音電圧に等
しい電圧値Vref に保つように制御することができる。
この場合、制御された基準電圧が基板雑音をモニタする
ことになる。これを用いて、CMOS集積回路の基板雑
音を実際に把握し、検出した基板雑音の大きさに応じ
て、アナログ回路の動作の停止あるいは開始などのタイ
ミング制御を行って、基板雑音がアナログ回路の動作へ
影響を及ぼすのを回避することが可能である。これによ
り、アナログ・デジタル混在集積回路のアナログ回路動
作の安定化やアナログ性能(精度)の向上を図ることが
できる。
【0027】<実施例2>図3は、本発明に係る基板検
出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路の別の実施例
を示す回路図である。図3において、p型基板P-subに
形成したnMOSトランジスタ1と、n型ウェルN-wel
l 内に形成したpMOSトランジスタ2のソース同士を
直列に接続し、nMOSトランジスタ1の入力ゲートに
は一定のバイアス電圧VBB1を印加し、pMOSトラ
ンジスタ2の入力ゲート2gには基板電圧Vsub を印
加、すなわちp型基板P-subに接続する。nMOSトラ
ンジスタ1のバックゲートはp型基板P-subに接続され
ている。
【0028】このように、nMOSトランジスタ1とp
MOSトランジスタ2のソース同士が接続された本実施
例の基板電圧検出回路は、nMOSトランジスタまたは
pMOSトランジスタのゲートを入力端、互いに接続さ
れたソースを出力端とするソースフォロア6とみなすこ
とができる。
【0029】いま、基板電圧に基板雑音vsub が生ずる
と、nMOSトランジスタ1のバックゲートからは、近
似的に(gmb1・rp )vsub で表される雑音電圧v1
a が発生する。さらに、同じくpMOSトランジスタ2
の入力ゲート2gからは、(gm2・rp)vsub で表さ
れる雑音電圧v2a が発生する。出力端Vx には、これ
らの雑音電圧v1a ,v2a が加算された基板雑音電圧
が発生する。従って、ソースフォロア6により、雑音電
圧を含む基板電圧Vsub を検出することができる。ここ
で、gmb1はnMOSトランジスタ1の基板に関する相
互コンダクタンス、gm2 はpMOSトランジスタ2の
相互コンダクタンス、rp は等価的な出力抵抗であり、
簡単のためリアクタンス成分は省略した。
【0030】次に、この基板電圧検出回路として動作す
るソースフォロア6と、MOSスイッチSWa1,SWb1
と、容量Cc と、スイッチSWz と、インバータ4a
と、ラッチ回路5から構成される本実施例の基板雑音検
出回路の動作について説明する。
【0031】基板雑音が重畳された出力端Vx すなわち
基板雑音電圧の直流レベルはバイアス電圧VBB1によ
り調節でき、pMOSトランジスタからなるMOSスイ
ッチSWa1の入力電圧範囲に設定できる。これにより、
基板雑音電圧Vx はMOSスイッチSWa1を通して、容
量Cc に入力することが可能になる。MOSスイッチS
Wa1は、ゲート電圧Vgpa によってオン・オフ制御され
る。同様に、基準電圧Vref も、ゲート電圧Vgpb で制
御されるpMOSスイッチSWb1を通して容量Cc に印
加される。
【0032】出力端電圧Vx と基準電圧Vref とは、利
得Gvaを有するインバータ4aによって増幅され、出力
端にGva(Vref −Vx )で表される電圧Vout として
出力される。この出力電圧Vout はラッチ回路5を駆動
し、ラッチ回路5は出力電圧Vout に応じた所定のデジ
タル値Qを格納し、出力する。
【0033】図4に、上記の動作のタイミングを示す。
図4に示すように、期間T1でゲート電圧Vgpa がロー
レベルになって、MOSスイッチSWa1はオンとなる。
このとき、ソースフォロア6の出力端の基板雑音電圧V
x が、MOSスイッチSWa1から容量Cc にサンプルさ
れる。また、スイッチSWz は制御クロック信号Vswz
によってオンとなり、インバータ4aは入出力端がショ
ートされ、ゼロ状態にリセットされる。続く期間T2
で、スイッチSWz がオフとなって、インバータ4aは
入出力端が開放され高感度増幅状態になる。
【0034】このとき、MOSスイッチSWa1がオフ
し、代わりにMOSスイッチSWb1がオンして基準電圧
Vref が容量Cc に入力されると、容量Cc の端子電圧
変化(Vref−Vx )はインバータ4aに伝達され、Gv
a倍に増幅される。インバータ4aの出力電圧Vout
は、制御クロック信号Vckによって期間T3でラッチ回
路5に格納され、デジタル値Qを出力する。この出力Q
は、ソースフォロア6によって検出された基板雑音vsu
b に対応したデジタル値になる。
【0035】基板電圧検出回路を構成する本実施例のソ
ースフォロア6は、nMOSトランジスタ1のバックゲ
ートとpMOSトランジスタのゲート2gの両方に基板
電圧Vsub を入力する構成としたことにより、出力端V
x には前述したそれぞれの雑音電圧v1a (=gmb1・
rp・vsub)とv2a (=gm2 ・rp・vsub)を同相
で加算できる結果、基板雑音vsub の検出感度を高める
ことができる。
【0036】<実施例3>図5は、本発明に係る基板電
圧検出回路の別の実施例を示す回路図である。図5にお
