JP2007149207A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Masao Shinozaki
雅雄 篠崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential amplifier circuit, wherein a voltage reduction and high speed operation are attained. <P>SOLUTION: 1st, 2nd amplifier sections are constituted by respectively setting 1st, 2nd capacity means and 1st, 2nd conductivity-type 1st, 2nd current source MOSFET, to a first common source of 1st, 2nd conductivity type 1st, 2nd differential MOSFET couple, in which respective gates are connected to a pair of a 1st input terminal. Next, 1st, 2nd output sections are constituted of 1st, 2nd conductivity type 3rd, 4th MOSFET couple arrayed in serial to each of the 1st, 2nd conductivity-type 1st, 2nd MOSFET couple for respectively supplying a current flowing into the 1st, 2nd differential MOSFET couple. Then, drains corresponding to the above 3rd MOSFET couple and 4th MOSFET couple are connected each other to make a pair of output terminals, and a bias voltage is supplied to the gates of 1st, 2nd current source MOSFETs and 1st to 4th MOSFETs. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路装置に関し、例えばスタティック型RAMのようなメモリ回路を備えたものに利用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique that is effective when used in a device having a memory circuit such as a static RAM.

入力信号が電源電圧あるいは回路の接地電位にシフトしても増幅動作を行うことができるレール・ツー・レール(rail to railは、米国モトラーラ社の登録商標である)回路がある。この差動増幅回路では、バイアスP1,P2、N1,N2及びDCP,DCNを必要とし、素子のプロセスバラツキ、例えばPチャネルMOSFETとNチャネルMOSFETの相互コンダクタンス比のバラツキや入力電圧Vinのシフトを考慮すると、そのまま小振幅高速入力回路として使用するのが難しい。このレール・ツー・レール回路を改良した差動増幅回路の例として、特開2003−249829公報がある。
米国特許第4,958,133号公報 特開2003−249829公報
There is a rail-to-rail (rail to rail is a registered trademark of Motorola, USA) circuit that can perform an amplification operation even when an input signal is shifted to a power supply voltage or a circuit ground potential. This differential amplifier circuit requires biases P1, P2, N1, and N2, and DCP and DCN, and considers process variations of elements, such as variations in the mutual conductance ratio between the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET, and a shift in the input voltage Vin Then, it is difficult to use as it is as a small amplitude high speed input circuit. As an example of a differential amplifier circuit obtained by improving the rail-to-rail circuit, there is JP-A-2003-249829.
U.S. Pat. No. 4,958,133 JP 2003-249829 A

図7には、上記特許文献2に示された差動増幅回路を更に低電圧動作に向けて改良した増幅回路が示され、図8にそのバイアス電圧を形成するバイアス回路が示されている。図7の差動増幅回路と図8のバイアス回路とは、同じ回路で構成されており、バイアス回路では一対の入力端子に参照電圧VREFを供給し、差動出力も共通に接続してバイアス電圧BIASを形成している。前記特許文献2に示された回路では、1つのバイアス電圧VBを用いているが、低電圧動作に向けて改良された図7及び図8の回路においては、出力信号を取り出すための直列形態に接続される4つのMOSFETのうち、出力ノード側に接続されたMOSFETQ8、Q9及びQ10、Q11には、上記バイアス電圧BIASに対してオフセットを持たせたバイアス電圧BIASPとBIASNが用いられる。   FIG. 7 shows an amplifying circuit obtained by improving the differential amplifying circuit shown in Patent Document 2 for further low voltage operation, and FIG. 8 shows a bias circuit for generating the bias voltage. The differential amplifier circuit of FIG. 7 and the bias circuit of FIG. 8 are configured by the same circuit. In the bias circuit, the reference voltage VREF is supplied to a pair of input terminals, and the differential output is also connected in common to the bias voltage. BIAS is formed. In the circuit shown in Patent Document 2, one bias voltage VB is used. However, in the circuits of FIGS. 7 and 8 improved for low voltage operation, a series configuration for taking out an output signal is used. Of the four MOSFETs to be connected, MOSFETs Q8, Q9 and Q10, Q11 connected to the output node side use bias voltages BIASP and BIASN having an offset with respect to the bias voltage BIAS.

上記バイアス電圧BIASPとBIASNは、電源電圧VDDを抵抗R1〜R3により分圧して形成される。PチャネルMOSFETQ8とQ9のゲートに供給されるバイアス電圧BIASPは、上記中点電圧付近に設定されるバイアス電圧BIASに対して−ΔVだけ低い(絶対値的には大きな)電圧とされる。NチャネルMOSFETQ10とQ11のゲートに供給されるバイアス電圧BIASNは、上記中点電圧付近に設定されるバイアス電圧BIASに対して+ΔVだけ高い(絶対値的には大きな)電圧とされる。これにより、MOSFETQ8、Q9のソース電位がMOSFETQ6、Q7での電圧降下分だけ低下することによる基板効果による実効的なしきい値電圧の増加を補うことができる。また、MOSFETQ10、Q11のソース電位がMOSFETQ12、Q13での電圧降下分だけ上昇することによる基板効果による実効的なしきい値電圧の増加を補うことができる。この結果、上記基板効果による実効的なしきい値電圧の増加を考慮することなく、電源電圧VDDの低電圧化を行うようにすることができる。   The bias voltages BIASP and BIASN are formed by dividing the power supply voltage VDD by the resistors R1 to R3. The bias voltage BIASP supplied to the gates of the P-channel MOSFETs Q8 and Q9 is a voltage that is lower by −ΔV (large in absolute value) than the bias voltage BIAS set near the midpoint voltage. The bias voltage BIASN supplied to the gates of the N-channel MOSFETs Q10 and Q11 is a voltage that is higher by + ΔV (large in absolute value) than the bias voltage BIAS set near the midpoint voltage. Thereby, it is possible to compensate for an increase in effective threshold voltage due to the substrate effect due to a decrease in the source potential of MOSFETs Q8 and Q9 by the voltage drop in MOSFETs Q6 and Q7. Further, it is possible to compensate for an increase in effective threshold voltage due to the substrate effect due to the source potential of the MOSFETs Q10 and Q11 increasing by the voltage drop in the MOSFETs Q12 and Q13. As a result, the power supply voltage VDD can be lowered without considering an increase in effective threshold voltage due to the substrate effect.

