JP2006262421A - 半導体集積回路及びそのノイズ低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 共通の入力を受けて状態変化を生ずる素子や回路を備える半導体集積回路に関し、入力による状態変化の生起タイミングを変移させる。
【解決手段】 しきい値（しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃ）を異ならせた複数の素子又は回路（入力バッファ回路４１、４２、４３）を含み、これら素子又は回路に共通の入力（入力電圧Ｖｉｎ）が同時に加えられた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期（ｔ１、ｔ２、ｔ３）に状態変化を生じる構成としている。素子はトランジスタであり、回路はＣＭＯＳ回路で構成され、しきい値は定数等で設定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）回路の素子間に流れる貫通電流等、入力により電気的な状態変化を生じる複数の素子又は回路を含む半導体集積回路に関し、特に、共通の入力により同時に電気的な状態変化を生じる複数の素子又はＣＭＯＳ回路等の回路を備えた半導体集積回路及びそのノイズ低減方法に関する。

半導体集積回路として例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration ）では多ピン化及び高密度化が図られているが、斯かる半導体集積回路では、多数の入出力回路が実装されている。これら入出力回路が入力信号により同時にスイッチングした場合、そのスイッチングによるノイズの影響を無視することができない。このスイッチングノイズの発生は、入力切換えに伴い、スイッチング電流による電源変動やＧＮＤ電位の変動が主な要因である。

素子や回路の同時スイッチングによるノイズの影響は、入力信号の立上り又は立下り、入力信号振幅、同時に切り換わる信号の数に依存している。特に、データバス等、複数ビットの信号伝送路では、同時に多数の信号が同一タイミングで切り換わる。同時導通の数が多くなればなる程、スイッチングノイズの発生がより顕著となる。例えば、ＣＭＯＳ回路の場合では、信号の切換え時に電流が流れるが、反射波形により中間レベルに一定レベルの区間（段）を持つ場合には、その中間レベル位置（図６のΔｔ）で貫通電流が流れることになり、これもノイズ源となる。

斯かる半導体集積回路に関し、ＣＭＯＳ回路の論理しきい値によってスイッチング速度を異ならせたものとして例えば、特許文献１がある。
特開平５−２３５７３６号公報（段落番号００２０、００２１、００２６、図２、図４等）

ところで、半導体集積回路に共通の入力を同時に受けて導通する多数の素子や回路を含む場合には、電源から半導体集積回路を通して接地側に流れる電流が素子や回路の導通数に応じて大きくなる。ノイズは、この電流値の大きさや変化に依存しており、斯かるノイズを低減するには、その電流値を抑制すればよい。しかしながら、多ピン化及び高密度化により高機能化、多機能化している半導体集積回路では、単純に電流を抑制すれば、その回路機能を損なうおそれがある。

特許文献１にはＣＭＯＳ回路の論理しきい値の値によってスイッチング速度を異ならせることを開示しているが、電流に依存するノイズ発生や、そのノイズの抑制についての課題やその解決手段についての開示や示唆はない。

そこで、本発明は、共通の入力を受けて状態変化を生ずる素子や回路を備える半導体集積回路に関し、入力による状態変化の生起タイミングを変移させることを目的とする。

また、本発明は、共通の入力を受けて状態変化を生ずる素子や回路を備える半導体集積回路に関し、入力による状態変化に起因するノイズを低減させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の半導体集積回路は、しきい値を異ならせた複数の素子又は回路を含み、これら素子又は回路に共通の入力が同時に加えられた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じる構成としている。

斯かる構成とすれば、複数の素子又は回路は、入力により状態変化を生じ、その状態変化に応じて電流が流れる。これら複数の素子又は回路に異なるしきい値を設定すると、共通の入力を同時に受けた場合に、設定されているしきい値により、異なる時期に状態変化が生じ、電流の流れる時期も異なってくるので、そのピーク値はタイミングの相違により重畳されることがない。この結果、半導体集積回路に電源から流れ込む電流が大幅に低減され、その変化も抑制される。これにより、ノイズの発生が抑制され、また、ノイズが発生するにしても、その振幅が大幅に低減されることになる。

上記目的を達成するため、上記半導体集積回路において、前記素子は、トランジスタである構成としてもよい。

上記目的を達成するため、上記半導体集積回路において、前記回路は、ＣＭＯＳ回路である構成としてもよい。

上記目的を達成するため、上記半導体集積回路において、前記しきい値は、前記素子又は前記回路が持つ定数により設定した構成としてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の半導体集積回路のノイズ低減方法は、複数の素子又は回路を含む半導体集積回路のノイズ低減方法であって、前記素子又は回路に異なるしきい値を設定し、同時に共通の入力を受けた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じさせる構成である。

斯かる構成とすれば、既述の通り、しきい値を異ならせたことにより、同時に共通の入力を受けても、異なるしきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じることになり、その状態変化に伴う電流値やその変化によるノイズ発生の抑制、ノイズ振幅を低減することができる。

以上の構成によれば、次のような効果が得られる。

(1) 複数の素子又は回路を含む半導体集積回路について、異なるしきい値を設定した複数の素子又は回路を含むので、共通の入力を同時に受けてもしきい値に応じた時期に状態変化を生ずるので、その状態変化に伴う電流のピーク値の重畳を防止でき、電流値及びその変化を大幅に低減できる。

(2) 電流値やその変化の低減により、ノイズ発生の抑制又はノイズ振幅の低減を図ることができ、複数の素子又は回路を含む半導体集積回路の誤動作等を防止でき、信頼性を向上させることができる。

