JP2001136054A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2001136054A
JP2001136054A JP31674999A JP31674999A JP2001136054A JP 2001136054 A JP2001136054 A JP 2001136054A JP 31674999 A JP31674999 A JP 31674999A JP 31674999 A JP31674999 A JP 31674999A JP 2001136054 A JP2001136054 A JP 2001136054A
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JP
Japan
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circuit
substrate potential
semiconductor integrated
pwell
latch circuit
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Application number
JP31674999A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisaku Sudo
大策 須藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of a conventional semiconductor integrated circuit where resetting to a conventional latch circuit has been realized by ANDing a data signal and a reset signal but the configuration like this results in an increase in the area required for addition of a NAND circuit. SOLUTION: The latch circuit of this invention consists of two nMOS transistors(TRs) 102, 104 having terminals 107, 108, by which the respective substrate potentials can be controlled. A substrate potential changeover means employing the terminals 107, 108 is used to control the substrate potentials of the TRs 102, 104. Controlling the substrate potentials to control on/off of the TRs 102, 104 conducts resetting. The latch circuit with a reset function can be produced without the need for addition of a NAND circuit according to the adoption of the method above so as to reduce the area of the semiconductor integrated circuit.

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、ラッチ回路が保持
している論理のリセット方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a method of resetting a logic held by a latch circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に従来の同期式リセット機能を有す
るラッチの回路図を示す。図2では、ラッチ回路をリセ
ットするためにデータ信号とリセット信号の論理積をと
る。リセットをかける場合、リセット信号を論理"0"と
することでラッチへの入力データが強制的に論理"0"と
なり、クロックが入力されると同時に論理"0"がラッチ
されることでリセットが行われる。また、非同期式のリ
セット機能を有するラッチ回路を図3に示す。図3では
NAND回路303,304でループを形成し、通常動作を行う場
合にはリセット信号Rおよびセット信号Sに論理"1"を入
力しておく。リセットを行う場合にはリセット信号を論
理"0"、セット信号を論理"1"とすることでNAND回路304
の出力を論理"1"、NAND回路303の出力を論理"0"と強制
的に固定して、リセット動作を行う。同期式、非同期式
どちらにおいても、リセット信号との論理積をとること
で強制的に論理を決定している。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional latch having a synchronous reset function. In FIG. 2, the logical product of the data signal and the reset signal is taken to reset the latch circuit. When resetting, by setting the reset signal to logic "0", the input data to the latch is forcibly set to logic "0", and the logic "0" is latched at the same time as the clock is input, and the reset is performed. Done. FIG. 3 shows a latch circuit having an asynchronous reset function. In FIG.
When a loop is formed by the NAND circuits 303 and 304 and normal operation is performed, logic "1" is input to the reset signal R and the set signal S. To perform a reset, the reset signal is set to logic "0" and the set signal is set to logic "1", so that the NAND circuit 304 is reset.
, The output of the NAND circuit 303 is forcibly fixed to the logic "1", and the output of the NAND circuit 303 is fixed to the logic "0". In both the synchronous type and the asynchronous type, the logic is forcibly determined by taking the logical product with the reset signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2,
図3のような構成にした場合ラッチ回路1つにつきNAND
回路が1つ以上必要となるため、図4に示すリセット機
能をもたない最小限のラッチ回路にくらべて6〜8トラン
ジスタを追加することになる。これは、図4のラッチ回
路とほぼ等しいトランジスタ数である。つまり、リセッ
ト機能を追加するだけでラッチ回路が2倍の面積となる
ということである。
However, FIG.
In the case of the configuration as shown in FIG.
Since one or more circuits are required, 6 to 8 transistors are added as compared with the minimum latch circuit having no reset function shown in FIG. This is approximately the same number of transistors as the latch circuit of FIG. In other words, the area of the latch circuit is doubled only by adding the reset function.