しかしながら、図8の回路には、以下のような解決すべき課題を有することが本願発明者により見出された。図9には、入力信号INがハイレベルからロウレベルに遷移する場合の動作説明図が示されている。例えば、入力信号INのハイレベルは、0.95Vにされ、ロウレベルは0.55Vにされる。Pチャネル型の差動回路部(Q2、Q3)において、入力電圧INが下がると同時に、共通ソースCOMPが急激に低下してしまう。上記共通ソースCOMPは約1.5V程度であり、MOSFETQ2、Q3のしきい値電圧は0.5〜0.6V程度であるので、入力信号INがハイレベルのときに上記MOSFETQ2はしきい値電圧付近でウィークリィにオンしており、ゲート電圧の低下とともに共通ソースCOMPの電位を低下させてしまう。したがって、入力信号INが参照電圧VREFと交差する付近まで低下しないと、差動MOSFETQ2とQ3のゲート電圧の差が大きくならず出力信号OTの立ち上がり時間が遅れる。   However, the inventor of the present application has found that the circuit of FIG. 8 has the following problems to be solved. FIG. 9 shows an operation explanatory diagram when the input signal IN transits from a high level to a low level. For example, the high level of the input signal IN is set to 0.95V, and the low level is set to 0.55V. In the P-channel type differential circuit section (Q2, Q3), the common source COMP is suddenly lowered at the same time as the input voltage IN is lowered. Since the common source COMP is about 1.5V and the threshold voltages of the MOSFETs Q2 and Q3 are about 0.5 to 0.6V, the MOSFET Q2 has a threshold voltage when the input signal IN is at a high level. It is turned on weekly in the vicinity, and the potential of the common source COMP is lowered as the gate voltage is lowered. Therefore, if the input signal IN does not decrease to the point where it crosses the reference voltage VREF, the difference between the gate voltages of the differential MOSFETs Q2 and Q3 does not increase and the rise time of the output signal OT is delayed.

図10には、入力信号INがロウレベルからハイレベルに遷移する場合の動作説明図が示されている。Nチャネル型の差動回路部(Q4、Q5)において、入力電圧INが上昇すると同時に、共通ソースCOMNが急激に上昇してしまう。上記共通ソースCOMNは約0.2V程度であり、MOSFETQ4、Q5のしきい値電圧は0.5〜0.6V程度であるので、ロウレベルのときにも0.3〜0.4V程度の電圧が印加されており、ゲート電圧の上昇とともにウィークリィにオンして共通ソースCOMNを電位を上昇させてしまう。したがって、入力信号INが参照電圧VREFと交差する付近まで上昇しないと、差動MOSFETQ4とQ5のゲート電圧の差が大きくならず出力信号OTの立ち下がり時間が遅れる。   FIG. 10 shows an operation explanatory diagram when the input signal IN transits from a low level to a high level. In the N-channel type differential circuit section (Q4, Q5), the input voltage IN rises and the common source COMN rises rapidly. Since the common source COMN is about 0.2V and the threshold voltages of the MOSFETs Q4 and Q5 are about 0.5 to 0.6V, a voltage of about 0.3 to 0.4V can be obtained even at the low level. As the gate voltage rises, it is turned on weekly and raises the potential of the common source COMN. Therefore, if the input signal IN does not rise to the vicinity where it crosses the reference voltage VREF, the difference between the gate voltages of the differential MOSFETs Q4 and Q5 does not increase and the fall time of the output signal OT is delayed.

入力差動MOSFETQ2とQ3及びQ4とQ5においてインプラマスクを追加して、しきい値電圧を低くすることによって高速化を図る対策も考えられるが、工程数の増加によるコスト増加の問題がある。また、MOSFETQ0とQ1ゲート幅を大きくして共通ソースCOMPとCOMNの電位変動量を押さえるような対策も考えられるが、入力回路での消費電流量増加、直流動作マージン悪化という副作用が生じる。   Although measures can be taken to increase the speed by adding an implantation mask in the input differential MOSFETs Q2 and Q3 and Q4 and Q5 to lower the threshold voltage, there is a problem of an increase in cost due to an increase in the number of processes. Although measures can be conceived to increase the gate widths of the MOSFETs Q0 and Q1 to suppress the potential fluctuation amount of the common sources COMP and COMN, side effects such as an increase in the amount of current consumption in the input circuit and a deterioration in the DC operation margin occur.

この発明の目的は、低電圧化と高速動作化を実現した差動増幅回路を備えた半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a differential amplifier circuit that realizes low voltage and high speed operation. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。一対の第1入力端子にそれぞれゲートが接続された第1導電型の第1差動MOSFET対、上記第1差動MOSFET対の第1共通ソースに設けられた第1容量手段及び第1導電型の第1電流源MOSFETで第1増幅部を構成する。上記一対の第1入力端子にそれぞれゲートが接続された第2導電型の第2差動MOSFET対、上記第1差動MOSFET対の第2共通ソースに設けられた第2容量手段及び第2導電型の第2電流源MOSFETで第2増幅部を構成する。上記第1差動MOSFET対に流れる電流を供給する第2導電型の第1MOSFET対及び上記第1MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第2導電型の第3MOSFET対により第1出力部を構成する。上記第2差動MOSFET対に流れる電流を供給する第1導電型の第2MOSFET対及び上記第2MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第1導電型の第4MOSFET対により第2出力部を構成する。上記第3MOSFET対と第4MOSFET対の対応するドレイン同士を接続して一対の出力端子とし、上記第1及び第2電流源MOSFET並びに上記第1ないし第4MOSFETのゲートにバイアス電圧を供給する。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. A first conductivity type first differential MOSFET pair having a gate connected to a pair of first input terminals, a first capacitor means and a first conductivity type provided in a first common source of the first differential MOSFET pair. The first current source MOSFET constitutes a first amplifying unit. A second differential MOSFET pair of the second conductivity type having a gate connected to the pair of first input terminals, a second capacitor means provided in a second common source of the first differential MOSFET pair, and a second conductivity A second amplifying unit is constituted by a second current source MOSFET of the type. A first output unit is configured by a second conductivity type first MOSFET pair for supplying current flowing through the first differential MOSFET pair and a second conductivity type third MOSFET pair in series with each of the first MOSFET pair. . A second output unit is configured by a first conductivity type second MOSFET pair for supplying a current flowing through the second differential MOSFET pair and a first conductivity type fourth MOSFET pair in series with each of the second MOSFET pair. . The corresponding drains of the third MOSFET pair and the fourth MOSFET pair are connected to form a pair of output terminals, and a bias voltage is supplied to the first and second current source MOSFETs and the gates of the first to fourth MOSFETs.

上記第1容量手段と第2容量手段により第1及び第2共通ノードの入力信号INに対応した変化が遅れて出力信号の遷移を高速にすることができる。   The first capacitor means and the second capacitor means can delay the change corresponding to the input signal IN of the first and second common nodes, and speed up the transition of the output signal.

図1には、本発明に係る半導体集積回路装置に設けられる入力回路の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路素子は、公知の半導体集積回路の製造技術によって、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。同図の回路は、NチャネルMOSFETとPチャネルMOSFETとからなるCMOS回路により構成され、PチャネルMOSFETは、そのバックゲート(チャネル)部に矢印を付すことによりNチャネルMOSFETと区別される。   FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an input circuit provided in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. Each circuit element in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. The circuit shown in the figure is constituted by a CMOS circuit composed of an N-channel MOSFET and a P-channel MOSFET, and the P-channel MOSFET is distinguished from the N-channel MOSFET by attaching an arrow to its back gate (channel) portion.