第１の実施の形態

本発明の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る半導体集積回路を示す回路図である。

この半導体集積回路として例えば、ＬＳＩ２には複数の入力バッファ回路として例えば、３組の入力バッファ回路４１、４２、４３が設置されている。各入力バッファ回路４１、４２、４３には異なるしきい値としてレベルの異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定され、これらしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃの大小関係は例えば、Ｖｔｈａ＜Ｖｔｈｂ＜Ｖｔｈｃである。入力端子６１、６２、６３には例えば、入力電圧Ｖｉｎが加えられ、この入力電圧Ｖｉｎは例えば、一定の時間的レベル変化を以て立ち上がる電圧又は立ち下がる電圧である。そして、このような入力電圧Ｖｉｎを受けると、各入力バッファ回路４１、４２、４３には電気的な状態変化が生じ、出力端子８１、８２、８３には例えば、出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃが取り出される。この場合、各入力バッファ回路４１、４２、４３にはＬＳＩ２の電源端子１０、１２に接続された電源回路１４により電圧ＶＤＤ、Ｖｓｓ（ＶＤＤ＞Ｖｓｓ）が加えられている。

このＬＳＩ２において、入力バッファ回路４１は、第１のトランジスタ４１１及び第２のトランジスタ４１２からなるインバータで構成されている。この実施の形態の場合、トランジスタ４１１はｐチャネルＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）トランジスタ、トランジスタ４１２はｎチャネルＭＯＳトランジスタで構成され、これらトランジスタ４１１、４１２はＣＭＯＳ回路のインバータを構成している。各トランジスタ４１１、４１２の共通接続されたゲートには入力端子６１が形成されて入力電圧Ｖｉｎが加えられ、各トランジスタ４１１、４１２の共通接続されたドレインには出力端子８１が形成されて出力電圧Ｖｏｕｔａが取り出される。トランジスタ４１１のソースには電源回路１４が接続されて電圧ＶＤＤ、トランジスタ４１２のソースには電源回路１４が接続されて電圧Ｖｓｓが加えられている。そして、出力端子８１に取り出される出力電圧Ｖｏｕｔａは、トランジスタ４１１が導通した場合に高レベル（電圧ＶＤＤ）、トランジスタ４１２が導通した場合に低レベル（電圧Ｖｓｓ）となる。

また、入力バッファ回路４２は第１のトランジスタ４２１及び第２のトランジスタ４２２、入力バッファ回路４３は第１のトランジスタ４３１及び第２のトランジスタ４３２で構成されており、しきい値電圧Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが相違する以外は、これらの素子の構成及び接続、電源回路１４の接続関係は入力バッファ回路４１と同様である。

ここで、これら入力バッファ回路４１、４２、４３の動作説明の前に、しきい値が同一の場合の動作について、図２、図３及び図４を参照して説明する。図２は、入力バッファ回路の基本構成を示す回路図、図３は、しきい値が同一の場合の入力電圧及び貫通電流を示す図、図４は、電源回路との関係を示す図である。

入力バッファ回路４１（図２）について、仮に、しきい値電圧Ｖｔｈが設定されているものとすると、図３の（Ａ）に示すように、しきい値電圧Ｖｔｈに対し、しきい値電圧Ｖｔｈより低いレベルからしきい値電圧Ｖｔｈを超えるレベルまで変化する入力電圧Ｖｉｎが入力端子６１に付与されると、しきい値電圧Ｖｔｈより低いレベルでトランジスタ４１１が導通し、しきい値電圧Ｖｔｈより高いレベルでトランジスタ４１２が導通状態になる。即ち、入力バッファ回路４１では、入力電圧Ｖｉｎとしきい値電圧Ｖｔｈとの相対的な関係により電気的な状態変化が生起し、これが出力電圧Ｖｏｕｔに現れるが、導通状態の切り換わる時点において、トランジスタ４１１、４１２には、図３の（Ｂ）に示すように、貫通電流ｉｔ１が流れる。

この場合、入力バッファ回路４２、４３にも既述の入力バッファ回路４１と同一のしきい値電圧Ｖｔｈが設定されているものと仮定すると、入力バッファ回路４１、４２が同時に電気的な状態変化が生起した場合の貫通電流は、入力バッファ回路４１の貫通電流ｉｔ１と入力バッファ回路４２の貫通電流ｉｔ２とが加算された値となる。また、入力バッファ回路４１、４２、４３が同時に電気的な状態変化が生起した場合の貫通電流は、入力バッファ回路４１、４２、４３の貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３の加算値（ｉｔ１＋ｉｔ２＋ｉｔ３）となる。

この場合、しきい値が一致している入力バッファ回路４１〜４３を含むＬＳＩ２では、図４に示すように電源回路１４からＬＳＩ２に対して貫通電流ｉｔが流れ、その値は最大値で、
ｉｔ＝ｉｔ１＋ｉｔ２＋ｉｔ３ ・・・(1)
となる。この場合、ｉｔ１＝ｉｔ２＝ｉｔ３とすると、図３の（Ｂ）に示すように、ｉｔ＝３ｉｔ１となり、そのピーク値は入力バッファ回路の設置数Ｎに比例して増加するとともに、その変化（ｄｉｔ／ｄｔ）はその加算値に比例して増加し、これがノイズ発生の要因となり、発生ノイズの振幅を増大させる。

このような動作は、入力電圧Ｖｉｎが図３の（Ａ）に示すように、時間ｔの経過とともに増加する場合だけでなく、図３の（Ａ）と全く逆の関係となる、時間ｔの経過とともに減少する場合でも同様である。これを入力バッファ回路４１についてみると、トランジスタ４１１が遮断状態から導通状態に移行するとともに、トランジスタ４１２が導通状態から遮断状態に移行する場合である。このような動作は、入力バッファ回路４２、４３についても同様であり、３つの入力バッファ回路４１〜４３では、同様に加算された貫通電流（ｉｔ＝３ｉｔ１）が電源回路１４から流れることになる（図４）。

そして、入力バッファ回路４１、４２、４３を構成しているＣＭＯＳ回路は、信号の切換え時に、即ち、入力電圧Ｖｉｎが低レベルから増加してしきい値電圧Ｖｔｈを超える場合、又は、高レベルから減少してしきい値を下回る場合に電流が流れるため、しきい値が同一であれば、貫通電流の立上り（ｔｒ）又は立下がり（ｔｆ）によって電流の流れる時期が一致する。そこで、同時に入力バッファ回路４１、４２、４３に加えられる複数の入力のそれぞれに対し、入力バッファ回路４１、４２、４３のしきい値が同一であれば、貫通電流が流れる時期が一致し、貫通電流の重畳による電流値が大きくなり、しかも、その変化をその重畳された貫通電流に比例して増加するので、電流変化により発生するノイズ振幅が増強されることになる。ノイズ振幅が大きくなれば、隣接する回路や半導体集積回路に悪影響を及ぼし、誤動作を誘発する原因になる。