いて、ドレイン同士が直列接続されたnMOSトランジ
スタ1とpMOSトランジスタ2は、図1のインバータ
3と同様に、インバータ3aを構成する。nMOSトラ
ンジスタ1のゲートにはバイアス電圧VBBを供給し、
pMOSトランジスタ2のゲートには、pMOSトラン
ジスタ21,22を直列して構成したソースフォロア7
の出力端Vy の電圧が供給される。なお、以下の説明に
おいて、Vy については、出力端を示す以外に、その出
力端の電圧をも示すものとする。ソースフォロア7のp
MOSトランジスタ22のゲート2hは、基板P-subに
接続して基板雑音vsub を含む基板電圧Vsub を検出
し、出力端Vy に供給する。
【0037】このように構成した本実施例の基板電圧検
出回路において、インバータ3aはnMOSトランジス
タ1のバックゲートから基板雑音vsub を含む基板電圧
Vsub を検出するほか、ソースフォロア7で検出した基
板雑音vsub を含む基板電圧Vsub をインバータ3aで
増幅し、これらを加算して出力端Vx に出力する。
【0038】そして、出力端から出力される基板雑音電
圧Vx を、図1(あるいは図3)に示した実施例の基板
電圧検出回路の出力端電圧Vx の代わりに接続して、M
OSスイッチSWa (あるいはSWa1)を介して容量C
1(あるいはCc )にサンプル・ホールドし、増幅回路
4(あるいは4a)を通してラッチ回路5に導くことに
より基板雑音検出回路を得ることができる。
【0039】<実施例4>図6は、本発明に係る基板電
圧検出回路のさらに別の実施例を示す回路図である。図
6において、ドレイン同士を直列に接続したnMOSト
ランジスタ1とpMOSトランジスタ2はインバータ3
aを構成し、nMOSトランジスタ1のゲートにはバイ
アス電圧VBBnを供給する。一方、ソース同士を接続
したnMOSトランジスタ11とpMOSトランジスタ
22はソースフォロア6を構成し、nMOSトランジス
タ11のゲートにはバイアス電圧VBBpを印加する。
【0040】pMOSトランジスタ22のゲートは基板
P-subに接続されて基板雑音vsubを含む基板電圧Vsub
を検出し、ソースフォロア6の出力端Vy1に出力する。
【0041】また、nMOSトランジスタ11はバック
ゲートから基板雑音vsub を含む基板電圧Vsub を検出
し、ソースフォロア6の出力端Vy1に出力する。これら
基板雑音の加算された出力端Vy1の電圧は、pMOSト
ランジスタ2のゲートに入力され、インバータ3aで増
幅されて出力端Vx に出力される。
【0042】このようにして検出したインバータ3aの
出力端から出力される基板雑音電圧Vx を、前記実施例
3と同様に、図1(あるいは図3)に示した実施例の基
板電圧検出回路の出力端電圧Vx の代わりに接続して、
MOSスイッチSWa (あるいはSWa1)を介して容量
C1(あるいはCc )にサンプル・ホールドし、増幅回
路4(あるいは4a)を通してラッチ回路5に導くこと
により基板雑音検出回路を得ることができる。
【0043】また、本実施例のインバータ3aは、nM
OSトランジスタ1のバックゲートで基板雑音vsub を
含む基板電圧Vsub を検出するほか、ソースフォロア6
で検出した基板雑音vsub を含む基板電圧Vsub をも増
幅するため、高い検出感度を得ることができる。
【0044】<実施例5>図7は、本発明に係る基板電
圧検出回路のまたさらに別の実施例を示す回路図であ
る。図7において、ドレイン同士が直列接続されたnM
OSトランジスタ1とpMOSトランジスタ2はインバ
ータ3bを構成し、pMOSトランジスタ2のゲートに
はバイアス電圧VBB1を印加する。一方、nMOSト
ランジスタ11とpMOSトランジスタ22はソースフ
ォロア6aを構成し、nMOSトランジスタ11にはバ
イアス電圧VBB1を供給する。pMOSトランジスタ
22のゲート2hは基板に接続されて基板雑音vsub を
含む基板電圧Vsub を検出し、ソースフォロア6aの出
力端Vy1に出力する。また、nMOSトランジスタ11
はバックゲートから基板雑音vsub を含む基板電圧Vsu
b を検出し、出力端Vy1に出力する。これら基板雑音の
加算された電圧Vy1はインバータ3bのnMOSトラン
ジスタ1のゲートに入力され、増幅されて出力端Vx に
出力される。
【0045】このようにして検出したインバータ3bの
出力端から出力される基板雑音電圧Vx を、前記実施例
4と同様に、図1(あるいは図3)に示した実施例の基
板電圧検出回路の出力端電圧Vx の代わりに接続して、
MOSスイッチSWa (あるいはSWa1)を介して容量
C1(あるいはCc )にサンプル・ホールドし、増幅回
路4(あるいは4a)を通してラッチ回路5に導くこと
により基板雑音検出回路を得ることができる。
【0046】また、本実施例のインバータ3bは、nM
OSトランジスタ1のバックゲートで基板雑音vsub を
含む基板電圧Vsub を検出するほか、ソースフォロア6
aで検出した基板雑音vsub を含む基板電圧Vsub をも
増幅するため、高い検出感度を得ることができる。
【0047】<実施例6>図8は、本発明に係る基板電
圧検出回路のまたさらに別の実施例を示す回路図であ
る。図8において、ドレイン同士が直列接続されたnM
