JP2005515636A - nチャンネル・トランジスタおよびpチャンネル・トランジスタ用の、正のボディ・バイアスでの適応閾値電圧制御 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明では、nチャンネル・トランジスタのボディに対して、例えば0.0ボルトから+0.5ボルトの間の正の電圧のみを印加し(すなわち図1の曲線11Nと10Nの間)、従って閾値電圧は約0.7ボルト(矢印20)以下に制御される。同様に、pチャンネル・トランジスタのボディに対して、例えば0.0ボルトから−0.5ボルトの間の負の電圧のみを印加し(すなわち図2の曲線11Pと10Pの間)、従って閾値電圧も同様に約0.7ボルト(矢印20)以下に制御される。
Claims (32)
- ボディを有する基準トランジスタであって、該ボディの電圧が該基準トランジスタの閾値電圧を減少させるように第一の方向に変化され得る、基準トランジスタと、
前記第一の方向に増加するフィードバック電圧を生成するように動作可能なフィードバック回路と、
前記フィードバック電圧を受信して前記基準トランジスタの前記閾値を所望の値に減少させるよう前記基準トランジスタのボディを接続する手段と、
を含む、CMOSトランジスタ閾値コントローラ。 - 前記基準トランジスタへのフィードバック電圧の増加は、前記閾値が前記フィードバック電圧により前記所望の値に維持される平衡に到達するまでフィードバック電圧の大きさを減少させるように動作することを特徴とする、請求項1に記載のコントローラ。
- 前記コントローラは、nチャンネル・トランジスタ閾値コントローラであり、前記基準トランジスタはボディを有するnチャンネル・トランジスタであり、前記方向は正であり、前記フィードバック回路は正の電圧を生じるように動作しうる、請求項1に記載のコントローラ。
- さらに基準電圧源を含み、前記基準トランジスタは前記基準電圧源に結合されたゲート電極を有する、請求項3に記載のコントローラ。
- 一定の電流源を含み、前記基準トランジスタは前記基準電流源に結合されたドレイン電極を有する、請求項4に記載のコントローラ。
- 前記フィードバック回路は、前記一定の電流源に結合されたゲート電極を有する第一の出力トランジスタを含むことを特徴とする、請求項5に記載のコントローラ。
- 前記フィードバック回路は、前記基準電圧源に結合されたゲート電極を有する第二の出力トランジスタを含むことを特徴とする、請求項6に記載のコントローラ。
- 前記第二の出力トランジスタは、グランドに結合されたソース電極を有することを特徴とする、請求項7に記載のコントローラ。
- 電圧源をさらに含み、前記第一の出力トランジスタは、前記電圧源に結合されているドレイン電極を含む、請求項8に記載のコントローラ。
- 前記第一の出力トランジスタはソース電極を含み、前記第二の出力トランジスタは、前記第一の出力トランジスタの前記ソース電極に結合されたドレイン電極を含み、前記第一の出力トランジスタと前記第二の出力トランジスタの双方は、前記基準トランジスタのボディに結合されたボディを含み正の出力電圧を供給する、請求項9に記載のコントローラ。
- 前記正の電圧をダウンストリームnチャンネル・トランジスタに供給するために、前記基準トランジスタのボディへ結合された出力端子をさらに含む、請求項10に記載のコントローラ。
- 前記正の電圧が所定の値を超えないように前記フィードバック回路に結合されているクランプをさらに含むことを特徴とする、請求項3に記載のコントローラ。
- 前記基準トランジスタへの正の電圧が所定の値を超えないようにするように、前記第一の出力トランジスタのゲート電極に結合されたクランプをさらに含むことを特徴とする、請求項11に記載のコントローラ。
- 前記コントローラはpチャンネル・トランジスタの閾値コントローラであり、前記基準トランジスタはボディを有するpチャンネル・トランジスタであり、前記方向は負であり、前記フィードバック回路は負の電圧を生成するように動作可能であることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 基準電圧源をさらに含み、前記基準トランジスタは、前記基準電圧源に結合されたゲート電極を持つことを特徴とする、請求項14に記載のコントローラ。
- 一定の電流源をさらに含み、前記基準トランジスタは、前記一定の電流源に結合されたドレイン電極を有する、請求項15に記載のコントローラ。
- 前記フィードバック回路は、前記一定の電流源に結合されたゲート電極を有する第一の出力トランジスタを含むことを特徴とする、請求項16に記載のコントローラ。
- 前記フィードバック回路は、前記基準電圧源に結合されたゲート電極を有する第二の出力トランジスタを含むことを特徴とする、請求項17に記載のコントローラ。
- 前記第一の出力トランジスタは、グランドに結合されたドレイン電極を有することを特徴とする、請求項18に記載のコントローラ。
- 電圧電源をさらに含み、前記第二の出力トランジスタは前記電圧源に結合されたソース電極を含むことを特徴とする、請求項19に記載のコントローラ。
- 前記第一の出力トランジスタは、ソース電極を含み、前記第二の出力トランジスタは、前記第一の出力トランジスタの前記ソース電極に結合されたドレイン電極を含み、前記第一の出力トランジスタと前記第二の出力トランジスタは前記基準トランジスタの前記ボディに結合されボディを含み、負の電圧を供給することを特徴とする、請求項20に記載のコントローラ。
- ソース電極、ゲート電極、ドレイン電極、ボディを有する基準トランジスタを含み、電力消費を維持しつつ、第一の方向に電圧が増加する場合に、減少した減少された閾値を生成するボディ上の電圧で、スピードを増加させるようにCMOSの閾値を制御する方法であって、フィードバック回路は、