このような電気的な状態変化に起因するノイズ発生等の不都合を回避するには、異なるしきい値を設定し、電気的な状態変化の発生時期を異ならせればよい。そこで、異なるしきい値を設定することにより、ノイズ発生の要因を取り除いたのが、図１に示す入力バッファ回路４１、４２、４３である。

次に、異なるしきい値が設定された入力バッファ回路４１、４２、４３の動作について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、図１に示す入力バッファ回路の動作を示す図、図６は、入力電圧Ｖｉｎとしきい値との関係を示す図である。

図５の（Ａ）に示すように、入力電圧Ｖｉｎは時間ｔの経過に応じてレベルが増加又は減少する変化を持つ電圧である。実線で示す入力電圧Ｖｉｎは時間ｔの経過とともに増加する電圧であり、破線で示す入力電圧Ｖｉｎは時間ｔの経過とともに減少する電圧である。この入力電圧Ｖｉｎに対して電源電圧ＶＤＤ、Ｖｓｓが設定されており、これら電源電圧ＶＤＤ、Ｖｓｓの範囲内にしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定されている。これらしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃは一定の電圧幅を持つ電圧である。

入力端子６１、６２、６３に共通に入力電圧Ｖｉｎが加えられると、この入力電圧Ｖｉｎのレベル変化（時間的レベル変化）と、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃとの相対的な関係により入力バッファ回路４１、４２、４３に電気的な状態変化が生起される。設定されたしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを異ならせている（この場合、Ｖｔｈａ＜Ｖｔｈｂ＜Ｖｔｈｃである）ことから、生起する電気的な状態変化に時期的な差異が生じている。

具体的には、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈａに到達すると、トランジスタ４１１が導通状態から遮断状態、トランジスタ４１２が遮断状態から導通状態に遷移し、出力端子８１には電気的な状態変化として図５の（Ｂ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔａが生じる。また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｂに到達すると、トランジスタ４２１が導通状態から遮断状態、トランジスタ４２２が遮断状態から導通状態に遷移し、出力端子８２には電気的な状態変化として図５の（Ｃ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔｂが生じる。そして、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｃに到達すると、トランジスタ４３１が導通状態から遮断状態、トランジスタ４３２が遮断状態から導通状態に遷移し、出力端子８３には電気的な状態変化として図５の（Ｄ）に示す出力電圧Ｖｏｕｔｃが生じる。この場合、各入力バッファ回路４１、４２、４３はインバータを構成していることから、入力の反転出力が得られることになる。

この場合、しきい値電圧Ｖｔｈａとしきい値電圧Ｖｔｈｂとの電圧差をΔＶ、しきい値電圧Ｖｔｈｂとしきい値電圧Ｖｔｈｃとの電圧差をΔＶとすると、これら電圧差ΔＶと入力電圧Ｖｉｎの時間的レベル変化との相対的な関係から、入力バッファ回路４１、４２、４３に生起する電気的な状態変化の時期がｔ１、ｔ２、ｔ３のようになり、時間差Δｔ（ｔ２−ｔ１又はｔ３−ｔ２）を以て電気的な状態変化が生じる。ｔ１、ｔ２、ｔ３は出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃの生成タイミングとなる。

ところで、上記説明で参照した図５の（Ｂ）〜（Ｅ）では入力電圧Ｖｉｎが時間の経過とともに増加する場合について記載しているが、図５の（Ａ）に破線で示す入力電圧Ｖｉｎについても同様の動作となる。この場合、トランジスタ４１１、４２１、４３１が遮断状態から導通状態に変化し、トランジスタ４１２、４２２、４３２が導通状態から遮断状態に変化することにより、出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、ＶｏｕｔｃがＬレベルからＨレベルに変化するが、異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定されていることから、入力バッファ回路４１、４２、４３に生起する電気的な状態変化の時期がｔ１、ｔ２、ｔ３のようになり、これら時期ｔ１、ｔ２、ｔ３が出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃに生じる状態変化の生成タイミングとなる。

そこで、入力バッファ回路４１、４２、４３に発生する貫通電流をｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３とすると、これら貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３も時期ｔ１、ｔ２、ｔ３に対応し、時間差Δｔを以てピーク値を生じる。このため、電源回路１４から入力バッファ回路４１、４２、４３に流れ込む各貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３を加算貫通電流ｉｔｓは、貫通電流ｉｔ２のピーク値を中心値とし、貫通電流ｉｔ１又はｉｔ２より僅かに高い２つのピーク値を持つ値となる。従って、全ての入力バッファ回路４１、４２、４３に貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３が生じても、その値は貫通電流ｉｔ１又はｉｔ２より僅かに高い２つのピーク値を持つにすぎず、その変化（ｄｉｔ／ｄｔ）は小さいものとなる。このため、貫通電流ｉｔによるノイズの発生が抑えられ、ＬＳＩ２のノイズによる誤動作を回避することができる。

ここで、入力端子６１、６２、６３に加えられる入力電圧Ｖｉｎを３ビットのディジタル信号であるとすれば、この場合、入力信号Ｖｉｎが、「０００」、「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」、「１１０」、「１１１」の値を表すことになる。この場合、「０」はＶｉｎ＝低（Ｌ）レベル、「１」はＶｉｎ＝高（Ｈ）レベルとし、３ビットの最上位桁を入力バッファ回路４１の入力端子６１に、その中位桁を入力バッファ回路４２の入力端子６２に、その最下位桁を入力バッファ回路４３の入力端子６３に対応させると、例えば、入力電圧Ｖｉｎが「０００」から「００１」に推移した場合には、最下位桁に対応している入力バッファ回路４３の電気的状態が変化する。この場合の貫通電流ｉｔ３は入力バッファ回路４３のみに流れる。また、入力電圧Ｖｉｎが例えば、「０１１」から「１００」に推移した場合には、最上位桁の「０」は「１」に変化し、中位桁及び最下位桁の「１」は共に「０」に変化しているから、これらに対応して全ての入力バッファ回路４１、４２、４３の電気的状態が変化することになり、貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３が流れることになる。既述した通り、各貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３のピーク値は時期的にずれて生じるので、その加算貫通電流ｉｔｓはそのピーク値が低く抑えられ、しかも、その変化（ｄｉｓ／ｄｔ）は小さいものとなり、貫通電流ｉｔによるノイズの発生による誤動作を防止できる。