OSトランジスタ1とpMOSトランジスタ2はインバ
ータ3bを構成し、pMOSトランジスタ2のゲートに
はバイアス電圧VBB1を印加する。一方、pMOSト
ランジスタ21とpMOSトランジスタ22はソースフ
ォロア7aを構成し、pMOSトランジスタ21のゲー
トはドレインに接続する。pMOSトランジスタ22の
ゲート2hは基板に接続されて基板雑音vsub を含む基
板電圧Vsub を検出し、ソースフォロア7aの出力端V
y に出力する。この出力端電圧Vy はインバータ3bの
nMOSトランジスタ1のゲートに入力され、増幅され
て出力端Vx に出力される。
【0048】このようにして検出したインバータ3bの
出力端から出力される基板雑音電圧Vx を、前記実施例
5と同様に、図1(あるいは図3)に示した実施例の基
板電圧検出回路の出力端電圧Vx の代わりに接続して、
MOSスイッチSWa (あるいはSWa1)を介して容量
C1(あるいはCc )にサンプル・ホールドし、増幅回
路4(あるいは4a)を通してラッチ回路5に導くこと
により基板雑音検出回路を得ることができる。
【0049】また、本実施例のインバータ3bは、nM
OSトランジスタ1のバックゲートで基板雑音vsub を
含む基板電圧Vsub を検出するほか、ソースフォロア7
aで検出した基板雑音vsub を含む基板電圧Vsub をも
増幅するため、高い検出感度を得ることができる。
【0050】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本
発明の精神を逸脱しない範囲内において種種の設計変更
をなし得ることは勿論である。例えば、各実施例ではp
型基板のCMOS・IC構造を例に説明したが、n型基
板においても同様に本発明の基板電圧検出回路、及びこ
の基板検出回路を用いた基板雑音検出回路を実現するこ
とができる。また、多重ウェル構造においても本回路を
利用することができる。
【0051】
【発明の効果】前記各実施例から明らかなように、本発
明によれば、CMOS・ICの基板電圧に発生する雑音
をより高い感度で検出し、増幅することが可能になる。
また、同一電源系の回路で同一チップに容易に集積回路
化することができる。従って、同一チップで基板雑音検
出回路を構成し、基板の雑音をより高い感度で検出し、
容易に増幅することができる。
【0052】本発明の基板電圧検出回路及びこれを用い
た基板雑音検出回路によって、基板雑音をオンチップで
実測でき、アナログ・デジタル混在集積回路で問題にな
る基板雑音の制御や補正、低減に役立てられる。また、
アナログ・デジタル混在集積回路のアナログ性能を確保
し、経済的効果の大きなMOS集積回路の提供に役立て
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基板電圧検出回路及びこれを用い
た基板雑音検出回路の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示した基板雑音検出回路の動作のタイミ
ングを示すタイムチャートである。
【図3】本発明に係る基板電圧検出回路及びこれを用い
た基板雑音検出回路の別の実施例を示す回路図である。
【図4】図3に示した基板雑音検出回路の動作のタイミ
ングを示すタイムチャートである。
【図5】本発明に係る基板電圧検出回路の別の実施例を
示す回路図である。
【図6】本発明に係る基板電圧検出回路のまた別の実施
例を示す回路図である。
【図7】本発明に係る基板電圧検出回路のさらに別の実
施例を示す回路図である。
【図8】本発明に係る基板電圧検出回路のまたさらに別
の実施例を示す回路図である。
【図9】従来の基板雑音検出回路の構成を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
1…nチャネル型MOS(nMOS)トランジスタ、2
…pチャネル型MOS(pMOS)トランジスタ、3,
3a,3b…インバータ、4…差動増幅回路、5…ラッ
チ回路、6,6a,7,7a…ソースフォロア、10,
11…nMOSトランジスタ、20,21,22…pM
OSトランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G032 AA09 AD01 AK03 AK15 2G035 AA08 AB01 AD03 9A001 BB03 BB04 BB05 KK31 KK37 LL02 LL05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のドレイン端を互いに接続してなる増幅回路からなり、 前記増幅回路の一方の極性のMOS電界効果トランジス
    タのゲート端に定電圧を印加し、バックゲートに集積回
    路の基板電圧を入力し、他方の極性のMOS電界効果ト
    ランジスタのゲート端に集積回路の基板電圧を入力し、
    互いに接続されたドレイン端を基板雑音電圧の出力端と
    するように構成することを特徴とする基板電圧検出回
    路。
  2. 【請求項2】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のソース端を互いに接続してなる増幅回路からなり、 前記増幅回路の一方の極性のMOS電界効果トランジス
