JP2001135790A - 半導体装置用電源装置およびこれを用いた半導体集積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】外部電源の電圧変動に対する応答性が良く、外
部電源の電圧が変動したとしても内部電圧を高度に安定
させることができ、その結果少ないマージンにて各素子
を安定して動作させることができる半導体装置用電源装
置およびこれを用いた半導体集積装置を提供する。 【解決手段】外部電源入力端子に直接接続し、入力電圧
値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回
路と、基準周波数を有する基準信号の入力端子と、上記
比較信号と基準信号を入力し、両信号間の周波数差に応
じて変化する制御信号を出力する比較回路と、上記制御
信号によって入力電源電圧を制御する電圧制御回路より
なり、比較回路から電圧制御回路までをオープンループ
制御とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積装置
内に集積回路とともに形成される半導体装置用電源装置
およびこれを用いた半導体集積装置に係り、特に、電源
入力端子から入力される外部電源の電圧の変動にかかわ
らず安定した内部電圧を上記集積回路に出力し、この内
部電圧を用いて動作する素子における信号遅延時間を安
定化させることができる半導体装置用電源装置およびこ
れを用いた半導体集積装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は特開平５−１５２８３５号公報や
特開平９−２８５１０９号公報などに開示された従来の
半導体装置用電源装置を示す回路図である。図におい
て、１は集積回路、２はこの集積回路１に電力を供給す
る半導体装置用電源装置である。

【０００３】半導体装置用電源装置２において、３は図
示外の外部電源に接続される電源入力端子、１７は交流
波形の比較信号を出力する発振回路、５は基準周波数を
有する基準信号が入力される基準信号入力端子、１８は
この基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に
応じた値を有する制御信号を出力する比較回路、１９は
この制御信号に応じた内部電圧を出力する電圧制御回
路、２０は内部電圧の範囲を規制するリミッタである。

【０００４】次に動作について説明する。電源入力端子
３に外部電源が接続されると、この電圧の下で発振回路
１７は所定の交流波形の比較信号を出力する。比較回路
１８はこの比較信号の基準信号に対する周波数差（位相
差）に応じた制御信号を出力し、電圧制御回路１９はこ
の制御信号に応じた値の内部電圧を出力する。そして、
この内部電圧に基づく発振回路１７の比較信号出力が上
記基準信号の周波数（位相）と同期した状態で上記内部
電圧は安定し、この安定した内部電圧が集積回路１へ電
源電圧として供給される。なお、この内部電圧は所定の
電圧値範囲となるようにリミッタ２０により規制されて
いる。

【０００５】これにより外部電源の電圧が変動したとし
ても基準信号の周波数（位相）に基づいて内部電圧を安
定化させ、この内部電圧を用いて動作する素子における
信号遅延時間を安定化させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置用電
源装置は以上のように構成されているので、外部電源の
電圧が変動したとしても内部電圧を安定化させることが
できるものの、外部電源の電圧が変動してから実際に最
適な内部電圧に制御されるまでの時間がかかり、外部電
源の電圧変動に対する応答性が悪いなどの課題があっ
た。

【０００７】具体的に説明すると、従来の半導体装置用
電源装置２では外部電源の電圧が変動すると、まずこれ
に応じて発振回路１７の発振周期が変化し、次に比較回
路１８の制御信号が変化し、次にこの変化した内部電圧
の下で更にこの発振周期が変化して初めて電圧制御回路
１９の出力電圧が変化するので、少なくともこのフィー
ドバックループにおいて電源電圧変動に応じた変化が伝
播するまでの間は電源電圧変動に応じて内部電圧の制御
を開始することができない。しかも、実際には上記変化
があってからフィードバックループが新たな平衡状態に
至って適切な内部電圧に制御されるまでには更に時間が
かかる。従って、電源電圧変動に対する応答性が悪く、
その間内部電圧は変動してしまい、素子の信号遅延時間
が不安定となってしまう。つまり、その不安定の期間の
間の動作を補償するためにはその分のマージンを余分に
見積もらなければならなくなってしまう。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、外部電源の電圧変動に対する応答
性が良く、外部電源の電圧が変動したとしても内部電圧
を高度に安定させることができ、その結果少ないマージ
ンにて各素子を安定して動作させることができる半導体
装置用電源装置およびこれを用いた半導体集積装置を得
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置用電源装置は、集積回路とともに半導体基板上に形成
される半導体装置用電源装置において、外部電源に接続
される電源入力端子と、この電源入力端子に直接接続さ
れ、上記外部電源の電圧値に応じて周波数が変化する比
較信号を出力する発振回路と、基準周波数を有する基準
信号が入力される基準信号入力端子と、上記比較信号お
よび上記基準信号が入力され、この基準信号の周波数に
対する比較信号の周波数の差に応じて変化する制御信号
を出力する比較回路と、上記電源入力端子に接続される
とともに当該制御信号が入力され、この制御信号に基づ
いて基準信号の周波数に対して比較信号の周波数が高け
れば高いと判断されるほど絶対値が小さい内部電圧を上
記集積回路に出力する電圧制御回路とを備えるものであ
る。

