JP2012039348A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extend an adjustable oscillation frequency range by reducing a parasitic capacitance and to prevent an oscillation frequency from changing depending on an externally-supplied power supply voltage value in an semiconductor integrated circuit device with an oscillator connected between a first pad and a second pad for performing oscillating operation.SOLUTION: The device includes: a voltage regulator to which the first power supply potential or the second power supply potential is supplied from a third pad or a fourth pad respectively to output a regulated power supply potential; an inverting amplifier operates with the regulated power supply potential supplied; two diodes having anodes connected to the first or second pad and cathodes connected to an output terminal of the voltage regulator through a resistor; two diodes having cathodes connected to the first or second pad and anodes connected to the fourth pad; a transistor connected between the third pad and the fourth pad; and a transistor connected between the resistor and the fourth pad.

Description

本発明は、水晶振動子等の振動子が接続されて発振動作を行う発振回路を内蔵した半導体集積回路装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a built-in oscillation circuit connected to a resonator such as a crystal resonator to perform an oscillation operation.

一般に、ディジタル信号を扱う装置においては、クロック信号を生成するために、水晶振動子等の振動子が接続されて発振動作を行う発振回路を内蔵した半導体集積回路装が用いられている。発振回路によって生成されたクロック信号は、クロック信号に同期して動作する他の回路に供給される。   2. Description of the Related Art Generally, in an apparatus that handles a digital signal, a semiconductor integrated circuit device that incorporates an oscillation circuit that is connected to an oscillator such as a crystal oscillator and performs an oscillation operation is used to generate a clock signal. The clock signal generated by the oscillation circuit is supplied to another circuit that operates in synchronization with the clock signal.

図5は、発振回路を内蔵した従来の半導体集積回路装置の構成例を示す図である。この半導体集積回路装置は、パッドP1とパッドP2との間に振動子22が接続されて発振動作を行う。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional semiconductor integrated circuit device incorporating an oscillation circuit. In this semiconductor integrated circuit device, the vibrator 22 is connected between the pad P1 and the pad P2 to perform an oscillation operation.

図5に示すように、発振回路は、入力端子(ノードN1)に入力される信号を反転増幅して増幅信号を出力端子(ノードN2)から出力する反転増幅回路21と、パッドP1とノードN1との間に接続された抵抗R1と、パッドP2とノードN2との間に接続された抵抗R2と、ノードN1と電源電位VSS(接地電位)との間に接続された可変容量C1と、ノードN2と電源電位VSSとの間に接続された可変容量C2とを含んでいる。 As shown in FIG. 5, the oscillation circuit inverts and amplifies the signal input to the input terminal (node N1) and outputs the amplified signal from the output terminal (node N2), the pad P1 and the node N1. A resistor R1 connected between the node N1, a resistor R2 connected between the pad P2 and the node N2, a variable capacitor C1 connected between the node N1 and the power supply potential V SS (ground potential), and a variable capacitance C2 connected between the node N2 and the power supply potential V SS.

反転増幅回路21は、PチャネルMOSトランジスタQP1及びNチャネルMOSトランジスタQN1によって構成されるインバータと、ノードN2とノードN1との間に接続された帰還抵抗R3とを含んでおり、パッドP1からノードN1に入力される信号を反転増幅してノードN2からパッドP2に出力する。帰還抵抗R3は、トランジスタQP1及びQN1の直流バイアスレベルを定めて適切な増幅作用を得る。   The inverting amplifier circuit 21 includes an inverter constituted by a P-channel MOS transistor QP1 and an N-channel MOS transistor QN1, and a feedback resistor R3 connected between the node N2 and the node N1. Is inverted and amplified and output from the node N2 to the pad P2. The feedback resistor R3 determines the DC bias level of the transistors QP1 and QN1 and obtains an appropriate amplification function.

パッドP1とパッドP2との間には、振動子22が接続されている。発振回路は、電源電位VDD及び電源電位VSSが供給されると発振動作を行う。発振周波数の調整は、可変容量C1及びC2の容量値を変化させることにより行われる。 The vibrator 22 is connected between the pad P1 and the pad P2. The oscillation circuit oscillates when the power supply potential V DD and the power supply potential VSS are supplied. The oscillation frequency is adjusted by changing the capacitance values of the variable capacitors C1 and C2.