この実施例の入力回路は、前記図7に示したように低電圧化に向けて改良された前記レール・ツー・レール回路が利用される。すなわち、Pチャネル型の差動MOSFETQ2とQ3、その動作電流を形成するPチャネル型の電流源MOSFETQ0からなる第1増幅部と、Nチャネルの差動MOSFETQ4とQ5、その動作電流を流すNチャネル型の電流源MOSFETQ1により第2増幅部が構成される。上記Pチャネル型の電流源MOSFETQ0のソースは、電源電圧VDDが与えられ、Nチャネル型の電流源MOSFETQ1のソースには、回路の接地電位(0V)が与えられる。   As the input circuit of this embodiment, the rail-to-rail circuit improved for lowering the voltage as shown in FIG. 7 is used. That is, P-channel type differential MOSFETs Q2 and Q3, a first amplifying unit composed of a P-channel type current source MOSFET Q0 that forms the operating current thereof, N-channel differential MOSFETs Q4 and Q5, and an N-channel type that conducts the operating current The second amplifying unit is configured by the current source MOSFET Q1. The source of the P-channel type current source MOSFET Q0 is supplied with the power supply voltage VDD, and the source of the N-channel type current source MOSFET Q1 is supplied with the circuit ground potential (0 V).

上記第1増幅部と第2増幅部の一方の差動MOSFETQ2とQ4のゲートは、第1入力端子INに接続される。上記第1増幅部と第2増幅部の他方の差動MOSFETQ3とQ5のゲートは、第2入力端子として参照電圧端子VREFに接続される。上記入力端子INには、外部から小振幅の入力信号が供給され、参照電圧端子VREFには、上記入力信号のハイレベルとロウレベルを識別するための参照電圧が供給される。上記差動MOSFETQ2とQ3の基板をソースに接続することで差動MOSFETQ2とQ3のNBT劣化を防ぐことができる。   The gates of one of the differential MOSFETs Q2 and Q4 of the first amplifying unit and the second amplifying unit are connected to the first input terminal IN. The gates of the other differential MOSFETs Q3 and Q5 of the first amplifying unit and the second amplifying unit are connected to the reference voltage terminal VREF as a second input terminal. A small amplitude input signal is supplied to the input terminal IN from the outside, and a reference voltage for identifying the high level and low level of the input signal is supplied to the reference voltage terminal VREF. NBT degradation of the differential MOSFETs Q2 and Q3 can be prevented by connecting the substrates of the differential MOSFETs Q2 and Q3 to the source.

上記第1差動部に対して、NチャネルMOSFETQ10〜Q13からなる第1出力部が設けられ、上記第2差動部に対してPチャネルMOSFETQ6〜Q9からなる第2出力部が設けられる。上記第1出力部は、差動MOSFETQ2、Q3のドレイン電流を流すMOSFETQ12、Q13と、出力信号を取り出すMOSFETQ10、Q11とがそれぞれ直列形態に接続される。同様に、上記第2出力部は、差動MOSFETQ4、Q5のドレイン電流を流すMOSFETQ6、Q7と、出力信号を取り出すMOSFETQ8、Q9とがそれぞれ直列形態に接続される。上記第1と第2出力部の一方である上記MOSFETQ6,Q8及びQ10,Q12は、電源電圧VDDと回路の接地電位との間には、カスコード(直列)形態に接続される。上記第1と第2出力部の他方である上記MOSFETQ7,Q9及びQ11,Q13は、電源電圧VDDと回路の接地電位VSSとの間には、カスコード形態に接続される。   A first output unit including N-channel MOSFETs Q10 to Q13 is provided for the first differential unit, and a second output unit including P-channel MOSFETs Q6 to Q9 is provided for the second differential unit. In the first output section, MOSFETs Q12 and Q13 for supplying drain currents of the differential MOSFETs Q2 and Q3 and MOSFETs Q10 and Q11 for extracting output signals are connected in series. Similarly, in the second output section, MOSFETs Q6 and Q7 for flowing the drain currents of the differential MOSFETs Q4 and Q5 and MOSFETs Q8 and Q9 for extracting output signals are connected in series. The MOSFETs Q6, Q8 and Q10, Q12 which are one of the first and second output units are connected in a cascode (series) form between the power supply voltage VDD and the ground potential of the circuit. The MOSFETs Q7, Q9 and Q11, Q13, which are the other of the first and second output units, are connected in a cascode form between the power supply voltage VDD and the circuit ground potential VSS.

上記第1出力部の一方のMOSFETQ10と、第2出力部の一方のMOSFETQ8は、いわばソース入力、ゲート接地型の増幅MOSFETとして動作し、ドレインが第1出力端子OTに接続される。同様に、上記第1出力部の他方のMOSFETQ11と、第2出力部の一方のMOSFETQ9も、上記同様に増幅MOSFETとして動作してドレインが第2出力端子に接続される。この実施例では、特に制限されないが、第1出力端子の信号OTが出力増幅回路としてのインバータ回路IV1、IV2を通して伝えられて、CMOSレベルの内部信号とされる。上記インバータ回路IV1は、上記電源電圧VDDで動作し、上記インバータ回路IV2は、それより低い内部電圧VDDIで動作し、内部電圧VDDIに対応したCMOSレベルの内部信号を形成する。   One MOSFET Q10 of the first output section and one MOSFET Q8 of the second output section operate as a so-called source-input, grounded-gate amplification MOSFET, and have their drains connected to the first output terminal OT. Similarly, the other MOSFET Q11 of the first output section and one MOSFET Q9 of the second output section operate as amplification MOSFETs similarly to the above, and their drains are connected to the second output terminal. In this embodiment, although not particularly limited, the signal OT at the first output terminal is transmitted through the inverter circuits IV1 and IV2 as output amplifier circuits, and is used as a CMOS level internal signal. The inverter circuit IV1 operates at the power supply voltage VDD, and the inverter circuit IV2 operates at an internal voltage VDDI lower than the inverter circuit IV2 to form a CMOS level internal signal corresponding to the internal voltage VDDI.