    タのゲート端に定電圧を印加し、バックゲートに集積回
    路の基板電圧を入力し、他方の極性のMOS電界効果ト
    ランジスタのゲート端に集積回路の基板電圧を入力し、
    互いに接続されたソース端を基板雑音電圧の出力端とす
    るように構成することを特徴とする基板電圧検出回路。
  3. 【請求項3】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のドレイン端を互いに接続し、一方の極性のMOS電界
    効果トランジスタのゲート端に定電圧を印加し、バック
    ゲートに集積回路の基板電圧を入力してなる第1の増幅
    回路と、他方の極性の2つのMOS電界効果トランジス
    タを直列接続してなる第2の増幅回路とからなり、 前記第2の増幅回路の一方のMOS電界効果トランジス
    タのゲート端には集積回路の基板電圧を入力し、他方の
    MOS電界効果トランジスタのゲート端は直列接続点に
    接続すると共に前記第1の増幅回路の他方の極性のMO
    S電界効果トランジスタのゲート端に接続し、前記第1
    の増幅回路の互いに接続されたドレイン端を基板雑音電
    圧の出力端とするように構成することを特徴とする基板
    電圧検出回路。
  4. 【請求項4】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のドレイン端を互いに接続し、一方の極性のMOS電界
    効果トランジスタのゲート端に定電圧を印加し、バック
    ゲートに集積回路の基板電圧を入力してなる第1の増幅
    回路と、一対の相補型MOS電界効果トランジスタのソ
    ース端を互いに接続してなる第2の増幅回路とからな
    り、 前記第2の増幅回路の一方の極性のMOS電界効果トラ
    ンジスタのゲート端に定電圧を印加し、他方の極性のM
    OS電界効果トランジスタのゲート端に集積回路の基板
    電圧を入力し、前記互いに接続されたMOS電界効果ト
    ランジスタのソース端を前記第1の増幅回路の他方の極
    性のMOS電界効果トランジスタのゲート端に接続し、
    前記第1の増幅回路の互いに接続されたドレイン端を基
    板雑音電圧の出力端とするように構成することを特徴と
    する基板電圧検出回路。
  5. 【請求項5】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のドレイン端を互いに接続し、一方方の極性のMOS電
    界効果トランジスタのバックゲートに集積回路の基板電
    圧を入力し、他方の極性のMOS電界効果トランジスタ
    のゲート端に定電圧を印加してなる第1の増幅回路と、
    一対の相補型MOS電界効果トランジスタのソース端を
    互いに接続してなる第2の増幅回路とからなり、 前記第2の増幅回路の一方の極性のMOS電界効果トラ
    ンジスタのゲート端に定電圧を印加し、他方の極性のM
    OS電界効果トランジスタのゲート端に集積回路の基板
    電圧を入力し、前記互いに接続されたMOS電界効果ト
    ランジスタのソース端を前記第1の増幅回路の一方の極
    性のMOS電界効果トランジスタのゲート端に接続し、
    前記第1の増幅回路の互いに接続されたドレイン端を基
    板雑音電圧の出力端とするように構成することを特徴と
    する基板電圧検出回路。
  6. 【請求項6】一対の相補型MOS電界効果トランジスタ
    のドレイン端を互いに接続し、一方の極性のMOS電界
    効果トランジスタのバックゲートに集積回路の基板電圧
    を入力し、他方の極性のMOS電界効果トランジスタの
    ゲート端に定電圧を印加してなる第1の増幅回路と、他
    方の極性の2つのMOS電界効果トランジスタを直列接
    続してなる第2の増幅回路とからなり、 前記第2の増幅回路の一方のMOS電界効果トランジス
    タのゲート端には集積回路の基板電圧を入力し、他方の
    MOS電界効果トランジスタのゲート端は直列接続点に
    接続すると共に前記第1の増幅回路の一方の極性のMO
    S電界効果トランジスタのゲート端に接続し、前記第1
    の増幅回路の互いに接続されたドレイン端を基板雑音電
    圧の出力端とすることを特徴とする基板電圧検出回路。
  7. 【請求項7】前記請求項1〜6のいずれか1項に記載の
    基板電圧検出回路と、 該基板電圧検出回路の出力端電圧をサンプル・ホールド
    するMOSスイッチおよびキャパシタからなる第1の回
    路と、 基準電圧をサンプル・ホールドするMOSスイッチおよ
    びキャパシタからなる第2の回路と、 前記第1および第2の回路の出力電圧の差を増幅する回
    路とから構成することを特徴とする基板雑音検出回路。
  8. 【請求項8】前記請求項1〜6のいずれか1項に記載の
    基板電圧検出回路と、 該基板電圧検出回路の出力端電圧を入力とする第1のM
    OSスイッチと、 基準電圧を入力とする第2のMOSスイッチと、 前記第1及び第2のMOSスイッチの出力端を一端に接