【００１０】この発明に係る半導体装置用電源装置は、
内部電圧を監視して当該内部電圧が異常状態にあると判
断したら監視信号を電圧制御回路へ出力する監視回路を
設け、電圧制御回路はこの監視信号が入力されたら制御
信号に基づく制御を停止するものである。

【００１１】この発明に係る半導体装置用電源装置は、
基準信号入力端子と比較回路との間に設けられ、基準信
号を分周する分周回路を設けたものである。

【００１２】この発明に係る半導体集積装置は、集積回
路およびこれに電力を供給する半導体装置用電源装置と
からなる半導体集積装置において、上記半導体装置用電
源装置が、外部電源に接続される電源入力端子と、この
電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧値に
応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回路
と、基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号
入力端子と、上記比較信号および上記基準信号が入力さ
れ、この基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の
差に応じて変化する制御信号を出力する比較回路と、上
記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が入
力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に対
して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほど
絶対値が小さい内部電圧を出力する電圧制御回路とを備
え、当該内部電圧および上記外部電源の電圧を上記集積
回路へ供給するものである。

【００１３】この発明に係る半導体集積装置は、集積回
路およびこれに電力を供給する半導体装置用電源装置と
からなる半導体集積装置において、上記半導体装置用電
源装置が、外部電源に接続される電源入力端子と、この
電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧値に
応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回路
と、基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号
入力端子と、上記比較信号および上記基準信号が入力さ
れ、この基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の
差に応じて変化する制御信号を出力する比較回路と、上
記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が入
力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に対
して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほど
絶対値が小さい内部電圧を上記集積回路へ出力する電圧
制御回路と、当該内部電圧を監視して当該内部電圧が異
常状態にあると判断したら監視信号を電圧制御回路およ
び上記集積回路へ出力する監視回路とを備え、当該電圧
制御回路はこの監視信号が入力されたら制御信号に基づ
く制御を停止するものである。

【００１４】この発明に係る半導体集積装置は、集積回
路およびこれに電力を供給する半導体装置用電源装置と
からなる半導体集積装置において、上記半導体装置用電
源装置が、外部電源に接続される電源入力端子と、この
電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧値に
応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回路
と、基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号
入力端子と、この基準信号を上記集積回路の設定に応じ
た分周比で分周する分周回路と、上記比較信号および当
該分周された基準信号が入力され、この分周された基準
信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変
化する制御信号を出力する比較回路と、上記電源入力端
子に接続されるとともに当該制御信号が入力され、この
制御信号に基づいて基準信号の周波数に対して比較信号
の周波数が高ければ高いと判断されるほど絶対値が小さ
い内部電圧を上記集積回路へ出力する電圧制御回路とを
備えるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による半
導体集積装置を示すブロック図である。図において、１
は集積回路、２はこの集積回路に電力を供給する半導体
装置用電源装置である。そして、これらは同一半導体基
板上に形成されている。

【００１６】半導体装置用電源装置２において、３は図
示外の外部電源に接続される電源入力端子、４はこの電
源入力端子３に直接接続され、上記外部電源の電圧値に
応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回路、
５は基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号
入力端子、６は比較信号および基準信号が入力され、こ
の基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応
じた値を有する制御信号を出力する比較回路、７は電源
入力端子３に接続されるとともにこの制御信号が入力さ
れ、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に対して
比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほど絶対
値が小さい内部電圧を集積回路１に出力する電圧制御回
路である。