この実施例では、前記図8で説明したようなバイアス回路により上記第1増幅部,第2増幅部の電流源MOSFETQ0とQ1、及び上記第1出力部と第2出力部のMOSFETQ6,7及びQ12,Q13のゲートには、バイアス電圧BIASが共通に供給される。また、前記説明したような低電圧動作化に向けて、上記第1出力部と第2出力部のMOSFETQ8,Q9のゲートには、上記バイアス電圧BIASに対して負方向にオフセット(−ΔV)を持つようにされたバイアス電圧BIASPが供給される。上記第1出力部と第2出力部のMOSFETQ10,Q11のゲートには、上記バイアス電圧BIASに対して正方向にオフセット(+ΔV)を持つようにされたバイアス電圧BIASNが供給される。   In this embodiment, the current source MOSFETs Q0 and Q1 of the first amplifying unit and the second amplifying unit, and the MOSFETs Q6, 7 and Q12 of the first output unit and the second output unit by the bias circuit as described in FIG. , Q13 are commonly supplied with a bias voltage BIAS. Further, for the low voltage operation as described above, the gates of the MOSFETs Q8 and Q9 of the first output unit and the second output unit are offset in the negative direction (−ΔV) with respect to the bias voltage BIAS. A bias voltage BIASP is supplied. A bias voltage BIASN having an offset (+ ΔV) in the positive direction with respect to the bias voltage BIAS is supplied to the gates of the MOSFETs Q10 and Q11 of the first output unit and the second output unit.

図8に示したバイアス回路では、上記図1の入力回路と類似の回路で構成されるので、対応する回路素子には同じ回路記号が付されている。入力回路と異なる部分は、前記第1出力端子と第2出力端子同士が相互に接続されてバイアス電圧BIASを生成するために用いられるという点である。相補の出力端子同士を接続して、入力端子に同じ参照電圧VREFを供給してそれに対応した出力電圧をバイアス電圧BIASとしてバイアス回路自身及び入力回路に供給するものである。   Since the bias circuit shown in FIG. 8 is composed of a circuit similar to the input circuit of FIG. 1, the corresponding circuit elements are given the same circuit symbols. The difference from the input circuit is that the first output terminal and the second output terminal are connected to each other and used to generate the bias voltage BIAS. Complementary output terminals are connected to each other, the same reference voltage VREF is supplied to the input terminals, and the corresponding output voltage is supplied to the bias circuit itself and the input circuit as the bias voltage BIAS.

この構成では、入力回路において、出力信号のレベルを決める信号伝達動作において、上記バイアス電圧BIASを形成するための負帰還動作を行わないから、入力端子INとVREFから入力された入力信号に対応した出力信号OTを形成する信号伝達動作を高速に行うようにすることができる。   In this configuration, in the signal transmission operation that determines the level of the output signal in the input circuit, the negative feedback operation for forming the bias voltage BIAS is not performed, so that the input circuit corresponds to the input signals input from the input terminals IN and VREF. The signal transmission operation for forming the output signal OT can be performed at high speed.

このような参照電圧VREFを用いた入力回路に供給されるバイアス電圧BIASを形成するバイアス回路では、素子にバラツキがなければ、同じ参照電圧VREFが一対の入力端子に供給されるので、一対の出力信号も同じくなるはずであるが、実際には差動ペア素子でのオフセット、出力MOSFETでも同様なオフセットを持つので、かかるオセットを補償するようなバイアス電圧BIASが形成され、それが上記入力回路の対応するMOSFETに供給される。これにより、シングル構成の入力回路の動作の高速化と安定化を実現することができる。   In such a bias circuit for forming the bias voltage BIAS supplied to the input circuit using the reference voltage VREF, the same reference voltage VREF is supplied to the pair of input terminals if there is no variation in the elements. The signal should be the same, but in reality, the offset in the differential pair element and the output MOSFET have the same offset, so that a bias voltage BIAS is formed to compensate for the offset, and this is the same as that of the input circuit. Supplied to the corresponding MOSFET. As a result, it is possible to realize speeding up and stabilization of the operation of the single configuration input circuit.

この実施例では、入力回路の高速動作化のために上記第1差動部の差動MOSFETQ2とQ3の共通ソースCOMPには、容量素子C1が接続される。特に制限されないが、この容量素子C1は、ゲートが上記共通ソースCOMPに接続され、ソース,ドレインが回路の接地電位点に接続されたMOS容量が利用される。同様に、上記第2差動部の差動MOSFETQ4とQ5の共通ソースCOMNにも、容量素子C2が接続される。この容量素子C2も、ゲートが上記共通ソースCOMPに接続され、ソース,ドレインが回路の接地電位点に接続されたMOS容量が利用される。   In this embodiment, a capacitive element C1 is connected to the common source COMP of the differential MOSFETs Q2 and Q3 of the first differential section for high speed operation of the input circuit. Although not particularly limited, the capacitor C1 uses a MOS capacitor having a gate connected to the common source COMP and a source and a drain connected to a ground potential point of the circuit. Similarly, the capacitive element C2 is also connected to the common source COMN of the differential MOSFETs Q4 and Q5 of the second differential section. This capacitive element C2 also uses a MOS capacitor having a gate connected to the common source COMP and a source and drain connected to a ground potential point of the circuit.

図2には、入力信号INがハイレベルからロウレベルに遷移する場合の動作説明図が示されている。例えば、入力信号INのハイレベルは、1.05Vにされ、ロウレベルは0.65Vにされる。Pチャネル型の差動回路部(Q2、Q3)において、入力電圧INが下がると同時に、共通ソースCOMPが点線で示したように急激に低下しようとする。上記共通ソースCOMPの約1.4V程度の電圧は容量素子C1に保持されているので、上記入力信号INの低下に伴う共通ソースCOMPの電位低下を阻止するよう作用する。この容量素子C1の保持電圧は、MOSFETQ2、Q3に流れる電流の増加分に従って緩やかに低下する。このため、入力信号INの低下に伴って上記MOSFETQ2のゲート,ソース間電圧Vgsが大きくなって出力信号OTの立ち上がり時間を高速にする。   FIG. 2 shows an operation explanatory diagram when the input signal IN transitions from a high level to a low level. For example, the high level of the input signal IN is set to 1.05V, and the low level is set to 0.65V. In the P-channel type differential circuit section (Q2, Q3), the input voltage IN decreases, and at the same time, the common source COMP tends to rapidly decrease as shown by the dotted line. Since the voltage of about 1.4V of the common source COMP is held in the capacitive element C1, it acts to prevent the potential drop of the common source COMP accompanying the decrease of the input signal IN. The holding voltage of the capacitive element C1 gradually decreases according to the increase in current flowing through the MOSFETs Q2 and Q3. For this reason, as the input signal IN decreases, the gate-source voltage Vgs of the MOSFET Q2 increases and the rise time of the output signal OT is increased.

