JP2001168693A - 二つの相補形mos電界効果トランジスタを含むアナログスイッチ - Google Patents

二つの相補形mos電界効果トランジスタを含むアナログスイッチ

Info

Publication number
JP2001168693A
JP2001168693A JP2000345440A JP2000345440A JP2001168693A JP 2001168693 A JP2001168693 A JP 2001168693A JP 2000345440 A JP2000345440 A JP 2000345440A JP 2000345440 A JP2000345440 A JP 2000345440A JP 2001168693 A JP2001168693 A JP 2001168693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field effect
effect transistors
transistors
effect transistor
analog switch
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.)
Abandoned
Application number
JP2000345440A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Steinhagen
シュタインハーゲン ヴォルフガンク
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.)
Texas Instruments Deutschland GmbH
Original Assignee
Texas Instruments Deutschland GmbH
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 Texas Instruments Deutschland GmbH filed Critical Texas Instruments Deutschland GmbH
Publication of JP2001168693A publication Critical patent/JP2001168693A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6872Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor using complementary field-effect transistors

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電源電圧でも確実にオンオフし、オフ時の
漏れ電流が無視できるアナログスイッチを作る。 【解決手段】 二つの相補形MOS電界効果トランジス
タ(10、12)のソース−ドレイン回路を入出力端子
(18、20)間に並列配置する。制御信号を一方チャ
ネル型トランジスタ(12)のゲートに直接、他方チャ
ネル型トランジスタ(10)のゲートに否定器(16)
を介し印加する。入出力端子間に三つのMOS電界効果
トランジスタ(22、24、26)の直列ソース−ドレ
イン回路を挿入し、中央トランジスタ(24)のチャネ
ル型を他トランジスタ(22、26)と逆にし、他方チ
ャネル型の全トランジスタのゲートを接続し、直列回路
のトランジスタ(22、24、26)の閾値電圧を相補
トランジスタ(10、12)より低くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二つの相補形MO
S電界効果トランジスタを含むアナログスイッチであっ
て、そのソース−ドレイン回路がスイッチの入力端子と
出力端子との間に並列に配置され、スイッチを制御する
ための制御信号を一方のチャネル型のMOS電界効果ト
ランジスタのゲートに直接印加することができ、他方の
チャネル型のMOS電界効果トランジスタのゲートに否
定器(negator)を介して印加することができる
ようなアナログスイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術で伝達ゲートとも呼ばれるこの
種のアナログスイッチは、高周波回路についてのマイン
ケおよびグントラーハによるドイツ語の教科書「高周波
技術教本」(”Taschenbuch der Ho
chfrequenztechnik” by Mei
nke & Gundlach)の第5版、35頁で知