【００１７】図２はこの発明の実施の形態１による発振
回路４の詳細な構成を示すブロック図である。図におい
て、８はそれぞれ電源入力端子３に直接接続され、上記
外部電源の電圧の下で動作するインバータであり、互い
の出力が互いの入力となるように互いに直列にループ接
続されている。また、１つのインバータ８の出力がこの
発振回路４の出力として引き出される。そして、ここで
はインバータ８が奇数段だけ直列にループ接続されてい
るので、上記外部電源の電圧値に応じた遅延時間で各イ
ンバータ８がその出力を順次変化させることになり、こ
の奇数個のインバータ８，・・・，８による遅延時間毎
に信号レベルが変化する周波数の比較信号が生成され
る。

【００１８】図３はこの発明の実施の形態１による発振
回路４の発振周波数特性を示す特性図である。図におい
て、横軸は発振周波数、縦軸は発振回路４の電源電圧お
よび温度である。そして、このようにインバータ８，・
・・，８を多段接続した回路では、同図に示すように、
電源電圧が高くなればなるほど、温度が低くなればなる
ほど、各インバータ８の電流が多くなって（ドライブ能
力が高くなって）発振周波数が高くなる傾向にある。

【００１９】次に動作について説明する。電源入力端子
３に図示外の外部電源が接続されると、半導体装置用電
源装置２の発振回路４にこの電源電圧が直接印加され、
その電源電圧に応じた周波数で変化する比較信号が出力
される。このような状態で、基準信号入力端子５から基
準周波数を有する基準信号が入力されると、比較回路６
はこの基準信号の周波数と比較信号の周波数と比較し、
基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じ
た値の制御信号を出力する。電圧制御回路７はこの制御
信号に基づいて基準信号の周波数に対して比較信号の周
波数が高ければ高いと判断されるほど絶対値が小さい内
部電圧を集積回路１に出力する。

【００２０】従って、外部電源の電源電圧が高くなれば
なるほど、あるいは、温度が低くなればなるほど、電圧
制御回路７から絶対値の小さい内部電圧が出力されるこ
とになる。

【００２１】また、発振回路４は外部電源で直接動作し
ているので電源電圧が変動すると即座に比較信号の周波
数を変化させ、しかも、比較回路６は比較信号と基準信
号の周波数差に基づいて制御信号を出力しているのでこ
の比較信号の周波数変化に応じて即座に異なる値の制御
信号を出力しているので、外部電源の電圧が変動すると
電圧制御回路７は即座に内部電圧の電圧値を変更するこ
とができ、内部電圧を高度に安定させることができる。

【００２２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、集積回路１とともに半導体基板上に形成される半導
体装置用電源装置２において、外部電源に接続される電
源入力端子３と、この電源入力端子３に直接接続され、
上記外部電源の電圧値に応じて周波数が変化する比較信
号を出力する発振回路４と、基準周波数を有する基準信
号が入力される基準信号入力端子５と、上記比較信号お
よび上記基準信号が入力され、この基準信号の周波数に
対する比較信号の周波数の差に応じて変化する制御信号
を出力する比較回路６と、上記電源入力端子３に接続さ
れるとともに当該制御信号が入力され、この制御信号に
基づいて基準信号の周波数に対して比較信号の周波数が
高ければ高いと判断されるほど絶対値が小さい内部電圧
を上記集積回路に出力する電圧制御回路７とを備えるの
で、外部電源の電圧が変動すると即座に発振回路４から
出力される比較信号の周波数が変化し、更に比較回路６
から出力される制御信号も変化するので、この制御信号
の変化に応じて電圧制御回路７は内部電圧の電圧値を変
更することができる。

【００２３】従って、外部電源の電圧が変化したらそれ
に応じて即座に電圧制御回路７がその内部電圧出力を変
化させることができるので、しかも、電圧制御回路７は
この制御信号に基づいて判断される上記周波数の差が大
きければ大きいほど外部電源の電圧との差が大きくなる
ように内部電圧を変化させるので、外部電源の電圧変動
に対する応答性が良く、外部電源の電圧が変動したとし
ても内部電圧を高度に安定させることができる効果があ
る。その結果、少ない遅延時間マージンにて各素子を安
定して動作させることができる効果がある。