ところで、入力端子６１、６２、６３に加えられる入力電圧Ｖｉｎについて、図６に示すように、入力電圧Ｖｉｎに時間ｔｂで連続するレベル（電圧段）の電圧Ｖｂを持ち、この電圧Ｖｂがしきい値電圧Ｖｔｈｂに対応している場合には、これに対応する入力バッファ回路４２に貫通電流ｉｔ２が連続して流れることになるが、他の入力バッファ回路４１、４３には異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｃ（≠Ｖｔｈｂ）が設定されて状態変化の生起が時期的に異なる。このため、貫通電流ｉｔ２の影響はなく、加算貫通電流ｉｔｓのピーク値は低く抑えられ、しかも、その変化（ｄｉｓ／ｄｔ）は小さいものとなるから、ノイズが抑制でき、既述の誤動作を防止できる。このような動作は、破線で示す入力電圧Ｖｉｎの場合にも同様である。

次に、入力バッファ回路４１、４２、４３に対するしきい値電圧の設定について、図７を参照して説明する。図７は、入力バッファ回路４１を構成するＣＭＯＳ構造を示す断面図である。

半導体基板として例えば、シリコン基板１６にはｎ型半導体領域であるｎウェル１８とｐ型半導体領域であるｐウェル２０が隣接して形成され、ツィンウェル構造が形成されている。ｎウェル１８にはｐ型半導体領域でソース２２及びドレイン２４が設置され、また、ｐウェル２０にはｎ型半導体領域でソース２６及びドレイン２８が設置されている。ｎウェル１８側のドレイン２４とｐウェル２０側のドレイン２８との間には分離絶縁領域３０がｎウェル１８とｐウェル２０に跨がって設置され、この分離絶縁領域３０により、各ドレイン２４、２８間の絶縁が図られている。ｎウェル１８上のソース２２とドレイン２４の間隔部上には絶縁膜３２を介在させてゲート３４が設置され、また、ｐウェル２０上のソース２６とドレイン２８の間隔部上には絶縁膜３６を介在させてゲート３８が設置されている。

このようなｐｎ構造により、ｎウェル１８側にはｐチャネルのトランジスタ４１１が構成され、ｐウェル２０側にはｎチャネルのトランジスタ４１２が構成されている。ソース２２には電圧ＶＤＤを給電する給電端子５２、ソース２６には電圧Ｖｓｓを給電する給電端子５４が形成されている。

そして、ゲート３４、３８には共通の配線導体５６が接続されて入力端子６１が形成され、また、ドレイン２４、２８には共通の配線導体５８が接続されて出力端子８１が形成されている。

このようなＣＭＯＳ構造においては、トランジスタ４１１、４１２のしきい値電圧Ｖｔｈａは、基板領域におけるｎウェル１８及びｐウェル２０の不純物濃度によって決定されるので、その不純物濃度の制御により、所望の電圧値に設定することができる。ｐウェル２０側に形成されるｎチャネルのトランジスタ４１２は、ｐウェル２０の不純物濃度を上げることにより、しきい値Ｖｔｈａを上昇させることができる。

また、このようなＣＭＯＳ構造においては、トランジスタ４１１、４１２におけるチャネルは、絶縁膜３２、３６の膜厚ｄにより、しきい値電圧Ｖｔｈａを変えることができる。そこで、絶縁膜３２、３６の膜厚ｄの設定により、所望のしきい値電圧Ｖｔｈａに設定することができる。

このようなしきい値電圧Ｖｔｈａの設定については、同様のＣＭＯＳ構造で入力バッファ回路４２、４３を構成するのであれば、同様にそれらのしきい値電圧Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを設定することができる。即ち、ＣＭＯＳ構造における、ｎウェル１８、ｐウェル２０の不純物濃度や絶縁膜３２、３６の膜厚ｄ等の定数設定により、所望のしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを設定でき、そのレベル値をＶｔｈａ＜Ｖｔｈｂ＜Ｖｔｈｃに設定することができる。

第２の実施の形態

次に、本発明の第２の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、異なるしきい値を持つ入力バッファ回路が搭載されたＬＳＩの構成例を示す図である。

このＬＳＩ２では、異なるしきい値を持つ複数の入力バッファ回路ブロックとして例えば、３組の入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０が設置され、各入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０は複数の入力バッファとして例えば、入力バッファ回路４１０１、４１０２・・・４１０Ｎ、入力バッファ回路４２０１、４２０２・・・４２０Ｎ、入力バッファ回路４３０１、４３０２・・・４３０Ｎで構成されている。この実施の形態では、入力バッファ回路ブロック４１０にはしきい値電圧Ｖｔｈａ、入力バッファ回路ブロック４２０にはしきい値電圧Ｖｔｈｂ、入力バッファ回路ブロック４３０にはしきい値電圧Ｖｔｈｃが設定されている。これらしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃの大小関係は例えば、Ｖｔｈａ＜Ｖｔｈｂ＜Ｖｔｈｃである。

要するに、このＬＳＩ２に関し、言い換えれば、各入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０は、共通のタイミングで入力電圧Ｖｉｎを受けて状態変化を呈する入力バッファ回路４１０１、４１０２・・・４１０Ｎ、４２０１、４２０２・・・４２０Ｎ、４３０１、４３０２・・・４３０Ｎについて、異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを個別に設定してグルーピング化されたものである。即ち、共通のしきい値電圧Ｖｔｈａが設定された入力バッファ回路４１０１、４１０２・・・４１０Ｎを入力バッファ回路ブロック４１０、共通のしきい値電圧Ｖｔｈｂが設定された入力バッファ回路４２０１、４２０２・・・４２０Ｎを入力バッファ回路ブロック４２０、共通のしきい値電圧Ｖｔｈｃが設定された入力バッファ回路４３０１、４３０２・・・４３０Ｎを入力バッファ回路ブロック４３０としたものである。