られている。図1は、このような公知のアナログスイッ
チの一つの回路図を示す。
【0003】図1に示されるような、この公知のアナロ
グスイッチは二つの相補形MOS電界効果トランジス
タ、すなわち、Pチャネル電界効果トランジスタ10お
よびNチャネル電界効果トランジスタ12を含む。必要
に応じて位相が逆の二つの電界効果トランジスタ10お
よび12のターンオンとターンオフは、スイッチを制御
するために使用される制御信号端子14からの制御信号
をNチャネルMOS電界効果トランジスタのゲートに直
接印加し、PチャネルMOS電界効果トランジスタのゲ
ートに否定器16を介して印加することにより達成され
る。入力端子18と出力端子20の間が導通する他方の
アクティブ状態にスイッチをセットするために、高電位
信号、すなわち電源電圧Vccの電位が制御信号端子1
4に印加され、両方の電界効果トランジスタ10および
12がターンオンする。これに対して、低電位信号すな
わちアース電位が制御信号端子14に印加されると、両
方の電界効果トランジスタ10および12がターンオフ
し、入力端子18と出力端子20の間が導通しなくな
る。
【0004】相補形電界効果トランジスタ10および1
2の生産に通常使用されるCMOSテクノロジーによれ
ば、これらの電界効果トランジスタはともに閾値が約1
Vである。この閾値電圧は、対応するトランジスタがオ
フ状態からオン状態、すなわちトランジスタの絶縁抵抗
が非常に低い値となる状態、に変化するように、そのト
ランジスタのソースに対して相対的にゲートに印加する
必要のある電位である。これと反対に、制御信号として
制御信号端子14に印加される電源電圧Vccが電界効
果トランジスタ10および12の二つの閾値電圧の和に
近づくと、電界効果トランジスタの絶縁抵抗が非常に高
くなる。比較的低い電源電圧しか利用できないときは、
電界効果トランジスタ10および12をターンオンする
ことは不可能となり、アナログスイッチは所望の機能を
果たさなくなる。低い電源電圧では電界効果トランジス
タがターンオンしなくなるというこの問題に対する一つ
の解は、別のCMOS生産プロセスを適用することによ
り閾値が大幅に低い電界効果トランジスタを利用するこ
とである。このような電界効果トランジスタは0Vの範
囲の閾値電圧で生産することができる。しかし、このよ
うな電界効果トランジスタを使用するときにも、全面的
にターンオフすることができないという問題がある。閾
値電圧がその温度依存性により、この目的のために通常
使用される制御信号電圧より低くなることがあるからで
ある。その結果、望ましくない程大きな漏れ電流がスイ
ッチの非アクティブ状態で流れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低い電源電
圧でも確実にターンオンまたはターンオフすることがで
き、オフ状態で無視できる漏れ電流しか流れないよう
な、前記の種類のアナログスイッチを構成するという目
的に基づいている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
る前記の種類のスイッチであって、スイッチの入力端子
と出力端子との間に三つのMOS電界効果トランジスタ
の直列ソース−ドレイン回路が挿入され、直列回路の中
央に配列されたMOS電界効果トランジスタのチャネル
型は他の二つのMOS電界効果トランジスタのチャネル
型と逆であることと、他方のチャネル型のすべてのMO
S電界効果トランジスタのゲートが各々相互接続される
ことと、そして直列回路の三つのMOS電界効果トラン
ジスタの閾値電圧が、ソース−ドレイン回路が並列に接
続された二つの相補形MOS電界効果トランジスタの閾
値電圧より低いスイッチに対して達成される。
【0007】閾値電圧が高いMOS電界効果トランジス
タと閾値電圧が低いMOS電界効果トランジスタとのこ
の組み合わせにより、電源電圧が低いときでもアナログ
スイッチを確実に開放(電界効果トランジスタがオ
フ)、閉成(電界効果トランジスタがオン)させること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の一
実施例を説明する。
【0009】次に、図2には、以下に説明するアナログ
スイッチが示されている。このアナログスイッチは、図
1に示されている従来技術のアナログスイッチに含まれ
ているのと同様な相補形MOS電界効果トランジスタ1
0および12の他に、三つのMOS電界効果トランジス
タ22、24、および26を含む。この場合に注意しな
ければならないのは、電界効果トランジスタ10および
24はPチャネル電界効果トランジスタであるのに対し
て、電界効果トランジスタ12、22、および26はN