【００２４】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による半導体集積装置を示すブロック図である。図
において、９は電源入力端子３から集積回路１へ直接供
給される直接供給用信号線である。これ以外の構成は実
施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００２５】次に動作について説明する。電源入力端子
３に図示外の外部電源が接続されると、半導体装置用電
源装置２の発振回路４にこの電源電圧が直接印加され、
その電源電圧に応じた周波数で変化する比較信号が出力
される。これと同時に集積回路１の一部にはこの外部電
源の電圧が供給され、その動作を開始する。これ以外の
動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００２６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、電圧制御回路７の内部電圧とともに、外部電源の電
圧を集積回路１へ供給するので、特に電源電圧の変動が
問題とならない集積回路１に対しては外部電源の電圧を
直接供給するように構成して、遅延回路などのように安
定した動作時間が必要とされる回路にのみ当該内部電圧
を供給するように構成することができる。そして、その
ような構成であれば、電圧制御回路７の電力負荷を削減
することができ、その分この半導体装置用電源装置２の
規模や消費電流を効果的に低減することができる。

【００２７】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３による半導体集積装置を示すブロック図である。図
において、１０は内部電圧を監視して当該内部電圧が所
定の許容電圧範囲を超えたら監視信号を出力する監視回
路、１１は電源入力端子３に接続されるとともに制御信
号が入力され、制御信号に基づいて基準信号の周波数に
対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほ
ど絶対値が小さい内部電圧を集積回路１に出力するとと
もに、この監視信号が入力されたら制御信号に基づく制
御を停止する電圧制御回路である。これ以外の構成は実
施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００２８】次に動作について説明する。外部電源の電
圧変動に応じて電圧制御回路１１の内部電圧出力が変動
し、それが上記所定の許容電圧範囲を超えると、監視回
路１０から電圧制御回路１１へ監視信号が出力される。
電圧制御回路１１は、この監視信号が入力されると、制
御信号に基づく制御を停止する。これ以外の動作は実施
の形態１と同様であり説明を省略する。

【００２９】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、内部電圧を監視して当該内部電圧が所定の電圧範囲
を超えたと判断したら監視信号を電圧制御回路１１へ出
力する監視回路１０を設け、電圧制御回路１１はこの監
視信号が入力されたら制御信号に基づく制御を停止する
ので、内部電圧が一時的にでも異常な電圧値になってし
まうことを防止することができ、外部電源の変動に起因
して内部電圧が一時的にせよ変動してしまうことがあっ
たとしてもそれを正常な電圧値範囲内に抑制することが
できる効果がある。

【００３０】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４による半導体集積装置を示すブロック図である。図
において、１２は監視回路１０から集積回路１に出力さ
れる監視信号用の信号線である。これ以外の構成は実施
の形態３と同様であり説明を省略する。

【００３１】次に動作について説明する。外部電源の電
圧変動に応じて電圧制御回路１１の内部電圧出力が変動
し、それが上記所定の許容電圧範囲を超えると、監視回
路１０から電圧制御回路１１へ監視信号が出力される。
電圧制御回路１１は、この監視信号が入力されると、制
御信号に基づく制御を停止する。これと同時に、この監
視信号は集積回路１にも出力され、これが入力される集
積回路１においては予め定められた電源電圧異常時の所
定の対策を講じることができる。これ以外の動作は実施
の形態１と同様であり説明を省略する。

【００３２】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、監視信号を集積回路１側にも出力するようにしたの
で、この監視信号に基づいて単に異常な内部電圧を防止
するだけでなく、当該異常の可能性がある場合にはそれ
に応じて集積回路１において対策を講じることができる
効果がある。その結果、例えばこのような状態が発生し
たら一定時間の間になされた処理をやり直すなどするこ
とで、更に少ない遅延時間マージンにて各素子を結果的
に安定して動作させることができる効果がある。

【００３３】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５による半導体集積装置を示すブロック図である。図
において、１３は例えば集積回路１の動作クロック信号
入力端子などの高周波信号入力端子、１４はこの高周波
信号入力端子１３と比較回路６との間に設けられ、高周
波信号を所定の分周比で分周する分周回路である。これ
以外の構成は実施の形態１と同様であり説明を省略す
る。