ここで、パッドP1に印加される静電気から半導体集積回路装置の内部回路を保護するために、パッドP1とパッドP4(電源電位VSS)との間に、静電気保護素子として、GCD(gate controlled diode)又はGGNMOS(gate grounded nMOS)と呼ばれるNチャネルMOSトランジスタQN2が接続されている。同様に、パッドP2に印加される静電気から内部回路を保護するために、パッドP2とパッドP4との間に、NチャネルMOSトランジスタQN3が接続されており、パッドP3に印加される静電気から内部回路を保護するために、パッドP3とパッドP4との間に、NチャネルMOSトランジスタQN4が接続されている。 Here, in order to protect the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device from static electricity applied to the pad P1, a GCD (gate controlled diode) is used as an electrostatic protection element between the pad P1 and the pad P4 (power supply potential V SS ). Or N-channel MOS transistor QN2 called GGNMOS (gate grounded nMOS). Similarly, in order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P2, an N-channel MOS transistor QN3 is connected between the pad P2 and the pad P4, and the internal circuit is protected from static electricity applied to the pad P3. N channel MOS transistor QN4 is connected between pad P3 and pad P4.

トランジスタQN2〜QN4の各々は、パッドP1〜P3の内のそれぞれ1つに接続された第1の端子(ソース/ドレイン)と、パッドP4に接続されたゲート及び第2の端子(ドレイン/ソース)とを有しており、ゲート電位が第1の端子の電位に対して閾値電圧よりも高くなると、第2の端子から第1の端子に向けて順方向電流を流し、第1の端子の電位が第2の端子の電位に対して降伏電圧よりも高くなると、第1の端子から第2の端子に向けて逆方向電流を流す。   Each of the transistors QN2 to QN4 includes a first terminal (source / drain) connected to each one of the pads P1 to P3, and a gate and a second terminal (drain / source) connected to the pad P4. When the gate potential becomes higher than the threshold voltage with respect to the potential of the first terminal, a forward current flows from the second terminal toward the first terminal, and the potential of the first terminal Is higher than the breakdown voltage with respect to the potential of the second terminal, a reverse current flows from the first terminal toward the second terminal.

例えば、パッドP4を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、トランジスタQN2の第1の端子から第2の端子に向けて逆方向電流が流れる。その際に、静電気保護用トランジスタが破壊されないようにするためには、静電気保護用トランジスタにおいて、ゲート電極と第1の端子(ソース/ドレイン)のコンタクトとの間の距離を十分大きくする必要がある。その結果、ソース/ドレイン領域の面積が大きくなって、ソース/ドレイン領域と半導体基板との間に形成される寄生容量が増加し、静電気保護用トランジスタの端子間容量が増加するので、可変容量C1及びC2の容量値を変化させることによって調整可能な発振周波数の範囲が狭くなってしまうという不都合がある。   For example, when positive static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P4, a reverse current flows from the first terminal to the second terminal of the transistor QN2. In this case, in order to prevent the electrostatic protection transistor from being destroyed, it is necessary to sufficiently increase the distance between the gate electrode and the contact of the first terminal (source / drain) in the electrostatic protection transistor. . As a result, the area of the source / drain region is increased, the parasitic capacitance formed between the source / drain region and the semiconductor substrate is increased, and the capacitance between the terminals of the electrostatic protection transistor is increased. And there is a disadvantage that the range of the oscillation frequency that can be adjusted is narrowed by changing the capacitance value of C2 and C2.