図3には、入力信号INがロウレベルからハイレベルに遷移する場合の動作説明図が示されている。Nチャネル型の差動回路部(Q4、Q5)において、入力電圧INが上昇すると同時に、共通ソースCOMNが点線で示したように急激に上昇してしまうのを容量素子C2が阻止する。例えば、上記共通ソースCOMNは約0.2V程度であり、その電圧を容量素子C2が保持している。この容量素子C2の保持電圧は、MOSFETQ4、Q5に流れる電流の増加分に従って緩やかに上昇する。このため、入力信号INの上昇に伴って上記MOSFETQ4のゲート,ソース間電圧Vgsが大きくなって出力信号OTの立ち下がり時間を高速にする。   FIG. 3 shows an operation explanatory diagram when the input signal IN transits from a low level to a high level. In the N-channel type differential circuit section (Q4, Q5), at the same time as the input voltage IN rises, the capacitive element C2 prevents the common source COMN from rising sharply as shown by the dotted line. For example, the common source COMN is about 0.2 V, and the voltage is held by the capacitive element C2. The holding voltage of the capacitive element C2 rises gradually according to the increase in current flowing through the MOSFETs Q4 and Q5. For this reason, as the input signal IN rises, the gate-source voltage Vgs of the MOSFET Q4 increases, and the fall time of the output signal OT is increased.

図4には、この発明に係る半導体集積回路装置に設けられる入力回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、バイアス電圧BIAS,BIASP,BIASNの安定化のために、これらのバイアス電圧BIAS,BIASP,BIASNが供給される回路ノードに容量素子C3〜C6が追加される。つまり、入力回路が動作した時のキックバック等による電位変動を防止する作用をもたせるように、定電流源MOSFETQ0とQ1のゲートには、それぞれ容量素子C3とC4が接続される。バイアス電圧BIASPの安定化のために容量素子C5が接続され、バイアス電圧BIASNの安定化のために容量素子C6が接続される。第1差動部及び第2差動部に設けられる前記容量素子は、差動動作でのバランスを採るために、2つの容量素子C1とC1’及びC2とC2’のように分割され、後述するように素子レイアウトが左右対称的となるように配置される。   FIG. 4 is a circuit diagram showing one embodiment of an input circuit provided in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. In this embodiment, in order to stabilize the bias voltages BIAS, BIASP, and BIASN, capacitive elements C3 to C6 are added to circuit nodes to which the bias voltages BIAS, BIASP, and BIASN are supplied. That is, the capacitance elements C3 and C4 are connected to the gates of the constant current source MOSFETs Q0 and Q1, respectively, so as to prevent the potential fluctuation due to kickback or the like when the input circuit is operated. A capacitive element C5 is connected to stabilize the bias voltage BIASP, and a capacitive element C6 is connected to stabilize the bias voltage BIASN. The capacitive elements provided in the first differential section and the second differential section are divided into two capacitive elements C1 and C1 ′ and C2 and C2 ′ in order to balance the differential operation, which will be described later. Thus, the element layout is arranged so as to be symmetrical.

制御信号ENは、入力回路を動作/非動作を選択するために設けられる。例えば、半導体集積回路装置が長期間スタイバイ状態に置かれるときに入力回路の動作は不要である。このため、スタンバイ状態での入力回路の消費電流を低減させる機能が上記制御信号ENによって実現される。制御信号ENと、MOSFETQ30とQ31により構成されたCMOSインバータ回路で形成された反転信号とを用いて、制御信号ENがハイレベルのスタンバイ状態のときには、バイアス電圧BIASを伝えるCMOSスイッチ(Q19,Q18)及び(Q20,Q21)をオフ状態して上記バイアス電圧BIASの供給を停止させる。上記スタイバイ状態のときには、プルアップ用のPチャネルMOSFETQ26をオン状態にして、PチャネルMOSFETQ0、Q6,Q7をオフ状態にし、プルダウウ用のNチャネルMOSFETQ27をオン状態にして、NチャネルMOSFETQ1、Q12,Q13をオフ状態にする。このような動作によって、入力回路に流れる電流を遮断して低消費電力化を図るようにするものである。   The control signal EN is provided for selecting operation / non-operation of the input circuit. For example, the operation of the input circuit is not required when the semiconductor integrated circuit device is left in a standby state for a long time. Therefore, the function of reducing the current consumption of the input circuit in the standby state is realized by the control signal EN. A CMOS switch (Q19, Q18) for transmitting the bias voltage BIAS when the control signal EN is in a high-level standby state using the control signal EN and an inverted signal formed by a CMOS inverter circuit constituted by MOSFETs Q30 and Q31. And (Q20, Q21) is turned off to stop the supply of the bias voltage BIAS. In the standby state, the pull-up P-channel MOSFET Q26 is turned on, the P-channel MOSFETs Q0, Q6, Q7 are turned off, the pull-down N-channel MOSFET Q27 is turned on, and the N-channel MOSFETs Q1, Q12, Q13 are turned on. Is turned off. By such an operation, the current flowing through the input circuit is interrupted to reduce power consumption.

入力信号ENは、前記のような長期間でのスタンバイ状態での低消費電力化の他に、例えば、後述するスタティック型RAMにおいて、入力データ構成が×36(36ビットパラレル入出力)動作と×18ビット(18ビットパラレル入出力)動作を同一メモリチップで実現しようとした場合には、×18構成時には使用されないデータ入力信号Dinの入力回路は入力信号ENがロウレベルに、×18構成時に使用するデータ入力信号Dinおよび×36構成時には入力信号ENがハイレベルレベルに固定される。これらの切り替えはボンディングオプションによって成される。   In addition to the low power consumption in the standby state for a long period of time as described above, the input signal EN has, for example, a static RAM described later and an input data configuration of x36 (36 bit parallel input / output) operation and x When an 18-bit (18-bit parallel input / output) operation is to be realized with the same memory chip, the input circuit for the data input signal Din that is not used in the x18 configuration is used when the input signal EN is at a low level and the x18 configuration is used. When the data input signals Din and x36 are configured, the input signal EN is fixed at a high level. These changes are made by bonding options.

この実施例では、低電圧動作化のために*を付したMOSFETQ0、Q1及びQ6,Q7及びQ12,Q13は、低しきい値のMOSFETが用いられる。この実施例は、半導体集積回路装置の入力回路として用いられ、内部回路に対して大きな電源電圧VDDで動作し、しかも外部端子に接続されることから内部回路を構成するMOSFETに比べて高しきい値電圧(高耐圧)のMOSFETで構成される。上記MOSFETQ0、Q1及びQ6,Q7及びQ12,Q13は、ゲート,ソース間に印加される電圧が小さいことから、低しきい値電圧を用いて低電圧動作化を可能にするものである。   In this embodiment, low-threshold MOSFETs are used as the MOSFETs Q0, Q1, and Q6, Q7, Q12, and Q13 marked with * for low voltage operation. This embodiment is used as an input circuit of a semiconductor integrated circuit device, operates with a large power supply voltage VDD with respect to an internal circuit, and is connected to an external terminal, so that it is higher than a MOSFET constituting the internal circuit. It is composed of a MOSFET with a value voltage (high withstand voltage). The MOSFETs Q0, Q1 and Q6, Q7 and Q12, Q13 have a small voltage applied between the gate and the source, and thus enable a low voltage operation using a low threshold voltage.