    続したキャパシタと、 該キャパシタの他端を入力端に接続したインバータと、 該インバータの入出力間に接続された第3のスイッチと
    からなり、 該第3のスイッチのオン・オフに同期して前記第1及び
    第2のMOSスイッチを交互にオン・オフして、前記第
    1及び第2のMOSスイッチの出力電圧の差を増幅する
    ことを特徴とする基板雑音検出回路。
JP25101899A 1999-09-06 1999-09-06 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路 Pending JP2001074820A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25101899A JP2001074820A (ja) 1999-09-06 1999-09-06 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25101899A JP2001074820A (ja) 1999-09-06 1999-09-06 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001074820A true JP2001074820A (ja) 2001-03-23

Family

ID=17216414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25101899A Pending JP2001074820A (ja) 1999-09-06 1999-09-06 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001074820A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120051288A1 (en) 2009-11-23 2012-03-01 Research In Motion Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
CN105445569A (zh) * 2015-11-11 2016-03-30 北京航空航天大学 一种适用于高速集成电路的片上纳秒级电源噪声瞬态波形测量系统及其测量方法
US9456436B2 (en) 2007-11-13 2016-09-27 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US9661611B2 (en) 2005-12-14 2017-05-23 Blackberry Limited Method and apparatus for user equipment directed radio resource control in a UMTS network
CN110579635A (zh) * 2019-10-16 2019-12-17 华南理工大学 一种多通道电压差值的采样电路及其采样方法
US10582562B2 (en) 2006-05-17 2020-03-03 Blackberry Limited Method and system for signaling release cause indication in a UMTS network

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9661611B2 (en) 2005-12-14 2017-05-23 Blackberry Limited Method and apparatus for user equipment directed radio resource control in a UMTS network
US11696260B2 (en) 2005-12-14 2023-07-04 Blackberry Limited Method and apparatus for user equipment directed radio resource control in a UMTS network
US11064462B2 (en) 2005-12-14 2021-07-13 Blackberry Limited Method and apparatus for user equipment directed radio resource control in a UMTS network
US11147121B2 (en) 2006-05-17 2021-10-12 Blackberry Limited Method and system for signaling release cause indication in a UMTS network
US10582562B2 (en) 2006-05-17 2020-03-03 Blackberry Limited Method and system for signaling release cause indication in a UMTS network
US11197342B2 (en) 2006-05-17 2021-12-07 Blackberry Limited Method and system for signaling release cause indication in a UMTS network