【００３４】次に動作について説明する。電源入力端子
３に図示外の外部電源が接続されて発振回路４がこの電
源電圧に応じた周波数で変化する比較信号を出力してい
る状態で、高周波信号入力端子１３から高周波信号が入
力されると、分周回路１４はこの高周波信号を所定の分
周比で分周し、比較回路６はこの分周された高周波信号
の周波数と比較信号の周波数と比較し、基準信号の周波
数に対する比較信号の周波数の差に応じた値の制御信号
を出力する。これ以外の動作は実施の形態１と同様であ
り説明を省略する。

【００３５】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、高周波信号入力端子１３と比較回路６との間に基準
信号を分周する分周回路１４を設けたので、比較回路６
において比較する２つの信号の周波数を低周波にするこ
とができ、例えば集積回路１の動作クロック信号などを
この基準信号として兼用しつつ半導体装置用電源装置２
の発振回路４などの動作周期を低速化することができ、
ひいてはこの半導体装置用電源装置２による消費電力増
加を効果的に抑制することができる効果がある。

【００３６】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６による半導体集積装置を示すブロック図である。図
において、１５は高周波信号入力端子１３に入力された
高周波信号を設定に応じた分周比で分周して比較回路６
へ出力する分周回路、１６は集積回路１から分周回路１
５へ上記設定に係る設定信号を出力するための設定信号
用の信号線である。これ以外の構成は実施の形態５と同
様であり説明を省略する。

【００３７】次に動作について説明する。電源入力端子
３に図示外の外部電源が接続されて発振回路４がこの電
源電圧に応じた周波数で変化する比較信号を出力してい
る状態で、高周波信号入力端子１３から高周波信号が入
力されると、分周回路１５は集積回路１からの設定信号
に応じた分周比でこれを分周し、比較回路６はこの分周
された高周波信号の周波数と比較信号の周波数と比較
し、基準信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に
応じた値の制御信号を出力する。これ以外の動作は実施
の形態５と同様であり説明を省略する。

【００３８】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、集積回路１からの設定信号に応じた分周比で分周回
路１５が高周波信号を分周し、この分周された高周波信
号を用いて比較回路６は比較判断するので、例えば集積
回路１の動作クロック信号などをこの基準信号として兼
用しつつ半導体装置用電源装置２の発振回路４などの動
作周期を低速化することができ、しかも、この動作クロ
ック信号などの基準信号が複数の周波数に設定可能であ
ったとしても一定の周期に分周された基準信号を生成し
て動作させることができる効果がある。

【００３９】なお、上記分周回路１５に入力される設定
信号は外部から供給するようにしても同様の効果があ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、集積
回路とともに半導体基板上に形成される半導体装置用電
源装置において、外部電源に接続される電源入力端子
と、この電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の
電圧値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発
振回路と、基準周波数を有する基準信号が入力される基
準信号入力端子と、上記比較信号および上記基準信号が
入力され、この基準信号の周波数に対する比較信号の周
波数の差に応じて変化する制御信号を出力する比較回路
と、上記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信
号が入力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波
数に対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断され
るほど絶対値が小さい内部電圧を上記集積回路に出力す
る電圧制御回路とを備えるので、外部電源の電圧が変動
すると即座に発振回路から出力される比較信号の周波数
が変化し、更に比較回路から出力される制御信号も変化
するので、この制御信号の変化に応じて電圧制御回路は
内部電圧の電圧値を変更することができる。

【００４１】従って、外部電源の電圧が変化したらそれ
に応じて即座に電圧制御回路がその内部電圧出力を変化
させることができるので、しかも、電圧制御回路はこの
制御信号に基づいて判断される上記周波数の差が大きけ
れば大きいほど外部電源の電圧との差が大きくなるよう
に内部電圧を変化させるので、外部電源の電圧変動に対
する応答性が良く、外部電源の電圧が変動したとしても
内部電圧を高度に安定させることができる効果がある。
その結果、少ないマージンにて各素子を安定して動作さ
せることができる効果がある。

【００４２】この発明によれば、内部電圧を監視して当
該内部電圧が異常状態にあると判断したら監視信号を電
圧制御回路へ出力する監視回路を設け、電圧制御回路は
この監視信号が入力されたら制御信号に基づく制御を停
止するので、内部電圧が一時的にでも異常な電圧値にな
ってしまうことを防止することができ、外部電源の変動
に起因して内部電圧が一時的にせよ変動してしまうこと
があったとしてもそれを正常な電圧値範囲内に抑制する
ことができる効果がある。