そして、このＬＳＩ２では、入力端子６１１、６１２・・・６１Ｎ、６２１、６２２・・・６２Ｎ、６３１、６３２・・・６３Ｎには、複数ビットのディジタル信号等の入力として例えば、入力電圧Ｖｉｎが加えられ、各入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０には出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃが得られ、また、出力端子７１、７２・・７Ｎから出力電圧Ｖｏが得られる。

斯かる構成とすれば、図５の（Ａ）に示すように、入力端子６１１、６１２・・・６１Ｎ、６２１、６２２・・・６２Ｎ、６３１、６３２・・・６３Ｎに共通に入力電圧Ｖｉｎが加えられると、この入力電圧Ｖｉｎと、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃとの大小関係により、入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０に電気的な状態変化が生起される。設定されたしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを異ならせているので、生起する電気的な状態変化に時期的な差異が生じる。

具体的には、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈａに到達すると、入力バッファ回路ブロック４１０の各入力バッファ回路４１０１〜４１０Ｎに状態変化が生起され、また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｂに到達すると、入力バッファ回路ブロック４２０の各入力バッファ回路４２０１〜４２０Ｎに状態変化が生起され、また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｃに到達すると、入力バッファ回路ブロック４３０の各入力バッファ回路４３０１〜４３０Ｎに状態変化が生起される。即ち、入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０は共通の入力電圧Ｖｉｎを受けながら、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが異なるため、生起する状態変化のタイミングが相違することになる。この点は、図５の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示した通りである。

このような状態変化により、入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０に発生する貫通電流をｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０とすると、これら貫通電流ｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０も時期ｔ１、ｔ２、ｔ３に対応し、既述した時間差Δｔ（図５）を以てピーク値を生じることになる。また、電源回路１４から入力バッファ回路ブロック４１０、４２０、４３０の各貫通電流をｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０を加算貫通電流ｉｔｓ０は、図５の（Ｅ）と同様の形態となり、そのピーク値が低く抑えられ、その変化も小さいものとなるから、貫通電流ｉｔ０によるノイズの発生が抑えられ、ＬＳＩ２のノイズによる誤動作を回避することができる。

第３の実施の形態

次に、本発明の第３の実施の形態について、図９、図１０及び図１１を参照して説明する。図９は、異なるしきい値を持つ複数の入力バッファ回路が搭載されたＬＳＩ２の構成例を示す回路図、図１０は、各入力バッファ回路の構成例を示す回路図、図１１は、しきい値設定回路の構成例を示す回路図である。

ＬＳＩ等の半導体集積回路に関し、素子やインバータ等の回路にしきい値の設定は既述した素子構成の定数設定の他、電子回路の回路構成によっても達成することができる。そこで、この実施の形態では、各入力バッファ回路９１、９２、９３には、電子回路の回路構成によって異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定されており、そのしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃの設定のために、しきい値設定回路１００が設置されている。

このＬＳＩ２において、入力バッファ回路９１はトランジスタ９１１、９１２、９１３、９１４で構成されている。トランジスタ９１１、９１３はｐチャネルＭＯＳトランジスタで構成され、トランジスタ９１２、９１４はｎチャネルＭＯＳトランジスタで構成されており、トランジスタ９１１、９１２はＣＭＯＳ回路を構成し、同様に、トランジスタ９１３、９１４もＣＭＯＳ回路を構成している。トランジスタ９１２のゲートには入力端子１１１が形成されて入力電圧Ｖｉｎが加えられ、また、トランジスタ９１４のゲートにはしきい値電圧Ｖｔｈａ（又はＶｔｈｂ、Ｖｔｈｃ）がしきい値設定回路１００から加えられる。また、各トランジスタ９１１、９１２の共通接続されたドレインには出力端子１２１が形成されて出力電圧Ｖｏｕｔａが取り出される。また、トランジスタ９１１、９１３のソースには給電端子１４１に接続された電源回路１４から電圧ＶＤＤが加えられ、トランジスタ９１２、９１４のソースは接地端子１４２を通して接地点（ＧＮＤ）に接続されている。

また、入力バッファ回路９２はトランジスタ９２１、９２２、９２３、９２４で構成されており、また、入力バッファ回路９３はトランジスタ９３１、９３２、９３３、９３４で構成されており、しきい値電圧Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが相違し、それに応じて出力電圧Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃが取り出されるが、これらの素子の構成及び接続、電源回路１４及びしきい値設定回路１００との接続関係は入力バッファ回路９１と同様である。

そして、しきい値設定回路１００は例えば、図１１に示すように、抵抗１０１、１０２、１０３、１０４を以て分圧回路１０５を構成することにより、給電端子１４３を通して電源回路１４より加えられる一定電圧Ｖｒを分圧することにより、異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを得ることができる。

斯かる構成とすれば、図５の（Ａ）に示すように、入力端子１１１、１１２、１１３に共通に入力電圧Ｖｉｎが加えられると、この入力電圧Ｖｉｎと、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃとの大小関係により、入力バッファ回路９１、９２、９３に電気的な状態変化が生起され、設定されたしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを異ならせているので、生起する状態変化に時期的な差異が生じる。

斯かる入力バッファ回路９１、９２、９３について、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃの設定と、入力電圧Ｖｉｎを受けた際に生起する状態変化に時期的な差異が生じることについて、図１０を参照して説明する。

図１０に示すように、入力バッファ回路９１において、トランジスタ９１１のゲートとトランジスタ９１３のゲート及びドレインとは共通に接続されているので、トランジスタ９１１、９１３はカレントミラー回路１４４を構成している。また、トランジスタ９１２、９１４の各ソースは共通の接地点に接続していることから、トランジスタ９１２、９１４は差動対１４６を構成している。従って、カレントミラー回路１４４は、差動対１４６に対して負荷を構成している。