US10575286B2 (en) 2007-11-13 2020-02-25 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US9456436B2 (en) 2007-11-13 2016-09-27 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US10555364B2 (en) 2009-11-23 2020-02-04 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US10849182B2 (en) 2009-11-23 2020-11-24 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US20120051288A1 (en) 2009-11-23 2012-03-01 Research In Motion Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
US11792875B2 (en) 2009-11-23 2023-10-17 Blackberry Limited Method and apparatus for state/mode transitioning
CN105445569B (zh) * 2015-11-11 2018-04-03 北京航空航天大学 一种适用于高速集成电路的片上纳秒级电源噪声瞬态波形测量系统及其测量方法
CN105445569A (zh) * 2015-11-11 2016-03-30 北京航空航天大学 一种适用于高速集成电路的片上纳秒级电源噪声瞬态波形测量系统及其测量方法
CN110579635A (zh) * 2019-10-16 2019-12-17 华南理工大学 一种多通道电压差值的采样电路及其采样方法
CN110579635B (zh) * 2019-10-16 2020-08-04 华南理工大学 一种多通道电压差值的采样电路及其采样方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7358946B2 (en) Offset cancel circuit of voltage follower equipped with operational amplifier
US6717474B2 (en) High-speed differential to single-ended converter
US7405622B2 (en) Operational amplifier with less offset
EP0508360B1 (en) Sampled band-gap voltage reference circuit
US5838200A (en) Differential amplifier with switched capacitor common mode feedback
JPH07162240A (ja) 演算増幅器のための改良された利得向上方法
JPH0927883A (ja) 画像読取信号処理装置
JPH052037A (ja) ゼロクロス検出回路
US6628148B2 (en) Sample and hold circuit having a single control signal
JP3801112B2 (ja) 画像読取信号処理装置
US7248106B2 (en) Sampling signal amplifier
JP2001074820A (ja) 基板電圧検出回路及びこれを用いた基板雑音検出回路
US7167049B2 (en) OP-amplifier with an offset voltage cancellation circuit
EP3661054B1 (en) Preamplifier circuit with floating transconductor
US5703477A (en) Current driver circuit with transverse current regulation
CA2172568A1 (en) Voltage comparator requiring no compensating offset voltage
JPS6365172B2 (ja)
JPH043520A (ja) 比較回路
US10784828B2 (en) Methods and apparatus for an operational amplifier with a variable gain-bandwidth product
US5872484A (en) High performance current output amplifier for CCD image sensors
JPH11330358A (ja) 基板雑音検出増幅回路
JP4498507B2 (ja) 差動増幅回路および高温用増幅回路
JP3262066B2 (ja) Pga(プログラマブル・ゲインアンプ)回路
JP4635612B2 (ja) サンプル・ホールド回路
JP2005057627A (ja) ピーク検出回路