上記外部端子IN,VREFにゲートが接続されるPチャネルの差動MOSFETQ2とQ3のゲートとソース間には、静電破壊防保護素子としてゲート−ドレイン経路が接続されたNチャネルMOSFETQ22、Q23が設けられる。これらのMOSFETQ22とQ23のゲートには、回路の接地電位が供給される。上記外部端子IN,VREFにゲートが接続されるNチャネルの差動MOSFETQ4とQ5のゲートとソース間にも同様に、静電破壊防保護素子としてゲート−ドレイン経路が接続されたNチャネルMOSFETQ24、Q25が設けられる。これらのMOSFETQ22〜Q25は、上記外部端子IN,VREFに静電気による高電圧が発生すると、オン状態となって上記差動MOSFETQ2〜Q5のゲート絶縁破壊を防止する。   Between the gates and sources of P-channel differential MOSFETs Q2 and Q3 whose gates are connected to the external terminals IN and VREF, N-channel MOSFETs Q22 and Q23 having gate-drain paths connected as an electrostatic breakdown protection device are provided. It is done. The ground potential of the circuit is supplied to the gates of these MOSFETs Q22 and Q23. Similarly, N-channel MOSFETs Q24 and Q25 having gate-drain paths connected as an electrostatic breakdown protection element are also connected between the gates and sources of N-channel differential MOSFETs Q4 and Q5 whose gates are connected to the external terminals IN and VREF. Is provided. These MOSFETs Q22 to Q25 are turned on to prevent gate breakdown of the differential MOSFETs Q2 to Q5 when a high voltage due to static electricity is generated at the external terminals IN and VREF.

図5には、図4に示した入力回路の一実施例の素子レイアウト図が示されている。同図に、回路素子のレアイウトパターンと、それらを接続する配線のうち本願発明に関連する共通ソースCOMP及びCMPNを構成する配線のみが太線で示されている。同図のように、Pチャネル型の差動MOSFETQ2/Q3及びNチャネル型の差動MOSFETQ4/Q5を中心にし、同図では上下対称的に差動回路部の各回路が配置される。つまり、2つの素子で構成される容量素子C1とC1’C2とC2’、C5とC5’及びMOSFETQ6とQ7、Q8とQ9、Q10とQ11、Q12とQ13、Q23とQ24、Q25とQ26が上下対称的に配置される。1つの素子で構成されるMOSFETQ0とQ1や容量素子C4、C6も、同様に上記差動MOSFETQ2/Q3とQ4/Q5に対応して上下対称形状となるようにされる。   FIG. 5 shows an element layout diagram of an embodiment of the input circuit shown in FIG. In the figure, only the wirings constituting the common sources COMP and CMPN related to the present invention among the layout patterns of the circuit elements and the wirings connecting them are shown by bold lines. As shown in the figure, each circuit of the differential circuit section is arranged symmetrically in the vertical direction with the P-channel type differential MOSFET Q2 / Q3 and the N-channel type differential MOSFET Q4 / Q5 as the center. That is, the capacitive elements C1 and C1 ′, C2 and C2 ′, MOSFETs Q6 and Q7, Q8 and Q9, Q10 and Q11, Q12 and Q13, Q23 and Q24, Q25 and Q26, which are composed of two elements, are up and down. Arranged symmetrically. Similarly, the MOSFETs Q0 and Q1 and the capacitive elements C4 and C6 formed of one element are also vertically symmetrical corresponding to the differential MOSFETs Q2 / Q3 and Q4 / Q5.

また、前記制御信号ENにより制御される回路や、出力信号を形成するインバータ回路を構成するMOSFETQ19〜30、Q14〜Q17等は、差動動作には直接関与しないのでそれぞれに上下に分散されて配置される。上記容量素子C1は配線の寄生抵抗を抑制するためにMOSFETQ0、Q2及びQ3とあまり離れない位置に配置されることが望ましい。また容量素子C1は、NチャネルMOSFETによって構成されるため、ウェル分離のための無駄な領域を無くすために同じNチャネルMOSFETと同一素子行におかれるのが効率が良い。また、差動回路の左右対称性を保つために、容量素子C1は、C1とC1’のように2分割している。一方NチャネルMOSFET側の共通ソース線COMNに付加した容量素子C2も容量素子C4の両脇に分割して配置されるが、C2及びCおよびC2’とC4の位置は入れ替えても特に問題は無い。   The circuits controlled by the control signal EN and the MOSFETs Q19 to 30 and Q14 to Q17 constituting the inverter circuit for forming the output signal are not directly involved in the differential operation, and are therefore distributed in the vertical direction. Is done. The capacitive element C1 is desirably arranged at a position that is not so far away from the MOSFETs Q0, Q2, and Q3 in order to suppress the parasitic resistance of the wiring. Further, since the capacitive element C1 is composed of an N-channel MOSFET, it is efficient to place it in the same element row as the same N-channel MOSFET in order to eliminate a useless region for well separation. Further, in order to maintain the left-right symmetry of the differential circuit, the capacitive element C1 is divided into two like C1 and C1 '. On the other hand, the capacitive element C2 added to the common source line COMN on the N-channel MOSFET side is also divided and arranged on both sides of the capacitive element C4. However, there is no particular problem even if the positions of C2, C, C2 ′, and C4 are switched. .

図6には、この発明が適用されるスタティック型RAMの一実施例のブロック図が示されている。この実施例のスタティック型RAMは、公知のCMOS集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1つの半導体基板上において形成される。   FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a static RAM to which the present invention is applied. The static RAM of this embodiment is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known CMOS integrated circuit manufacturing technique.

上記スタティック型RAMは、アドレス信号AXとAYとの複数ビットm,nによるアドレス空間を持つ。データ入力信号Dinは、端子3から入力される。出力信号DQは、端子3から出力される。データ入力信号Dinと出力信号DQは、例えば36ビットからなり、パラレルに読み出しと書き込みが上記端子3を通して行われる。メモリアレイにはスタティック型メモリセルがワード線と相補のビット線との交点にマトリクス配置されて構成される。上記端子3から供給されたXアドレス信号AXは、アドレスバッファを構成する入力回路1を通してアドレラッチ2に取り込まれる。上記端子3から供給されたYアドレス信号AXは、アドレスバッファを構成する入力回路1を通してアドレスラッチ2に取り込まれる。クロック信号CLKはクロックバッファを構成する入力回路1を通して取り込まれる。そして、リード/ライト制御のための制御信号/R,/Wは、コントロールバッファを構成する入力回路1を通して取り込まれる。これらの入力回路1は、端子3から入力される参照電圧VREFを用いて、上記各入力信号AX,AY,Din、CLK,/R,/Wの各入力信号を取り込む。前記実施例の入力回路はこれら各種入力回路1に適用される。   The static RAM has an address space with a plurality of bits m and n of address signals AX and AY. The data input signal Din is input from the terminal 3. The output signal DQ is output from the terminal 3. The data input signal Din and the output signal DQ are composed of, for example, 36 bits, and reading and writing are performed in parallel through the terminal 3. In the memory array, static memory cells are arranged in a matrix at intersections of word lines and complementary bit lines. The X address signal AX supplied from the terminal 3 is taken into the address latch 2 through the input circuit 1 constituting the address buffer. The Y address signal AX supplied from the terminal 3 is taken into the address latch 2 through the input circuit 1 constituting the address buffer. The clock signal CLK is taken in through the input circuit 1 constituting the clock buffer. Control signals / R, / W for read / write control are taken in through the input circuit 1 constituting the control buffer. These input circuits 1 take in the respective input signals AX, AY, Din, CLK, / R, / W using the reference voltage VREF input from the terminal 3. The input circuit of the above embodiment is applied to these various input circuits 1.