説明を容易にするため、この入力バッファ回路９１のトランジスタ９１４に対し、しきい値設定回路１００（図１１）により異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃの何れかが加えられるものとする。

そこで、トランジスタ９１４に例えば、しきい値電圧Ｖｔｈａが設定された場合であって、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈａより低いか又はＶｉｎ＝０の場合には、設定されているしきい値電圧Ｖｔｈａに対応してトランジスタ９１４が導通状態となる。この導通により、トランジスタ９１１、９１３は、各ゲートがトランジスタ９１４を通して接地電位に低下するため、共に導通状態となる。この結果、トランジスタ９１３、９１４にはトランジスタ９１４のゲートに設定されたしきい値電圧Ｖｔｈａに応じた電流が流れ、出力端子１２１にはしきい値電圧Ｖｔｈａに応じた高（Ｈ）レベルの出力電圧Ｖｏｕｔａが得られる。

また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈａより高い（Ｈ）場合には、トランジスタ９１２が導通状態になって、トランジスタ９１１は遮断状態に陥るとともに、出力端子１２１の出力電圧Ｖｏｕｔａは、低（Ｌ）レベルに立ち下がる。このとき、トランジスタ９１３、９１４も同様に、導通状態から遮断状態に遷移する。

このような状態変化は、しきい値電圧Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定されている場合でも同様であり、異なる点は、入力電圧Ｖｉｎとしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃとの関係から、導通タイミングに相違が生じることである。即ち、図５に示すように、入力電圧Ｖｉｎのレベル変化がしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃに到達した時点ｔ１、ｔ２、ｔ３で状態変化が生じ、トランジスタ９１１、９１２に貫通電流ｉｔ１が流れることになる。

このような動作を異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃが設定された入力バッファ回路９１、９２、９３（図９）に当てはめると、共通の入力電圧Ｖｉｎを受けても、異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃにより、導通タイミングが相違することになり、電源回路１４から各入力バッファ回路９１、９２、９３に流れる貫通電流ｉｔ１、ｉｔ２、ｉｔ３は時期的に異なり、そのピーク値の重畳が回避される。この結果、同時にトランジスタ９１１、９２１、９３１が導通しても、貫通電流のピーク値が低く抑えられ、しかも、その変化が抑制されるので、貫通電流によるノイズの発生が抑えられ、ＬＳＩ２のノイズによる誤動作を回避することができる。

このように異なるしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃは、図９に示すように、回路構成によっても、同様に設定することができ、貫通電流の発生タイミングを異ならせることができる。

また、この実施の形態では、ＬＳＩ２の内部回路としてしきい値設定回路１００を設置したが、図１２に示すように、ＬＳＩ２の外部回路としてしきい値設定回路１００を構成しても同様の機能が得られる。

第４の実施の形態

次に、本発明の第４の実施の形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、しきい値設定回路を以て異なるしきい値が設定された入力バッファ回路を搭載したＬＳＩの構成例を示す図である。

このＬＳＩ２では、異なるしきい値を持つ複数の入力バッファ回路ブロックとして例えば、３組の入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０が設置され、各入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０は複数の入力バッファとして例えば、入力バッファ回路９１０１、９１０２・・・９１０Ｎ、入力バッファ回路９２０１、９２０２・・・９２０Ｎ、入力バッファ回路９３０１、９３０２・・・９３０Ｎで構成されている。この実施の形態では、共通のしきい値設定回路１００を以て入力バッファ回路ブロック９１０にはしきい値電圧Ｖｔｈａ、入力バッファ回路ブロック９２０にはしきい値電圧Ｖｔｈｂ、入力バッファ回路ブロック９３０にはしきい値電圧Ｖｔｈｃが設定されている。Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃは例えば、Ｖｔｈａ＜Ｖｔｈｂ＜Ｖｔｈｃである。

そして、入力端子１１１１、１１１２・・・１１１Ｎ、１１２１、１１２２・・・１１２Ｎ、１１３１、１１３２・・・１１３Ｎには、複数ビットのディジタル信号等の入力として例えば、入力電圧Ｖｉｎが加えられ、各入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０には出力電圧Ｖｏｕｔａ、Ｖｏｕｔｂ、Ｖｏｕｔｃが得られ、また、出力端子１４８１、１４８２・・・１４８Ｎから出力電圧Ｖｏが得られる。

斯かる構成とすれば、図５の（Ａ）に示すように、入力端子１１１１〜１１１Ｎ、１１２１〜１１２Ｎ、１１３１〜１１３Ｎに共通に入力電圧Ｖｉｎが加えられると、この入力電圧Ｖｉｎと、しきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃとの大小関係により、入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０に電気的な状態変化が生起される。設定されたしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを異ならせているので、生起する電気的な状態変化に時期的な差異が生じる。

具体的には、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈａに到達すると、入力バッファ回路ブロック９１０の各入力バッファ回路９１０１〜９１０Ｎに状態変化が生起され、また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｂに到達すると、入力バッファ回路ブロック９２０の各入力バッファ回路９２０１〜９２０Ｎに状態変化が生起され、また、入力電圧Ｖｉｎがしきい値電圧Ｖｔｈｃに到達すると、入力バッファ回路ブロック９３０の各入力バッファ回路９３０１〜９３０Ｎに状態変化が生起される。これは、図５の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示した通りである。

斯かる状態変化により、入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０に発生する貫通電流をｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０とすると、これら貫通電流ｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０も時期ｔ１、ｔ２、ｔ３に対応し、既述した時間差Δｔ（図５）を以てピーク値を生じることになる。また、電源回路１４から入力バッファ回路ブロック９１０、９２０、９３０の各貫通電流をｉｔ１０、ｉｔ２０、ｉｔ３０を加算貫通電流ｉｔｓ０は、図５の（Ｅ）と同様の形態となり、そのピーク値が低く抑えられ、その変化も小さいものとなる。この結果、貫通電流ｉｔ０によるノイズの発生が抑えられ、ＬＳＩ２のノイズによる誤動作を回避することができる。