関連する技術として、特許文献1の図1には、外部に水晶振動子を備えた発振回路において、水晶入力端子から進入するサージ電圧の急峻な立ち上がりに対してインバータを保護し、発振回路が破壊されることを防ぐための構成が記載されている。この発振回路1は、水晶入力端子2からインバータ5の入力端に至る信号路に、水晶入力端子2から進入するサージ電圧よってインバータ5が破壊されることを防ぐ保護回路10を設けると共に、保護回路10とインバータ5との間の信号路に、抵抗値が50Ω以上の入力抵抗14を設けたものである。保護回路10としては、信号路とマイナス電源端子(VSS)との間にダイオード8が接続されると共に、信号路とプラス電源端子(VDD)との間にダイオード9が接続される。 As a related technique, FIG. 1 of Patent Document 1 shows that in an oscillation circuit having an external crystal resonator, the inverter is protected against a sudden rise in surge voltage entering from a crystal input terminal, and the oscillation circuit is destroyed. A configuration for preventing this is described. The oscillation circuit 1 is provided with a protection circuit 10 that prevents the inverter 5 from being destroyed by a surge voltage entering from the crystal input terminal 2 on a signal path extending from the crystal input terminal 2 to the input terminal of the inverter 5. An input resistor 14 having a resistance value of 50Ω or more is provided on the signal path between the inverter 10 and the inverter 5. In the protection circuit 10, a diode 8 is connected between the signal path and the negative power supply terminal (V SS ), and a diode 9 is connected between the signal path and the positive power supply terminal (V DD ).

特開2007−243457号公報(第1頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2007-243457 (first page, FIG. 1)

特許文献1に記載されているダイオード8及び9の端子間容量は、静電気保護用トランジスタの端子間容量よりも小さいので、図5に示す発振回路において、静電気保護用トランジスタの替わりに特許文献1に記載されているダイオード8及び9を用いることにより、可変容量C1及びC2によって調整可能な発振周波数の範囲を広くすることができる。   Since the capacitance between the terminals of the diodes 8 and 9 described in Patent Document 1 is smaller than the capacitance between the terminals of the electrostatic protection transistor, Patent Document 1 describes the oscillation circuit shown in FIG. 5 instead of the electrostatic protection transistor. By using the described diodes 8 and 9, the range of the oscillation frequency that can be adjusted by the variable capacitors C1 and C2 can be widened.

しかしながら、特許文献1の図1に示されているように、ダイオード8及び9は電源電位VDDと電源電位VSSとの間に接続されており、ダイオード8及び9の端子間容量は、外部から供給される電源電圧(VDD−VSS)の値(例えば、1.6V〜5.5V)によって変化するので、外部から供給される電源電圧の値によって発振周波数が変化してしまうという問題がある。 However, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, the diodes 8 and 9 are connected between the power supply potential V DD and the power supply potential VSS, and the capacitance between the terminals of the diodes 8 and 9 is external. The oscillation frequency varies depending on the value of the power supply voltage supplied from the outside because it varies depending on the value of the power supply voltage (V DD −V SS ) (eg, 1.6 V to 5.5 V) supplied from the outside. There is.

以上の課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る半導体集積回路装置は、第1のパッドと第2のパッドとの間に振動子が接続されて発振動作を行う半導体集積回路装置であって、第3のパッドから第1の電源電位が供給されると共に第4のパッドから第2の電源電位が供給され、第1の電源電位を安定化して安定化電源電位を出力する電圧レギュレータと、安定化電源電位及び第2の電源電位が供給され、第1のパッドから入力端子に入力される信号を反転増幅して増幅信号を出力端子から第2のパッドに出力する反転増幅回路と、第1のパッドと反転増幅回路の入力端子との間に接続された第1の抵抗と、第2のパッドと反転増幅回路の出力端子との間に接続された第2の抵抗と、電圧レギュレータの出力端子に接続された第1の端子を有する第3の抵抗と、第1のパッドに接続されたアノードと第3の抵抗の第2の端子に接続されたカソードとを有する第1のダイオードと、第1のパッドに接続されたカソードと第4のパッドに接続されたアノードとを有する第2のダイオードと、第2のパッドに接続されたアノードと第3の抵抗の第2の端子に接続されたカソードとを有する第3のダイオードと、第2のパッドに接続されたカソードと第4のパッドに接続されたアノードとを有する第4のダイオードと、第3のパッドと第4のパッドとの間に接続され、それらの間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す第1のトランジスタと、第3の抵抗の第2の端子と第4のパッドとの間に接続され、それらの間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す第2のトランジスタとを具備する。   In order to solve the above problems, a semiconductor integrated circuit device according to one aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit device that performs an oscillation operation by connecting a vibrator between a first pad and a second pad. A voltage regulator that supplies the first power supply potential from the third pad and the second power supply potential from the fourth pad, stabilizes the first power supply potential, and outputs a stabilized power supply potential. And an inverting amplifier circuit that is supplied with the stabilized power supply potential and the second power supply potential, and inverts and amplifies a signal input from the first pad to the input terminal and outputs an amplified signal from the output terminal to the second pad. A first resistor connected between the first pad and the input terminal of the inverting amplifier circuit, a second resistor connected between the second pad and the output terminal of the inverting amplifier circuit, and a voltage First end connected to the output terminal of the regulator A first diode having an anode connected to the first pad, a cathode connected to the second terminal of the third resistor, and a cathode connected to the first pad And a second diode having an anode connected to the fourth pad, a third diode having an anode connected to the second pad and a cathode connected to the second terminal of the third resistor And a fourth diode having a cathode connected to the second pad and an anode connected to the fourth pad, and connected between the third pad and the fourth pad, and between them A first transistor that conducts a current when a voltage exceeding a predetermined value is applied, and is connected between the second terminal of the third resistor and the fourth pad, and a predetermined value is set between them. Current is applied when a voltage exceeding Comprising a second transistor.