【0004】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的はリセット機能を持つラッチ回路の面積
削減を図る半導体集積回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit which can reduce the area of a latch circuit having a reset function.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の半
導体集積回路は、それぞれの基板電位が操作可能な端子
を有した複数のMOSトランジスタと、前記MOSトランジス
タからなるラッチ回路と、前記端子を用いて基板電位を
制御する基板電位切り替え手段を有することを特徴とし
た半導体集積回路である。例を図1に示す。図1の構成
とすることで図2,図3で使用していたNAND回路を削減
することができ、面積増大を抑えることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit comprising: a plurality of MOS transistors each having a terminal whose substrate potential can be controlled; a latch circuit including the MOS transistor; A semiconductor integrated circuit having substrate potential switching means for controlling a substrate potential by using a semiconductor integrated circuit. An example is shown in FIG. With the configuration of FIG. 1, the number of NAND circuits used in FIGS. 2 and 3 can be reduced, and an increase in area can be suppressed.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)図1におい
て、102,104はそれぞれpWELLが電気的に独立したnMOSト
ランジスタである。Qが論理"1"の状態から、Qが論理"0"
となるリセット動作の手順を示す。リセットを行う前の
102,104のnMOSトランジスタのpWELLは107,108のスイッ
チによってGNDに落としておく。リセットを行うとき
に、107,108のスイッチを切り替えることで102のpWELL
にマイナスの電位を与え、104のpWELLにはプラスの電位
を与える。pWELLに電位を与えることで基板バイアス効
果があらわれる。基板バイアス効果によって、102のnMO
Sトランジスタはしきい値がさがり、オン状態(低抵
抗)となるためドレイン−ソース間に電流が流れる。一
方、104のnMOSトランジスタはしきい値があがり、オフ
状態(高抵抗)となるためドレイン−ソース間の電流が
0となる。この状態をしばらく続けると、正帰還がかか
っていることもありQが論理"0"となる。その後107,108
のスイッチを切り替えることで102,104のpWELLの基板バ
イアスをGNDにしてリセット動作を終了する。また、Qが
論理"0"から論理"1"へのセット動作も102のpWELLにプラ
スの電位、104のpWELLにマイナスの電位を与えることで
実現できる。例として図5に、セット、リセット手段を
有したラッチ回路の構成図を示す。507,508のスイッチ
を切り替えることでセット、リセットを行うことができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) In FIG. 1, reference numerals 102 and 104 denote nMOS transistors whose pWELLs are electrically independent. Q is logic "0" from Q is logic "1"
The following shows the procedure of the reset operation. Before resetting
The pWELLs of the nMOS transistors 102 and 104 are dropped to GND by the switches 107 and 108. When resetting, switch the 107, 108 switches to get 102 pWELL
Is given a negative potential, and a positive potential is given to 104 pWELL. By applying a potential to pWELL, a substrate bias effect appears. 102 nMO due to substrate bias effect
Since the threshold value of the S transistor decreases and the transistor is turned on (low resistance), current flows between the drain and the source. On the other hand, the nMOS transistor 104 has an increased threshold value and is turned off (high resistance).
It becomes 0. If this state is continued for a while, the positive feedback is applied, and Q becomes logic “0”. Then 107,108
By switching the switches, the substrate bias of 102, 104 pWELL is set to GND, and the reset operation is completed. Also, the setting operation of Q from logic "0" to logic "1" can be realized by giving a positive potential to pWELL of 102 and a negative potential to pWELL of 104. As an example, FIG. 5 shows a configuration diagram of a latch circuit having set and reset means. Setting and resetting can be performed by switching the switches 507 and 508.

【0007】(第二の実施の形態)第一の実施の形態で
説明したリセット方法は、多くのラッチ回路を一度にリ
セットする場合に優れている。例えば、SRAMのようなメ
モリ回路に応用できる。図6に例を示す。2つのpWELL
を用意してそれぞれのメモリ素子の2つのインバータ中
のnMOSトランジスタについて、pWELL 1には601,602,603
を、pWELL 2には611,612,613をわりあてる。リセット動
作を行うときにはこのpWELLの端子の電圧を614,615の切
り替えスイッチで制御することで行える。このようにす
ることで、従来の回路で必要であったN個のNAND回路がW
ELLを制御する2つの端子のみでリセット動作を行うこ
とができる。また、セット動作についても同様に614,61
5を切り替えることで行える。
(Second Embodiment) The reset method described in the first embodiment is excellent in resetting many latch circuits at once. For example, it can be applied to a memory circuit such as an SRAM. FIG. 6 shows an example. Two pWELL
And pWELL 1 has 601,602,603 for the nMOS transistors in the two inverters of each memory element.
And 611,612,613 for pWELL 2. The reset operation can be performed by controlling the voltage of the pWELL terminal with the switches 614 and 615. By doing so, the N NAND circuits required in the conventional circuit can be replaced with W circuits.
A reset operation can be performed with only two terminals for controlling ELL. The same applies to the set operation.
You can do this by switching 5.