なお、この実施の形態では、しきい値設定回路１００をＬＳＩ２の内部回路で構成したが、図１２に示すようにＬＳＩ２の外部回路で構成しても同様の機能が得られる。

第５の実施の形態

次に、本発明の第５の実施の形態について、図１４を参照して説明する。図１４は、しきい値の異なる入力バッファ回路の搭載例であるＬＳＩを示す図である。

このＬＳＩ２はメモリＬＳＩの一例であって、このＬＳＩ２には記憶装置として複数のメモリセルアレイ（ＭＥＭＯＲＹ ＣＥＬＬ ＡＲＲＡＹ）１５０、１５１、１５２、１５３が設置されている。メモリセルアレイ１５０〜１５３はバンク０〜バンク３を構成している。メモリセルアレイ１５０〜１５３に対応し、ローデコーダ（ＲＯＷ ＤＥＣＯＤＥＲ）１６０、１６１、１６２、１６３、センスアンプ（ＳＥＮＳＥ ＡＭＰ．）１７０、１７１、１７２、１７３及びコラムデコーダ（ＣＯＬＵＭＮ ＤＥＣＯＤＥＲ）１８０、１８１、１８２、１８３が設置されている。センスアンプ（ＳＥＮＳＥ ＡＭＰ．）１７０、１７１、１７２、１７３は、データ信号の増幅のために設置されている。

また、ローデコーダ１６０〜１６３側には、ローアドレスバッファ及びリフレッシュカウンタ（ＲＯＷ ＡＤＤＲＥＳＳ ＢＵＦＦＥＲ ＡＮＤ ＲＥＦＲＥＳＨ ＣＯＵＮＴＥＲ）２００、コラムデコーダ１８０〜１８３側には、コラムアドレスバッファ及びバーストカウンタ（ＣＯＬＵＭＮ ＡＤＤＲＥＳＳ ＢＵＦＦＥＲ ＡＮＤ ＢＵＲＳＴ ＣＯＵＮＴＥＲ）２０２が設置され、このローアドレスバッファ及びリフレッシュカウンタ２００及びコラムアドレスバッファ及びバーストカウンタ２０２には、複数の入力ピンＡ０−Ａ１２、ＢＡ０、ＢＡ１を以てアドレスデータが付与される。また、入力ピン２０４からのアドレスデータはモードレジスタ（ＭＯＤＥ ＲＥＧＩＳＴＥＲ）２０６にも加えられている。入力ピンＢＡ０、ＢＡ１に加えられる２ビットのディジタル信号により、ＢＡＮＫ０〜３を構成するメモリセルアレイ１５０〜１５３が選択される。

また、コラムデコーダ１８０〜１８３には入出力バッファ（ＩＮＰＵＴ ＡＮＤ ＯＵＴＰＵＴ ＢＵＦＦＥＲ）２０８、ラッチ回路（ＬＡＴＣＨ ＣＩＲＣＵＩＴ）２１０、データコントロール回路（ＤＡＴＡ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＩＲＣＵＩＴ）２１２が設置されている。入出力バッファ２０８には位相調整のためのＤＬＬ（Dalay Locked Loop ）２１４が併設されている。入出力バッファ２０８はデータ入出力ピン（ＤＱ、ＤＱ０−ＤＱ１５）２１６を通してデータの入出力が行われる。

その他、コマンドデコーダ（ＣＯＭＭＡＮＤ ＤＥＣＯＤＥＲ）２１８、コントロールロジック回路（ＣＯＮＴＲＯＬ ＬＯＧＩＣ）２２０及びクロック発振器（ＣＬＯＣＫ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ）２２２が設置されている。コマンドデコーダ２１８には複数の入力データとしてチップセレクト（Chip Select ）信号／ＣＳ、ローアドレス（Row Address ）信号／ＲＡＳ、コラムアドレス（Column Address）信号／ＣＡＳ、ライトイネーブル（Write Enable）信号（Ｗ／ＷＥ）が加えられ、これらに対応した入力バッファ回路が設置されている。

このようなメモリＬＳＩを構成しているＬＳＩ２において、入力ピン２０４に接続されるローアドレスバッファ及びリフレッシュカウンタ２００、コラムアドレスバッファ及びバーストカウンタ２０２における入力バッファ回路、入出力ピン２１６に接続される入出力バッファ２０８における入力バッファ回路、出力バッファ回路について、異なるしきい値を設定してブロック化すれば、既述の通り、しきい値電圧を異ならせたことによる導通タイミングを異ならせ、貫通電流のピーク値の重畳を防止できるとともに、その変化を抑制することができる。

また、入力ピン２０４におけるデータ（Ａ０−Ａ１２）やデータ入出力ピン（ＤＱ）２１６を通してデータ入力ＤＱ０−ＤＱ１５を適宜に分割し、その入力バッファ回路又は出力バッファ回路のしきい値を異ならせて複数の値を設定すればよい。例えば、入力データ（ＤＱ０−ＤＱ１５）に対し、入力データ（ＤＱ０−ＤＱ７）に対応する入力バッファ回路のしきい値電圧Ｖｔｈａ、入力データ（ＤＱ８−ＤＱ１５）に対応する入力バッファ回路のしきい値電圧Ｖｔｈｂを設定して分割すれば、貫通電流のピーク値の重畳を避けることができ、その変化を抑制できる。従って、貫通電流によるノイズやその影響を回避し、ＬＳＩ２の誤動作を回避することができる。

他の実施の形態

次に、他の実施の形態及びその特徴事項等を以下に列挙する。

(1) 上記実施の形態では、入力バッファ回路を例示したが、同一構成で出力バッファ回路として構成し、異なるしきい値を設定すれば、同様に、貫通電流のピーク値の重畳を防止でき、その変化を抑制することができる。その結果、ノイズ発生やその影響を回避でき、ＬＳＩの誤動作を防止できる。

(2) 上記実施の形態では、ＣＭＯＳ回路を例示したが、本発明は、ＣＭＯＳ回路以外のインバータやスイッチング回路に適用することができ、ＣＭＯＳ回路に限定されるものではない。