ここで、第1のトランジスタが、第3のパッドに接続されたソース/ドレインと、第4のパッドに接続されたゲート及びドレイン/ソースとを有するNチャネルMOSトランジスタであり、第2のトランジスタが、第3の抵抗の第2の端子に接続されたソース/ドレインと、第4のパッドに接続されたゲート及びドレイン/ソースとを有するNチャネルMOSトランジスタであっても良い。   Here, the first transistor is an N-channel MOS transistor having a source / drain connected to the third pad and a gate and drain / source connected to the fourth pad, and the second transistor is An N-channel MOS transistor having a source / drain connected to the second terminal of the third resistor and a gate and drain / source connected to the fourth pad may be used.

あるいは、第1のトランジスタが、第3のパッドに接続されたエミッタ/コレクタと、第4のパッドに接続されたベース及びコレクタ/エミッタとを有するNPNバイポーラトランジスタであり、第2のトランジスタが、第3の抵抗の第2の端子に接続されたエミッタ/コレクタと、第4のパッドに接続されたベース及びコレクタ/エミッタとを有するNPNバイポーラトランジスタであっても良い。静電気保護用トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いる場合には、GCD又はGGNMOSと異なり、ゲート電極を形成する必要がないので、ベース領域の幅を小さくすることが可能であり、GCD又はGGNMOSよりもスナップバック特性を改善することができる。   Alternatively, the first transistor is an NPN bipolar transistor having an emitter / collector connected to the third pad and a base and collector / emitter connected to the fourth pad, and the second transistor is Or an NPN bipolar transistor having an emitter / collector connected to the second terminal of the resistor 3 and a base and collector / emitter connected to the fourth pad. When a bipolar transistor is used as the electrostatic protection transistor, unlike the GCD or GGNMOS, it is not necessary to form a gate electrode, so that the width of the base region can be made smaller, and the snapback characteristics than the GCD or GGNMOS. Can be improved.

また、半導体集積回路装置のレイアウトにおいて、半導体基板の1つの辺に沿って第1のパッドと第2のトランジスタと第2のパッドとが所定の間隔で配置されており、第1のパッドと第2のトランジスタとの間に第1及び第2のダイオードが配置されると共に、第2のトランジスタと第2のパッドとの間に第3及び第4のダイオードが配置されていても良い。このようなレイアウトによれば、半導体基板を基準として第1のパッド又は第2のパッドに負の静電気が印加された場合に、負の電荷が第2又は第4のダイオードを介して短い配線経路で半導体基板に抜け、半導体基板を基準として第1のパッド又は第2のパッドに正の静電気が印加された場合に、正の電荷が第1又は第3のダイオード及び第2のトランジスタを介して短い配線経路で半導体基板に抜けるので、ダイオードの逆方向電流を低減すると共に、半導体集積回路装置の内部回路を安全に保護することができる。   In the layout of the semiconductor integrated circuit device, the first pad, the second transistor, and the second pad are arranged at a predetermined interval along one side of the semiconductor substrate. The first and second diodes may be disposed between the two transistors, and the third and fourth diodes may be disposed between the second transistor and the second pad. According to such a layout, when negative static electricity is applied to the first pad or the second pad with reference to the semiconductor substrate, the negative charge passes through the second or fourth diode in a short wiring path. When positive static electricity is applied to the first pad or the second pad with reference to the semiconductor substrate, positive charges are passed through the first or third diode and the second transistor. Since the semiconductor substrate passes through a short wiring path, the reverse current of the diode can be reduced and the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device can be safely protected.