アドレスラッチ2は、nビットのXアドレス信号を取り込み、それをXデコーダに伝える。アドレスラッチ2は、mビットのYアドレス信号を取り込み、それをYデコーダに伝える。上記XデコーダとYデコーダは、上記アドレス信号を解読してメモリアレイのメモリセルを選択する。読み出し動作のときにはセンスアンプ7が動作し、選択されたメモリセルの記憶情報をセンスして出力制御回路8及び出力回路9を通して端子3から出力信号DQを読み出す。書き込み動作のときには、ライトドライバ6が動作して上記ラッチ回路2に取り込まれた書き込み信号Dinをメモリアレイの選択されたメモリセルに書き込む。制御回路4は、上記ラッチ回路2の取り込みタイミング信号や上記読み出し動作や書き込み動作に対応したタイミング信号を形成する。   The address latch 2 takes in an n-bit X address signal and transmits it to the X decoder. The address latch 2 takes in an m-bit Y address signal and transmits it to the Y decoder. The X decoder and Y decoder select the memory cell of the memory array by decoding the address signal. During the read operation, the sense amplifier 7 operates to sense the storage information of the selected memory cell and read the output signal DQ from the terminal 3 through the output control circuit 8 and the output circuit 9. In the write operation, the write driver 6 operates to write the write signal Din taken into the latch circuit 2 into the selected memory cell of the memory array. The control circuit 4 forms a capture timing signal of the latch circuit 2 and a timing signal corresponding to the read operation and write operation.

この実施例では、上記のような入力回路1での高速動作によって、アドレス信号AX,AYおよびデータ入力信号Dinをとりこむラッチ(レジスタ)2にけるセットアップ/ホールドマージンを改善し、データ出力信号DQにおけるクロックアクセス時間を改善することが可能となる。   In this embodiment, the high-speed operation in the input circuit 1 as described above improves the setup / hold margin in the latch (register) 2 that takes in the address signals AX and AY and the data input signal Din, and the data output signal DQ The clock access time can be improved.

以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、差動増幅回路を入力回路として用いる場合、入力回路には相補の入力信号を供給するようにしてもよい。そして、入力回路から相補の出力信号を得るものであってもよい。このような入力回路の他に、前記実施例の差動増幅回路は、電圧比較回路等のようなコンパレータとしても用いることができる。NチャネルMOSFET差動入力回路、PチャネルMOSFET差動入力回路、または特許文献2の図7に示すようなNチャネルMOSFET差動入力回路とPチャネルMOSFET差動入力回路を組み合わせた入力回路にも適用可能である。この発明は、前記のようなスタティック型RAMのような高速メモリ回路や高速動作が要求される各種デジタル集積回路のような入力回路、あるいは上記電圧比較回路等を構成する差動増幅回路を備えた半導体集積回路装置に広く利用することができる。   The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the invention of the present application is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor. For example, when a differential amplifier circuit is used as an input circuit, a complementary input signal may be supplied to the input circuit. A complementary output signal may be obtained from the input circuit. In addition to such an input circuit, the differential amplifier circuit of the above embodiment can also be used as a comparator such as a voltage comparison circuit. N-channel MOSFET differential input circuit, P-channel MOSFET differential input circuit, or an input circuit combining an N-channel MOSFET differential input circuit and a P-channel MOSFET differential input circuit as shown in FIG. Is possible. The present invention includes a high-speed memory circuit such as the static RAM as described above, an input circuit such as various digital integrated circuits that require high-speed operation, or a differential amplifier circuit that constitutes the voltage comparison circuit or the like. It can be widely used for semiconductor integrated circuit devices.

本発明に係る半導体集積回路装置に設けられる入力回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of an input circuit provided in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. 図1の回路の一の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of one circuit of FIG. 1. 図1の回路の他の動作説明図である。FIG. 6 is another operation explanatory diagram of the circuit of FIG. 1. この発明に係る半導体集積回路装置に設けられる入力回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of an input circuit provided in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. FIG. 図4に示した入力回路の一実施例の素子レイアウト図である。FIG. 5 is an element layout diagram of an embodiment of the input circuit shown in FIG. 4. この発明が適用されるスタティック型RAMの一実施例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a static RAM to which the present invention is applied. 本願発明に先立って検討された増幅回路の回路図である。It is a circuit diagram of the amplifier circuit examined prior to the present invention. 図7の増幅回路に用いられるバイアス回路の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a bias circuit used in the amplifier circuit of FIG. 7. 図8の回路の一の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of one circuit of FIG. 8. 図8の回路の他の動作説明図である。FIG. 9 is another operation explanatory diagram of the circuit of FIG. 8.

符号の説明Explanation of symbols

1…入力回路、2…ラッチ回路、3…端子、4…制御回路、5…デコーダ、6…ライトドライバ、7…センスアンプ、8…出力制御回路、9…出力回路、Q0〜Q31…MOSFET、C1〜C6…容量素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input circuit, 2 ... Latch circuit, 3 ... Terminal, 4 ... Control circuit, 5 ... Decoder, 6 ... Write driver, 7 ... Sense amplifier, 8 ... Output control circuit, 9 ... Output circuit, Q0-Q31 ... MOSFET, C1 to C6: Capacitance elements.