チャネル電界効果トランジスタであるということであ
る。
【0010】電界効果トランジスタ10および12の閾
値電圧が1Vの範囲にあるのに対して、電界効果トラン
ジスタ22、24、および26は特別なCMOS生産プ
ロセスを適用することにより0Vの範囲の、大幅に低い
閾値電圧となる。容易にわかるように、同じチャネル型
の電界効果トランジスタのゲート、すなわち、一方では
電界効果トランジスタ10および24のゲートが相互接
続され、他方では電界効果トランジスタ12、22、お
よび26のゲートが相互接続される。これは、電界効果
トランジスタ10および24のゲートは否定器16を介
して制御信号端子14に印加される制御信号を受けるの
に対して、電界効果トランジスタ12、22、および2
6のゲートはこの制御信号を直接、すなわち否定しない
で受けるということを意味する。
【0011】次に、図2に示されるアナログスイッチの
動作について説明する。
【0012】電源電圧Vccに対応する電圧の制御信号
が制御信号端子14に印加されたとき、ゲートが制御信
号端子14に直接接続された電界効果トランジスタ1
2、22、および26はターンオンする。前に説明した
ように、これらの電界効果トランジスタはPチャネル電
界効果トランジスタであるからである。この制御信号は
否定器16によって否定され、アース電位の低電位信号
が電界効果トランジスタ10および24のゲートに現
れ、これらの電界効果トランジスタもターンオンする。
これらの電界効果トランジスタはNチャネル電界効果ト
ランジスタであるからである。したがって、すべての電
界効果トランジスタはオンとなり、スイッチの入力端子
18と出力端子20との間が導通するので、アナログス
イッチが閉成する。
【0013】反対に、アース電位に対応する低電位信号
が制御信号端子14に印加されると、すべてのトランジ
スタはターンオフするので、スイッチの入力端子と出力
端子との間が導通せず、アナログスイッチは開放され
る。
【0014】図2に示すようなアナログスイッチのこの
応答は、電源電圧Vcc、したがって制御信号端子14
に印加し得る制御信号の高レベルが電界効果トランジス
タ10および12の閾値電圧の電位の2倍に近づくとき
にも、明らかである。制御信号がこのような低電位であ
るとき、電界効果トランジスタ10および12をターン
オンさせることはできない。しかし、この場合、閾値電
圧が電界効果トランジスタ10および12の閾値電圧よ
り低く、0Vの範囲にある電界効果トランジスタ22、
24、および26は、高制御信号が制御信号端子に印加
されたときにスイッチの入力端子18と出力端子20と
の間を導通させるために必要な信号を発生する。一方、
アナログスイッチを開放すべき場合、すなわち、スイッ
チの入力端子18と出力端子20との間の導通を開放す
べき場合には、これは制御信号端子14に低電位を印加
することにより達成することができる。この状態では、
Nチャネル電界効果トランジスタ12、22、および2
6のゲートに負のゲート−ソース電圧が印加されるか、
またはPチャネル電界効果トランジスタ10および24
のゲートに正のゲート−ソース電圧が印加されることに
より、これらの電界効果トランジスタはターンオフされ
る。これは、電界効果トランジスタ22、24、および
26の閾値電圧が温度変化により変動するときにも当て
はまるので、アナログスイッチの開放状態では感知でき
るほどの漏れ電流は流れない。
【0015】MOS電界効果トランジスタ10および1
2より閾値電圧が低いMOS電界効果トランジスタ2
2、24、および26を挿入することにより、利用し得
る電源電圧が低いときでも確実にターンオン、ターンオ
フさせることができるアナログスイッチを簡単な構成で
実現することができる。
【0016】以上の説明で対応するMOS電界効果トラ
ンジスタのチャネル型を各場合につき規定したが、チャ
ネル型を取り換えたときにも、すなわち、各場合にPチ
ャネル電界効果トランジスタの代わりにNチャネル電界
効果トランジスタを用いたときにも、アナログスイッチ
が動作することは理解されよう。
【0017】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)二つの相補形MOS電界効果トランジスタを含む
アナログスイッチであり、そのソース−ドレイン回路が
スイッチの入力端子と出力端子との間に並列に配置さ
れ、スイッチを制御するための制御信号を一方のチャネ
ル型のMOS電界効果トランジスタのゲートに直接印加
することができ、他方のチャネル型のMOS電界効果ト
ランジスタのゲートに否定器を介して印加することがで