本発明の1つの観点によれば、第1のパッドと第2のパッドとの間に振動子が接続されて発振動作を行う半導体集積回路装置において、第1又は第2のパッドに印加される静電気から内部回路を保護するために、第3の抵抗と、第1〜第4のダイオードと、第2のトランジスタとを設けることにより、寄生容量を低減して調整可能な発振周波数の範囲を広くすると共に、外部から供給される電源電圧の値によって発振周波数が変化することを防止できる。   According to one aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit device that performs an oscillating operation with a vibrator connected between a first pad and a second pad, it is applied to the first or second pad. In order to protect the internal circuit from static electricity, by providing the third resistor, the first to fourth diodes, and the second transistor, the range of the oscillation frequency that can be adjusted by reducing the parasitic capacitance is widened. In addition, the oscillation frequency can be prevented from changing depending on the value of the power supply voltage supplied from the outside.

本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の一部を示す断面図。Sectional drawing which shows a part of semiconductor integrated circuit device based on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の一部のレイアウトを示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing a layout of a part of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment. 発振回路を内蔵した従来の半導体集積回路装置の構成例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional semiconductor integrated circuit device including an oscillation circuit.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。図1に示すように、この半導体集積回路装置は、電圧レギュレータ10と、発振回路20と、温度センサ30と、A/D変換器40と、制御部50と、格納部60とを含んでおり、パッド(外部との接続端子)P1及びP2の間に振動子22が接続されて発振動作を行う。また、パッドP3には第1の電源電位VDDが供給され、パッドP4には第2の電源電位VSSが供給される。本実施形態においては、電源電位VDDが1.6V〜5.5Vであり、電源電位VSSが接地電位であるものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this semiconductor integrated circuit device includes a voltage regulator 10, an oscillation circuit 20, a temperature sensor 30, an A / D converter 40, a control unit 50, and a storage unit 60. The vibrator 22 is connected between the pads (connection terminals to the outside) P1 and P2 to perform an oscillation operation. Further, the pad P3 is supplied first power supply potential V DD, the pad P4 is supplied second power supply potential V SS. In the present embodiment, the power supply potential V DD is 1.6V~5.5V, shall supply potential V SS is a ground potential.

電圧レギュレータ10は、パッドP3から電源電位VDDが供給されると共に、パッドP4から電源電位VSSが供給され、基準電位VREFに基づいて電源電位VDDを安定化して安定化電源電位VREGを生成し、出力端子(ノードN3)から安定化電源電位VREGを出力する。 The voltage regulator 10 is supplied with the power supply potential V DD from the pad P3 and is supplied with the power supply potential V SS from the pad P4, and stabilizes the power supply potential V DD based on the reference potential V REF to stabilize the power supply potential V REG. And the stabilized power supply potential V REG is output from the output terminal (node N3).

電圧レギュレータ10は、安定化電源電位VREGと基準電位VREFとの誤差を増幅する演算増幅器11と、演算増幅器11から出力される増幅信号を入力して安定化電源電位VREGを出力するPチャネルMOSトランジスタQP2と、安定化電源電位VREGを平滑するバイパスコンデンサC3とを含んでいる。 The voltage regulator 10 amplifies the error between the stabilized power supply potential V REG and the reference potential V REF, and receives the amplified signal output from the operational amplifier 11 and outputs the stabilized power supply potential V REG. A channel MOS transistor QP2 and a bypass capacitor C3 for smoothing the stabilized power supply potential VREG are included.