A.前記第一の方向に増加するフィードバック電圧を生成するためのフィードバック回路を結合するステップと、
B.前記基準トランジスタの閾値を所望の値に減少させるために前記フィードバック回路から前記フィードバック電圧を受信するよう前記基準トランジスタの前記ボディを結合するステップと、
を含む、方法。 - C.前記基準トランジスタの前記ゲート電極への基準電圧源を提供す源を提供するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 - D.前記基準トランジスタの前記ドレイン電極への一定の電流源を提供するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項23に記載の方法。 - 前記フィードバック回路は、ソース電極、ゲート電極、ドレイン電極およびボディを有する第一の出力トランジスタを含み、
E.前記第一の出力トランジスタの前記ゲート電極を前記一定の電流源に結合するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項24に記載の方法。 - 前記フィードバック回路は、ソース電極、ゲート電極、ドレイン電極及びボディを有する第二の出力トランジスタを含み、さらに、
F.前記第二の出力トランジスタのゲート電極を前記基準電圧のソースに結合させるステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項25に記載の方法。 - 電圧源を含み、さらに、
G.前記第二の出力トランジスタの前記ソース電極をnチャンネル・トランジスタのグランド及びpチャンネル・トランジスタの電圧源に結合するステップを、
含むことを特徴とする、請求項26に記載の方法。 - H.フィードバック電圧を供給するために、前記第二の出力トランジスタの前記ドレイン電極及び前記第一の出力トランジスタ及び第二の出力トランジスタのボディを前記基準トランジスタのボディに結合するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項27に記載の方法。 - I.ダウンストリームCMOSトランジスタへ前記フィードバック電圧を提供するために、前記基準トランジスタのボディを出力端子に結合するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項28に記載の方法。 - クランプを含み、さらに
J.前記電圧が所定の値を超過することを防止するために、前記フィードバック回路を該クランプに結合するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項22に記載の方法。 - クランプをさらに含み、前記基準トランジスタのボディへの電圧が所定の値を超過しないように、前記第一の出力トランジスタの前記ゲート電極を該クランプに結合するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項29に記載の方法。 - 電圧源、
第一の基準電圧源、
第一の一定の電流源、
ソース電極、ドレイン電極、ボディを有し、前記第一の基準電圧源に結合されたグリッド電極を有するnチャンネル・トランジスタを含む、第一の基準回路と、
ソース電極、グリッド電極、ドレイン電極及びボディを各々が有する第一及び第二のnチャンネル出力トランジスタを含む第一の出力回路と、
前記第一の出力回路の前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタのボディを、前記第一の出力回路の前記第一のトランジスタの前記ソース電極と、前記第一の出力回路の前記第二のトランジスタの前記ドレイン電極に結合する手段と、
前記第一の基準回路の前記トランジスタのボディを前記第一の出力回路の前記第一及び第二のトランジスタの前記ボディへ結合する手段と、
ソース電極、グリッド電極、ドレイン電極、ボディを有するpチャンネル・トランジスタを含む第二の基準回路と、
第二の基準電圧源と、
第二の基準電流源と、
前記第二の基準電圧源に結合されたゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、ボディを有するpチャンネル・トランジスタを含む、第二の基準回路と、
ソース電極、グリッド電極、ドレイン電極およびボディを各々が有し、第一および第二のpチャンネル出力トランジスタを含む第二の出力回路と、
前記第二の出力回路の前記第一のトランジスタ及び第二のトランジスタの前記ボディを、前記第二の出力回路の前記第一のトランジスタの前記ソース電極及び前記第二の出力回路の前記第二のトランジスタの前記ドレイン電極に結合する手段と、
前記第二の基準回路の前記トランジスタの前記ボディを、前記第二の出力回路の前記第一のトランジスタ及び第二のトランジスタのボディへ結合する手段と、
前記基準回路の前記pチャンネル・トランジスタの前記ドレイン電極及び前記出力回路の前記第一のトランジスタの前記ゲート電極を前記一定の電流源に結合する手段と、
前記基準回路の前記トランジスタの前記ゲート電極及び前記出力回路の前記第二のトランジスタの前記グリッド電極を基準電圧源に結合する手段と、
前記基準回路の前記トランジスタの前記ボディにそれぞれ結合され、信号をnチャンネルおよびpチャンネル・トランジスタのダウンストリームに提供する出力手段と、
を含む、閾値コントローラ。
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