【００４３】この発明によれば、基準信号入力端子と比
較回路との間に設けられ、基準信号を分周する分周回路
を設けたので、例えば集積回路の動作クロック信号など
をこの基準信号として兼用しつつ半導体装置用電源装置
の発振回路などの動作周期を低速化することができ、ひ
いてはこの半導体装置用電源装置による消費電力増加を
効果的に抑制することができる効果がある。

【００４４】この発明によれば、集積回路およびこれに
電力を供給する半導体装置用電源装置とからなる半導体
集積装置において、上記半導体装置用電源装置が、外部
電源に接続される電源入力端子と、この電源入力端子に
直接接続され、上記外部電源の電圧値に応じて周波数が
変化する比較信号を出力する発振回路と、基準周波数を
有する基準信号が入力される基準信号入力端子と、上記
比較信号および上記基準信号が入力され、この基準信号
の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変化す
る制御信号を出力する比較回路と、上記電源入力端子に
接続されるとともに当該制御信号が入力され、この制御
信号に基づいて基準信号の周波数に対して比較信号の周
波数が高ければ高いと判断されるほど絶対値が小さい内
部電圧を出力する電圧制御回路とを備え、当該内部電圧
および上記外部電源の電圧を上記集積回路へ供給するの
で、特に電源電圧の変動が問題とならない集積回路に対
しては外部電源の電圧を供給するように構成して、遅延
回路などのように安定した動作時間が必要とされる回路
にのみ当該内部電圧を供給するように構成することで、
電圧制御回路の電力負荷を削減することができ、その分
この半導体装置用電源装置の規模や消費電流を効果的に
低減することができる効果がある。

【００４５】この発明によれば、集積回路およびこれに
電力を供給する半導体装置用電源装置とからなる半導体
集積装置において、上記半導体装置用電源装置が、外部
電源に接続される電源入力端子と、この電源入力端子に
直接接続され、上記外部電源の電圧値に応じて周波数が
変化する比較信号を出力する発振回路と、基準周波数を
有する基準信号が入力される基準信号入力端子と、上記
比較信号および上記基準信号が入力され、この基準信号
の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変化す
る制御信号を出力する比較回路と、上記電源入力端子に
接続されるとともに当該制御信号が入力され、この制御
信号に基づいて基準信号の周波数に対して比較信号の周
波数が高ければ高いと判断されるほど絶対値が小さい内
部電圧を上記集積回路へ出力する電圧制御回路と、当該
内部電圧を監視して当該内部電圧が異常状態にあると判
断したら監視信号を電圧制御回路および上記集積回路へ
出力する監視回路とを備え、当該電圧制御回路はこの監
視信号が入力されたら制御信号に基づく制御を停止する
ので、内部電圧が一時的にでも異常な電圧値になってし
まうことを防止しつつ、当該異常の可能性がある場合に
はそれに応じて集積回路において対策を講じることがで
きる効果がある。また、更に少ないマージンにて各素子
を結果的に安定して動作させることができる効果があ
る。

【００４６】この発明によれば、集積回路およびこれに
電力を供給する半導体装置用電源装置とからなる半導体
集積装置において、上記半導体装置用電源装置が、外部
電源に接続される電源入力端子と、この電源入力端子に
直接接続され、上記外部電源の電圧値に応じて周波数が
変化する比較信号を出力する発振回路と、基準周波数を
有する基準信号が入力される基準信号入力端子と、この
基準信号を上記集積回路の設定に応じた分周比で分周す
る分周回路と、上記比較信号および当該分周された基準
信号が入力され、この分周された基準信号の周波数に対
する比較信号の周波数の差に応じて変化する制御信号を
出力する比較回路と、上記電源入力端子に接続されると
ともに当該制御信号が入力され、この制御信号に基づい
て基準信号の周波数に対して比較信号の周波数が高けれ
ば高いと判断されるほど絶対値が小さい内部電圧を上記
集積回路へ出力する電圧制御回路とを備えるので、例え
ば集積回路の動作クロック信号などをこの基準信号とし
て兼用しつつ半導体装置用電源装置の発振回路などの動
作周期を低速化することができ、しかも、この動作クロ
ック信号などの基準信号が複数の周波数に設定可能であ
ったとしても一定の周期に分周された基準信号を生成し
て動作させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による発振回路の詳
細な構成を示すブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による発振回路の発
振周波数特性を示す特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態３による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態４による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態５による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態６による半導体集積装
置を示すブロック図である。