演算増幅器11は、安定化電源電位VREGが印加される非反転入力端子と、基準電位VREFが印加される反転入力端子と、増幅信号を出力する出力端子とを有する。トランジスタQP2は、演算増幅器11の出力端子に接続されたゲートと、電源電位VDDに接続されたソースと、電圧レギュレータ10の出力端子(ノードN3)に接続されたドレインとを有する。 The operational amplifier 11 has a non-inverting input terminal to which the stabilized power supply potential V REG is applied, an inverting input terminal to which the reference potential V REF is applied, and an output terminal that outputs an amplified signal. Transistor QP2 has a gate connected to the output terminal of operational amplifier 11, a source connected to power supply potential VDD , and a drain connected to the output terminal (node N3) of voltage regulator 10.

演算増幅器11は、安定化電源電位VREGと基準電位VREFとの誤差を増幅し、両者が一致するようにトランジスタQP2のオン抵抗を調整する。トランジスタQP2の出力電位を安定にするために、トランジスタQP2のドレインと電源電位VSSとの間にバイパスコンデンサC3が接続されている。 The operational amplifier 11 amplifies the error between the stabilized power supply potential V REG and the reference potential V REF, and adjusts the on-resistance of the transistor QP2 so that they match. In order to stabilize the output potential of the transistor QP2, bypass capacitor C3 is connected between the drain and the source potential V SS of the transistor QP2.

発振回路20は、安定化電源電位VREG及び電源電位VSSが供給されて発振動作を行う。発振回路20は、入力端子(ノードN1)に入力される信号を反転増幅して増幅信号を出力端子(ノードN2)から出力する反転増幅回路21と、パッドP1とノードN1との間に接続された抵抗R1と、パッドP2とノードN2との間に接続された抵抗R2と、ノードN1と電源電位VSSとの間に接続された可変容量C1と、ノードN2と電源電位VSSとの間に接続された可変容量C2とを含んでいる。なお、可変容量C1及びC2は、半導体集積回路装置に外付けするようにしても良い。 The oscillation circuit 20 performs the oscillation operation stabilized power supply potential V REG and a power supply potential V SS is supplied. The oscillation circuit 20 is connected between an inverting amplifier circuit 21 that inverts and amplifies a signal input to the input terminal (node N1) and outputs an amplified signal from the output terminal (node N2), and between the pad P1 and the node N1. and a resistor R1, between the resistor connected between the pad P2 and the node N2 R2, a variable capacitor C1 connected between the node N1 and the power supply potential V SS, and the node N2 and the power supply potential V SS And a variable capacitor C2 connected to. Note that the variable capacitors C1 and C2 may be externally attached to the semiconductor integrated circuit device.

反転増幅回路21は、PチャネルMOSトランジスタQP1及びNチャネルMOSトランジスタQN1によって構成されるインバータと、ノードN2とノードN1との間に接続された帰還抵抗R3とを含んでおり、パッドP1から入力端子(ノードN1)に入力される信号を反転増幅して、増幅信号を出力端子(ノードN2)からパッドP2に出力する。   The inverting amplifier circuit 21 includes an inverter constituted by a P-channel MOS transistor QP1 and an N-channel MOS transistor QN1, and a feedback resistor R3 connected between the node N2 and the node N1. The signal input to (node N1) is inverted and amplified, and the amplified signal is output from the output terminal (node N2) to pad P2.

トランジスタQP1は、ノードN1に接続されたゲートと、安定化電源電位VREGに接続されたソースと、ノードN2に接続されたドレインとを有し、安定化電源電位VREGに対するノードN1の電圧変化を増幅する。トランジスタQN1は、ノードN1に接続されたゲートと、ノードN2に接続されたドレインと、電源電位VSSに接続されたソースとを有し、電源電位VSSに対するノードN1の電圧変化を増幅する。帰還抵抗R3は、トランジスタQP1及びQN1の直流バイアスレベルを定めて適切な増幅作用を得る。 The transistor QP1 has a gate connected to the node N1, a source connected to the stabilized power supply potential VREG , and a drain connected to the node N2, and a voltage change of the node N1 with respect to the stabilized power supply potential VREG . Amplify. Transistor QN1 has a gate connected to the node N1, a drain connected to the node N2, and a source connected to a power supply potential V SS, amplifies the voltage change of the node N1 with respect to the power supply potential V SS. The feedback resistor R3 determines the DC bias level of the transistors QP1 and QN1 and obtains an appropriate amplification function.