きるアナログスイッチであって、スイッチの入力端子
(18)と出力端子(20)との間に三つのMOS電界
効果トランジスタ(22、24、26)の直列ソース−
ドレイン回路が挿入され、直列回路の中央に配列された
MOS電界効果トランジスタ(24)のチャネル型は他
の二つのMOS電界効果トランジスタ(22、26)の
チャネル型と逆であることと、他方のチャネル型のすべ
てのMOS電界効果トランジスタのゲートが各々相互接
続されることと、そして直列回路の三つのMOS電界効
果トランジスタ(22、24、26)の閾値電圧が、ソ
ース−ドレイン回路が並列に接続された二つの相補形M
OS電界効果トランジスタ(10、12)の閾値電圧よ
り低いこととを特徴とするアナログスイッチ。
【0018】(2)アナログスイッチは、そのソース−
ドレイン回路がスイッチの入力端子(18)と出力端子
(20)との間に並列に配置された二つの相補形MOS
電界効果トランジスタ(10,12)を含む。スイッチ
を制御するための制御信号は一方のチャネル型のMOS
電界効果トランジスタ(12)のゲートに直接印加さ
れ、他方のチャネル型のMOS電界効果トランジスタ
(10)のゲートに否定器(16)を介して印加され
る。スイッチの入力端子(18)と出力端子(20)と
の間に三つのMOS電界効果トランジスタ(22、2
4、26)の直列ソース−ドレイン回路が挿入され、直
列回路の中央に配列されたMOS電界効果トランジスタ
(24)のチャネル型は他の二つのMOS電界効果トラ
ンジスタ(22、26)のチャネル型と逆である。他方
のチャネル型のすべてのMOS電界効果トランジスタの
ゲートは各々相互接続される。直列回路の三つのMOS
電界効果トランジスタ(22、24、26)の閾値電圧
は、ソース−ドレイン回路が並列に接続された二つの相
補形MOS電界効果トランジスタ(10、12)の閾値
電圧より低い。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のアナログスイッチの単線図である。
【図2】本発明により構成されたアナログスイッチの単
線図である。
【符号の説明】
10 Pチャネル電界効果トランジスタ 12 Nチャネル電界効果トランジスタ 18 入力端子 20 出力端子 22 Nチャネル電界効果トランジスタ 24 Pチャネル電界効果トランジスタ 26 Nチャネル電界効果トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つの相補形MOS電界効果トランジス
    タを含むアナログスイッチであり、そのソース−ドレイ
    ン回路がスイッチの入力端子と出力端子との間に並列に
    配置され、スイッチを制御するための制御信号を一方の
    チャネル型のMOS電界効果トランジスタのゲートに直
    接印加することができ、他方のチャネル型のMOS電界
    効果トランジスタのゲートに否定器を介して印加するこ
    とができるアナログスイッチであって、スイッチの入力
    端子(18)と出力端子(20)との間に三つのMOS
    電界効果トランジスタ(22、24、26)の直列ソー
    ス−ドレイン回路が挿入され、直列回路の中央に配列さ
    れたMOS電界効果トランジスタ(24)のチャネル型
    は他の二つのMOS電界効果トランジスタ(22、2
    6)のチャネル型と逆であることと、他方のチャネル型
    のすべてのMOS電界効果トランジスタのゲートが各々
    相互接続されることと、そして直列回路の三つのMOS
    電界効果トランジスタ(22、24、26)の閾値電圧
    が、ソース−ドレイン回路が並列に接続された二つの相
    補形MOS電界効果トランジスタ(10、12)の閾値
    電圧より低いこととを特徴とするアナログスイッチ。
JP2000345440A 1999-11-11 2000-11-13 二つの相補形mos電界効果トランジスタを含むアナログスイッチ Abandoned JP2001168693A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19954329.1 1999-11-11
DE19954329A DE19954329C1 (de) 1999-11-11 1999-11-11 Analogschalter mit zwei komplementären MOS-Feldeffekttransistoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001168693A true JP2001168693A (ja) 2001-06-22