【図９】 従来の半導体装置用電源装置を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 集積回路、２ 半導体装置用電源装置、３ 電源入
力端子、４ 発振回路、５ 基準信号入力端子、６ 比
較回路、７ 電圧制御回路、８ インバータ、９ 直接
供給用信号線、１０ 監視回路、１１ 電圧制御回路、
１２ 監視信号用の信号線、１３ 高周波信号入力端
子、１４ 分周回路、１５ 分周回路、１６ 設定信号
用の信号線。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路とともに半導体基板上に形成さ
   れる半導体装置用電源装置において、 外部電源に接続される電源入力端子と、 この電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧
   値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回
   路と、 基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号入力
   端子と、 上記比較信号および上記基準信号が入力され、この基準
   信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変
   化する制御信号を出力する比較回路と、 上記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が
   入力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に
   対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほ
   ど絶対値が小さい内部電圧を上記集積回路に出力する電
   圧制御回路とを備える半導体装置用電源装置。
2. 【請求項２】 内部電圧を監視して当該内部電圧が異常
   状態にあると判断したら監視信号を電圧制御回路へ出力
   する監視回路を設け、電圧制御回路はこの監視信号が入
   力されたら制御信号に基づく制御を停止することを特徴
   とする請求項１記載の半導体装置用電源装置。
3. 【請求項３】 基準信号入力端子と比較回路との間に設
   けられ、基準信号を分周する分周回路を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の半導体装置用電源装置。
4. 【請求項４】 集積回路およびこれに電力を供給する半
   導体装置用電源装置とからなる半導体集積装置におい
   て、 上記半導体装置用電源装置は、 外部電源に接続される電源入力端子と、 この電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧
   値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回
   路と、 基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号入力
   端子と、 上記比較信号および上記基準信号が入力され、この基準
   信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変
   化する制御信号を出力する比較回路と、 上記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が
   入力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に
   対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほ
   ど絶対値が小さい内部電圧を出力する電圧制御回路とを
   備え、当該内部電圧および上記外部電源の電圧を上記集
   積回路へ供給する半導体集積装置。
5. 【請求項５】 集積回路およびこれに電力を供給する半
   導体装置用電源装置とからなる半導体集積装置におい
   て、 上記半導体装置用電源装置は、 外部電源に接続される電源入力端子と、 この電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧
   値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回
   路と、 基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号入力
   端子と、 上記比較信号および上記基準信号が入力され、この基準
   信号の周波数に対する比較信号の周波数の差に応じて変
   化する制御信号を出力する比較回路と、 上記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が
   入力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に
   対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほ
   ど絶対値が小さい内部電圧を上記集積回路へ出力する電
   圧制御回路と、 当該内部電圧を監視して当該内部電圧が異常状態にある
   と判断したら監視信号を電圧制御回路および上記集積回
   路へ出力する監視回路とを備え、当該電圧制御回路はこ
   の監視信号が入力されたら制御信号に基づく制御を停止
   する半導体集積装置。
6. 【請求項６】 集積回路およびこれに電力を供給する半
   導体装置用電源装置とからなる半導体集積装置におい
   て、 上記半導体装置用電源装置は、 外部電源に接続される電源入力端子と、 この電源入力端子に直接接続され、上記外部電源の電圧
   値に応じて周波数が変化する比較信号を出力する発振回
   路と、 基準周波数を有する基準信号が入力される基準信号入力
   端子と、 この基準信号を上記集積回路の設定に応じた分周比で分
   周する分周回路と、 上記比較信号および当該分周された基準信号が入力さ
   れ、この分周された基準信号の周波数に対する比較信号
   の周波数の差に応じて変化する制御信号を出力する比較
   回路と、 上記電源入力端子に接続されるとともに当該制御信号が
   入力され、この制御信号に基づいて基準信号の周波数に
   対して比較信号の周波数が高ければ高いと判断されるほ
   ど絶対値が小さい内部電圧を上記集積回路へ出力する電
   圧制御回路とを備える半導体集積装置。