(3) 入力によって状態変化を呈する素子又は回路として、ＦＥＴやＣＭＯＳ回路を例示したが、入力によって状態変化を呈する素子又は回路には、バイポーラトランジスタやそのバイポーラトランジスタを用いたインバータ回路等の各種の素子や回路を含むものである。

(4) 上記実施の形態では、複数の素子又は回路を含む半導体集積回路において、異なるしきい値として３種のしきい値電圧Ｖｔｈａ、Ｖｔｈｂ、Ｖｔｈｃを設定した場合を説明したが、このしきい値電圧の設定数は３以下でもよく、４以上でもよい。このしきい値の設定については、入力電圧のレベル変化等の入力条件、入力バッファ回路の動作周波数、駆動電圧等の回路条件によって設定すればよい。また、しきい値電圧の設定数を増加すれば、その分だけ素子又は回路の状態変化の時期が異なってくるので、回路機能を損なわない範囲で任意に設定すればよい。

次に、以上述べた本発明の半導体集積回路及びそのノイズ低減方法の各実施形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。

（付記１） しきい値を異ならせた複数の素子又は回路を含み、これら素子又は回路に共通の入力が同時に加えられた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じる構成としたことを特徴とする半導体集積回路。

（付記２） 前記素子は、トランジスタであることを特徴とする付記１記載の半導体集積回路。

（付記３） 前記回路は、ＣＭＯＳ回路であることを特徴とする付記１記載の半導体集積回路。

（付記４） 前記しきい値は、前記素子又は前記回路が持つ定数により設定してなることを特徴とする付記１記載の半導体集積回路。

（付記５） 複数の素子又は回路を含む半導体集積回路のノイズ低減方法であって、
前記素子又は回路に異なるしきい値を設定し、
同時に共通の入力を受けた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じさせることを特徴とする半導体集積回路のノイズ低減方法。

（付記６） 前記しきい値は、前記素子の基板領域の不純物濃度により設定されていることを特徴とする付記１又は２記載の半導体集積回路。

（付記７） 前記しきい値は、前記素子のチャネルが形成される基板領域と、前記素子のゲートとの距離により設定されていることを特徴とする付記１又は２記載の半導体集積回路。

（付記８） 前記素子又は前記回路に異なるしきい値を設定するしきい値設定回路を備える構成としたことを特徴とする付記１又は２記載の半導体集積回路。

（付記９） 入力に応じて状態変化を生じる複数の回路を含む半導体集積回路であって、
前記回路が、
異なるしきい値電圧が入力される第１のトランジスタと入力電圧が加えられる第２のトランジスタとからなる複数の差動対と、
前記各差動対毎に前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの負荷を構成するカレントミラー回路と、
を含むことを特徴とする半導体集積回路。

（付記１０） 入力に応じて状態変化を生じる複数のＣＭＯＳ回路を含む半導体集積回路であって、
異なるしきい値が設定され、同時に共通の入力を受けた場合に、前記しきい値の相違に応じて異なる時期に状態変化を生起する単一又は複数のＣＭＯＳ回路を含むことを特徴とする半導体集積回路。

（付記１１） 入力に応じて状態変化を生じる複数のＣＭＯＳ回路を含む半導体集積回路であって、
異なるしきい値が設定され、同時に共通の入力を受けた場合に、前記しきい値の相違に応じて貫通電流の立上り又は立下りの時期を異ならせ、素子間に流れる貫通電流のピーク値の重畳を回避した単一又は複数のＣＭＯＳ回路を含むことを特徴とする半導体集積回路。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、半導体集積回路にしきい値を異ならせた複数の素子又は回路を含む構成としたことから、共通の入力が同時に加えられた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じるので、状態変化による電流が重畳されるのを回避でき、その電流によるノイズ発生又はその振幅を低減でき、半導体集積回路の誤動作防止とともに、信頼性の向上を図ることができ、有用である。

本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路を示す回路図である。 入力バッファ回路を示す回路図である。 入力バッファ回路に対する入力電圧及び貫通電流を示す図である。 ＬＳＩに生じる貫通電流を示す図である。 しきい値を異ならせた場合の動作を示す図である。 しきい値を異ならせた場合の他の動作を示す図である。 しきい値の設定を説明するためのＣＭＯＳ回路を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る半導体集積回路を示す回路図である。 入力バッファ回路を示す回路図である。 しきい値設定回路の構成例を示す回路図である。 しきい値設定回路を外部回路とした半導体集積回路を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る半導体集積回路を示す回路図である。 本発明の第５の実施形態に係る半導体集積回路を示すブロック図である。

符号の説明

２ ＬＳＩ
１４ 電源回路
４１、４２、４３、４１０１、４１０２・・・４１０Ｎ、４２０１、４２０２・・・４２０Ｎ、４３０１、４３０２・・・４３０Ｎ、９１、９２、９３、９１０１、９１０２・・・９１０Ｎ、９２０１、９２０２・・・９２０Ｎ、９３０１、９３０２・・・９３０Ｎ 入力バッファ回路
４１０、４２０、４３０ 入力バッファ回路ブロック
４１１、４２１、４３１ 第１のトランジスタ
４１２、４２２、４３２ 第２のトランジスタ
９１１、９１２、９１３、９１４、９２１、９２２、９２３、９２４、９３１、９３２、９３３、９３４ トランジスタ
１００ しきい値設定回路
２２、２６ ソース
２４、２８ ドレイン
３４、３８ ゲート
３２、３６ 絶縁膜

Claims (5)

1. しきい値を異ならせた複数の素子又は回路を含み、これら素子又は回路に共通の入力が同時に加えられた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じる構成としたことを特徴とする半導体集積回路。
2. 前記素子は、トランジスタであることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路。
3. 前記回路は、ＣＭＯＳ回路であることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路。
4. 前記しきい値は、前記素子又は前記回路が持つ定数により設定してなることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路。
5. 複数の素子又は回路を含む半導体集積回路のノイズ低減方法であって、
   前記素子又は回路に異なるしきい値を設定し、
   同時に共通の入力を受けた場合に、前記しきい値に応じて異なる時期に状態変化を生じさせることを特徴とする半導体集積回路のノイズ低減方法。

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