Family

ID=7928727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000345440A Abandoned JP2001168693A (ja) 1999-11-11 2000-11-13 二つの相補形mos電界効果トランジスタを含むアナログスイッチ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6359496B1 (ja)
EP (1) EP1100200B1 (ja)
JP (1) JP2001168693A (ja)
AT (1) ATE406697T1 (ja)
DE (2) DE19954329C1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1678828B1 (en) * 2003-10-23 2012-05-02 Nxp B.V. Switch
JP4047824B2 (ja) * 2004-03-16 2008-02-13 株式会社東芝 半導体集積回路
JP2006311507A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源スイッチ回路
US7679423B1 (en) * 2006-12-22 2010-03-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Switch circuit for magnetic-induction interface
JP2008219527A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Fujitsu Ltd アナログスイッチ
US20120081172A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Jonathan Hoang Huynh High Voltage Switch Suitable for Use in Flash Memory
US8537593B2 (en) 2011-04-28 2013-09-17 Sandisk Technologies Inc. Variable resistance switch suitable for supplying high voltage to drive load
CN102981547B (zh) * 2011-09-02 2015-01-14 华邦电子股份有限公司 保护电路和控制电路
US8395434B1 (en) 2011-10-05 2013-03-12 Sandisk Technologies Inc. Level shifter with negative voltage capability
US9330776B2 (en) 2014-08-14 2016-05-03 Sandisk Technologies Inc. High voltage step down regulator with breakdown protection
JP6511867B2 (ja) 2015-03-03 2019-05-15 株式会社デンソー D/a変換回路
JP2018160855A (ja) * 2017-03-23 2018-10-11 株式会社東芝 半導体装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4446390A (en) * 1981-12-28 1984-05-01 Motorola, Inc. Low leakage CMOS analog switch circuit
US5448181A (en) * 1992-11-06 1995-09-05 Xilinx, Inc. Output buffer circuit having reduced switching noise
JPH06169247A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 New Japan Radio Co Ltd アナログスイッチ
US5506528A (en) * 1994-10-31 1996-04-09 International Business Machines Corporation High speed off-chip CMOS receiver
JPH098612A (ja) * 1995-06-16 1997-01-10 Nec Corp ラッチ回路
FR2738424B1 (fr) * 1995-09-05 1997-11-21 Sgs Thomson Microelectronics Interrupteur analogique basse tension

Also Published As

Publication number Publication date
DE19954329C1 (de) 2001-04-19
EP1100200B1 (en) 2008-08-27
US6359496B1 (en) 2002-03-19
ATE406697T1 (de) 2008-09-15
DE60040048D1 (de) 2008-10-09
EP1100200A3 (en) 2001-06-06
EP1100200A2 (en) 2001-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5886556A (en) Low power schmitt trigger
KR960036030A (ko) 드라이버 회로
KR970063901A (ko) 연산증폭회로
KR910017762A (ko) 출력회로
KR970700395A (ko) 고전압 검출을 이용한 항복 방지용 회로(breakdown protection circuit using high voltage detection)
JP2001168693A (ja) 二つの相補形mos電界効果トランジスタを含むアナログスイッチ
US4219743A (en) Buffer circuit
JPH07193488A (ja) レベルシフタ回路
US4256974A (en) Metal oxide semiconductor (MOS) input circuit with hysteresis
JPH02188024A (ja) レベルシフト回路
JPH0786917A (ja) インバータ回路
KR940003448A (ko) 반도체 기억장치
KR19980050807A (ko) 고출력 전압 생성용 반도체 회로
KR950016002A (ko) 3치 입력 버퍼 회로
JP2001223561A (ja) シュミット・トリガ回路
KR940004646A (ko) 고속 전류 감지 증폭기
KR960027331A (ko) 버퍼회로 및 바이어스회로
JP3927312B2 (ja) 入力増幅器
JPH02179121A (ja) インバータ回路
KR950022128A (ko) 트랜지스터 회로
US20230336176A1 (en) Level shifter circuit, corresponding device and method
KR100268948B1 (ko) 트랜스미션 게이트 회로
JPH0795046A (ja) Cmos型インバータ回路
JPS6337716A (ja) ゲ−ト回路
KR100281146B1 (ko) 씨모스 낸드회로

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071113

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20081222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20081222