【0008】これまでの説明では、nMOSトランジスタの
pWELLに注目して説明してきたが、pMOSトランジスタのn
WELLの基板電位を操作することでも同様の効果が得られ
る。また、pWELL, nWELLの基板電位を同時に操作した
り、ラッチ回路のインバータループ中の1つのトランジ
スタについて、基板電位を操作することでも同様の効果
が得られる。
In the above description, the nMOS transistor
The explanation has been focused on pWELL.
The same effect can be obtained by manipulating the substrate potential of WELL. The same effect can be obtained by simultaneously operating the substrate potentials of pWELL and nWELL, or by operating the substrate potential for one transistor in the inverter loop of the latch circuit.

【0009】[0009]

【発明の効果】以上説明したように、第一の実施の形態
で示した半導体集積回路によって従来リセット動作を行
うときに必要であったNAND回路の削減ができ高集積化が
図れる。特に、第二の実施の形態で示したように多くの
ラッチ回路を一度にリセットする場合には、ラッチ回路
の数に依存せずWELLを制御する端子のみでリセット動作
が行えるため、面積削減に効果がある。
As described above, with the semiconductor integrated circuit shown in the first embodiment, the number of NAND circuits conventionally required for performing a reset operation can be reduced and high integration can be achieved. In particular, when many latch circuits are reset at one time as shown in the second embodiment, the reset operation can be performed only with the terminal for controlling the WELL without depending on the number of latch circuits. effective.

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

【図1】本発明の第一の実施の形態を実現する回路図FIG. 1 is a circuit diagram for realizing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の同期式リセット付きラッチ回路図FIG. 2 is a conventional latch circuit with synchronous reset.

【図3】従来の非同期式リセット付きラッチ回路図FIG. 3 is a conventional latch circuit with asynchronous reset.

【図4】最小トランジスタ数のラッチ回路の例の図FIG. 4 is a diagram of an example of a latch circuit with the minimum number of transistors;