Claims (5)

一対の第1入力端子にそれぞれゲートが接続された第1導電型の第1差動MOSFET対、上記第1差動MOSFET対の第1共通ソースに設けられた第1容量手段及び第1導電型の第1電流源MOSFETを有する第1増幅部と、
上記一対の第1入力端子にそれぞれゲートが接続された第2導電型の第2差動MOSFET対、上記第1差動MOSFET対の第2共通ソースに設けられた第2容量手段及び第2導電型の第2電流源MOSFETを有する第2増幅部と、
上記第1差動MOSFET対に流れる電流を供給する第2導電型の第1MOSFET対及び上記第1MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第2導電型の第3MOSFET対を含む第1出力部と、
上記第2差動MOSFET対に流れる電流を供給する第1導電型の第2MOSFET対及び上記第2MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第1導電型の第4MOSFET対を含む第2出力部とを含み、
上記第3MOSFET対と第4MOSFET対の対応するドレイン同士を接続して一対の出力端子とし、
上記第1及び第2電流源MOSFET並びに上記第1ないし第4MOSFETのゲートにバイアス電圧を供給した差動増幅回路を備えてなることを特徴とする半導体集積回路装置。
A first conductivity type first differential MOSFET pair having a gate connected to a pair of first input terminals, a first capacitor means and a first conductivity type provided in a first common source of the first differential MOSFET pair. A first amplifying unit having a first current source MOSFET;
A second differential MOSFET pair of the second conductivity type having a gate connected to the pair of first input terminals, a second capacitor means provided in a second common source of the first differential MOSFET pair, and a second conductivity A second amplifier having a second current source MOSFET of the type;
A first output unit including a second conductivity type first MOSFET pair for supplying a current flowing through the first differential MOSFET pair and a second conductivity type third MOSFET pair in series with each of the first MOSFET pair;
A first output type second MOSFET pair for supplying a current flowing through the second differential MOSFET pair, and a second output unit including a first conductivity type fourth MOSFET pair in series with each of the second MOSFET pair. Including
The corresponding drains of the third MOSFET pair and the fourth MOSFET pair are connected to form a pair of output terminals,
A semiconductor integrated circuit device comprising a differential amplifier circuit that supplies a bias voltage to the gates of the first and second current source MOSFETs and the first to fourth MOSFETs.
請求項1において、
一対の第2入力端子にそれぞれゲートが接続された第1導電型の第3差動MOSFET対及び上記第3差動MOSFETの共通ソースに設けられた第1導電型の第3電流源MOSFETを有する第3増幅部と、
上記一対の第2入力端子にそれぞれゲートが接続された第2導電型の第4差動MOSFET対及び上記第4差動MOSFETの共通ソースに設けられた第2導電型の第4電流源MOSFETを有する第4増幅部と、
上記第3差動MOSFET対に流れる電流を供給する第2導電型の第5MOSFET対及び上記第5MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第2導電型の第7MOSFET対を有する第3出力部と、
上記第4差動MOSFET対に流れる電流を供給する第1導電型の第6MOSFET対及び上記第6MOSFET対のそれぞれに直列形態にされた第2導電型の第8MOSFET対を有する第4出力部と含み、
上記第7MOSFET対と第8MOSFET対のドレイン同士、上記第3電流源MOSFETのゲート、上記第4電流源MOSFETのゲート、上記第5MOSFET対のゲート、上記第6MOSFET対のゲート同士をそれぞれ共通に接続して第1バアイス電圧を生成するバイアス回路を更に備え、
上記第1バイアス電圧は、上記差動増幅回路の上記上記第1電流源MOSFETのゲート、上記第2電流源MOSFETのゲート、上記第1MOSFET対のゲート、上記第2MOSFET対のゲートに与えられることを特徴とする半導体集積回路装置。
In claim 1,
A first conductivity type third differential MOSFET pair whose gates are connected to a pair of second input terminals, respectively, and a first conductivity type third current source MOSFET provided in a common source of the third differential MOSFET; A third amplification unit;
A second conductivity type fourth differential MOSFET pair having a gate connected to the pair of second input terminals, respectively, and a second conductivity type fourth current source MOSFET provided in a common source of the fourth differential MOSFET; A fourth amplification unit having
A third output section having a second conductivity type fifth MOSFET pair for supplying a current flowing through the third differential MOSFET pair and a second conductivity type seventh MOSFET pair in series with each of the fifth MOSFET pair;
A fourth output section having a first conductivity type sixth MOSFET pair for supplying a current flowing through the fourth differential MOSFET pair and a second conductivity type eighth MOSFET pair in series with each of the sixth MOSFET pair; ,
The drains of the seventh MOSFET pair and the eighth MOSFET pair, the gate of the third current source MOSFET, the gate of the fourth current source MOSFET, the gate of the fifth MOSFET pair, and the gate of the sixth MOSFET pair are connected in common. A bias circuit for generating the first Bayesian voltage,
The first bias voltage is applied to the gate of the first current source MOSFET, the gate of the second current source MOSFET, the gate of the first MOSFET pair, and the gate of the second MOSFET pair of the differential amplifier circuit. A semiconductor integrated circuit device.
請求項2において、
動作電圧を分圧し、MOSFETの導電型に対応して上記第1バイアス電圧よりもそれぞれ絶対的に大きくされた第2及び第3バイアス電圧を生成する分圧回路を更に備え、
上記第2バアイス電圧は、上記第2導電型の上記第3MOSFET対のゲート及び上記第7MOSFET対のゲートに供給され、
上記第3バイアス電圧は、上記第1導電型の上記第4MOSFET対のゲート及び上記バイアス回路の上記第8MOSFET対のゲートに供給されることを特徴とする半導体集積回路装置。
In claim 2,
A voltage dividing circuit that divides the operating voltage and generates second and third bias voltages that are respectively absolutely larger than the first bias voltage corresponding to the conductivity type of the MOSFET;
The second baice voltage is supplied to the gate of the third MOSFET pair and the gate of the seventh MOSFET pair of the second conductivity type,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the third bias voltage is supplied to a gate of the fourth MOSFET pair of the first conductivity type and a gate of the eighth MOSFET pair of the bias circuit.
請求項3において、
上記第1ないし第3バイアス電圧が与えられる回路ノードには、容量素子が付加されてなることを特徴とする半導体集積回路装置。
In claim 3,
A semiconductor integrated circuit device, wherein a capacitance element is added to a circuit node to which the first to third bias voltages are applied.
請求項4において、
上記差動増幅回路は、入力回路とされて、上記一対の第1入力端子は、それぞれ外部端子に接続され、
かかる入力回路は、静電保護回路を更に有し、
上記静電保護回路は、
上記第1差動MOSFET対のゲート,ソース間には第2導電型の第1保護MOSFETのソース−ドレイン経路が接続され、
上記第2差動MOSFET対のゲート,ソース間には第1導電型の第2保護MOSFETのソース−ドレイン経路が接続され、
上記第1保護MOSFET及び第2保護MOSFETのゲートは、回路接地電位に接続されることを特徴とする半導体集積回路装置。
In claim 4,
The differential amplifier circuit is an input circuit, and the pair of first input terminals are connected to external terminals,
The input circuit further includes an electrostatic protection circuit,
The electrostatic protection circuit is
A source-drain path of the first protection MOSFET of the second conductivity type is connected between the gate and source of the first differential MOSFET pair,
A source-drain path of a second protection MOSFET of the first conductivity type is connected between the gate and source of the second differential MOSFET pair,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the gates of the first protection MOSFET and the second protection MOSFET are connected to a circuit ground potential.
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