【図5】本発明の第一の実施の形態を実現する回路図FIG. 5 is a circuit diagram for realizing the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第二の実施の形態を実現する回路図FIG. 6 is a circuit diagram for realizing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 102とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 102 pWELLが分離された101とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 103 104とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 104 pWELLが分離された103とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 105 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 106 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 107 102のpWELLの基板電位の切り替え手段 108 104のpWELLの基板電位の切り替え手段 201 202とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 202 pWELLが分離された201とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 203 204とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 204 pWELLが分離された203とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 205 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 206 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 207 データ信号とリセット信号の論理積をとるNAND回
路 208 207の出力論理を反転するインバータ回路 301 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 302 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 303 セット信号との論理積とり、かつ304とペアでラッ
チ回路を構成するNAND回路 304 リセット信号との論理積とり、かつ303とペアでラ
ッチ回路を構成するNAND回路 401 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 402 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 403 404とペアでラッチ回路を構成するインバータ回路 404 403とペアでラッチ回路を構成するインバータ回路 501 502とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 502 pWELLが分離された501とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 503 504とインバータ回路を構成するpMOSトランジスタ 504 pWELLが分離された503とインバータ回路を構成す
るnMOSトランジスタ 505 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 506 パストランジスタとなるnMOSトランジスタ 507 502のpWELLの基板電位の切り替え手段 508 504のpWELLの基板電位の切り替え手段 601 611とペアでメモリ素子となるインバータ回路 602 612とペアでメモリ素子となるインバータ回路 603 613とペアでメモリ素子となるインバータ回路 611 601とペアでメモリ素子となるインバータ回路 612 602とペアでメモリ素子となるインバータ回路 613 603とペアでメモリ素子となるインバータ回路 614 pWELL 1の基板電位を切り替える手段 615 pWELL 2の基板電位を切り替える手段
101 102 and pMOS transistor forming an inverter circuit 102 pWELL separated 101 and nMOS transistor 103 forming an inverter circuit 103 104 and pMOS transistor forming an inverter circuit 104 103 and pMOS separated nMOS transistor forming an inverter circuit 105 nMOS transistor to be a pass transistor 106 nMOS transistor to be a pass transistor 107 102 pWELL substrate potential switching means 108 102 pWELL substrate potential switching means 201 202 and pMOS transistor 202 pWELL forming an inverter circuit are separated 201 and an nMOS transistor 203 forming an inverter circuit 203 204 and a pMOS transistor 204 forming an inverter circuit 204 with separated pWELLs and an nMOS transistor 205 forming an inverter circuit 205 nMOS transistor as a pass transistor 206 nMOS transistor 207 as a pass transistor NAND circuit that takes the logical product of the signal and reset signal 208 Inverter circuit that inverts the output logic of 207 301 nMOS transistor that serves as a pass transistor 302 nMOS transistor that serves as a pass transistor 303 Logical product of the set signal and latched as a pair with 304 NAND circuit 304 that constitutes the circuit ANDs with the reset signal, and NAND circuit 303 that constitutes a latch circuit in pairs with 303 401 nMOS transistor that is a pass transistor 402 nMOS transistor 403 that is a pass transistor 403 404 constitutes a latch circuit Inverter circuit 404 403 and an inverter circuit 501 which constitutes a latch circuit in pairs with pMOS transistor 502 which constitutes an inverter circuit 502 pWELL 501 separated nMOS transistor which constitutes an inverter circuit 503 504 and a pMOS transistor which constitutes an inverter circuit 504 pWELL separated 503 and inverter circuit Constituting nMOS transistor 505 nMOS transistor to be a pass transistor 506 nMOS transistor to be a pass transistor 507 Means for switching pWELL substrate potential of 502 508 Means for switching pWELL substrate potential of 504 601 Inverter circuit 602 paired with a memory element 602 Inverter circuit that becomes a memory element when paired with 612 603 Inverter circuit that becomes a memory element when paired with 613 611 Inverter circuit that becomes a memory element when paired with 601 612 Inverter circuit that becomes a memory element when paired with 602 613 A memory element that becomes a memory element when paired Inverter circuit 614 Means for switching the substrate potential of pWELL 1 615 Means for switching the substrate potential of pWELL 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれの基板電位が操作可能な端子を
有した複数のMOSトランジスタと、前記MOSトランジスタ
からなるラッチ回路と、前記端子を用いて基板電位を制
御する基板電位切り替え手段を有することを特徴とした
半導体集積回路。
1. A semiconductor device comprising: a plurality of MOS transistors each having a terminal capable of controlling a substrate potential; a latch circuit including the MOS transistor; and a substrate potential switching means for controlling the substrate potential using the terminal. Characteristic semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 それぞれのpWELLの基板電位が操作可能
な端子を有した2つのnMOSトランジスタと、前記nMOSト
ランジスタからなるラッチ回路と、前記端子を用いて基
板電位を制御する基板電位切り替え手段を有することを
特徴とした半導体集積回路。
2. A semiconductor device comprising: two nMOS transistors each having a terminal capable of controlling a substrate potential of each pWELL; a latch circuit including the nMOS transistor; and a substrate potential switching means for controlling the substrate potential using the terminal. A semiconductor integrated circuit characterized by the above.
【請求項3】 それぞれのnWELLの基板電位が操作可能
な端子を有した2つのpMOSトランジスタと、前記pMOSト
ランジスタからなるラッチ回路と、前記端子を用いて基
板電位を制御する基板電位切り替え手段を有することを
特徴とした半導体集積回路。
3. A semiconductor device comprising: two pMOS transistors each having a terminal capable of controlling the substrate potential of each nWELL; a latch circuit including the pMOS transistor; and a substrate potential switching means for controlling the substrate potential using the terminal. A semiconductor integrated circuit characterized by the above.
【請求項4】 pWELLの基板電位が操作可能な端子を有
したnMOSトランジスタと、nWELLの基板電位が操作可能
な端子を有したpMOSトランジスタと、前記pMOSトランジ
スタとnMOSトランジスタからなるインバータ回路と、前
記インバータ回路を用いたラッチ回路と、前記端子を用
いて基板電位を制御する基板電位切り替え手段を有する
ことを特徴とした半導体集積回路。
4. An nMOS transistor having a terminal capable of operating the substrate potential of pWELL, a pMOS transistor having a terminal capable of operating the substrate potential of nWELL, an inverter circuit including the pMOS transistor and the nMOS transistor, A semiconductor integrated circuit, comprising: a latch circuit using an inverter circuit; and substrate potential switching means for controlling a substrate potential using the terminal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043976A (en) * 2001-08-03 2003-02-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device and driving circuit for the device

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