パッドP1とパッドP2との間に、半導体集積回路装置が実装されるプリント配線基板等に形成された配線パターンを介して、振動子22の2つの端子が接続される。振動子22は、水晶振動子又はセラミック振動子等の振動子である。特に、100MHz以上の高い周波数を有する発振信号を生成するためには、SAW(surface acoustic wave:表面弾性波)共振子が用いられる。発振周波数の調整は、可変容量C1及びC2の容量値を変化させることにより行われる。抵抗R1及びR2は、半導体集積回路装置の内部回路を静電気から保護するための抵抗値の小さい抵抗である。   The two terminals of the vibrator 22 are connected between the pad P1 and the pad P2 via a wiring pattern formed on a printed wiring board or the like on which the semiconductor integrated circuit device is mounted. The vibrator 22 is a vibrator such as a crystal vibrator or a ceramic vibrator. In particular, in order to generate an oscillation signal having a high frequency of 100 MHz or more, a SAW (surface acoustic wave) resonator is used. The oscillation frequency is adjusted by changing the capacitance values of the variable capacitors C1 and C2. The resistors R1 and R2 are resistors having a small resistance value for protecting the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device from static electricity.

ここで、パッドP1又はP2に印加される静電気から内部回路を保護するために、静電気保護素子として、抵抗R1及びR2に加えて、抵抗R4と、ダイオードD1〜D4と、GCD(gate controlled diode)又はGGNMOS(gate grounded nMOS)と呼ばれるNチャネルMOSトランジスタQN5とが設けられている。また、パッドP3に印加される静電気から内部回路を保護するために、パッドP3とパッドP4との間に、静電気保護素子として、GCD又はGGNMOSと呼ばれるNチャネルMOSトランジスタQN4が接続されている。   Here, in order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P1 or P2, in addition to the resistors R1 and R2, the resistor R4, the diodes D1 to D4, and the GCD (gate controlled diode) are used as electrostatic protection elements. Alternatively, an N channel MOS transistor QN5 called GGNMOS (gate grounded nMOS) is provided. In order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P3, an N-channel MOS transistor QN4 called GCD or GGNMOS is connected as an electrostatic protection element between the pad P3 and the pad P4.

抵抗R4は、電圧レギュレータ10の出力端子(ノードN3)に接続された第1の端子と、ノードN4に接続された第2の端子とを有している。ノードN4は、静電気保護素子を接続するための専用ノードであり、パッドや外部回路とは接続されない。抵抗R1、R2、及び、R4は、例えば、50Ω〜500Ω程度の抵抗値を有している。   Resistor R4 has a first terminal connected to the output terminal (node N3) of voltage regulator 10, and a second terminal connected to node N4. The node N4 is a dedicated node for connecting the electrostatic protection element, and is not connected to a pad or an external circuit. The resistors R1, R2, and R4 have a resistance value of about 50Ω to 500Ω, for example.

MOSトランジスタにおいては、2つの不純物拡散領域の内のいずれがソースでいずれがドレインであるかはバイアス条件に依存するので、本願においては、2つの不純物拡散領域の内の一方を「第1の端子」又は「ソース/ドレイン」と表し、他方を「第2の端子」又は「ドレイン/ソース」と表すことにする。   In a MOS transistor, which of the two impurity diffusion regions is the source and which is the drain depends on the bias condition. In the present application, one of the two impurity diffusion regions is designated as “first terminal”. ”Or“ source / drain ”, and the other is expressed as“ second terminal ”or“ drain / source ”.

トランジスタQN4は、パッドP3に接続された第1の端子(ソース/ドレイン)と、パッドP4に接続されたゲート及び第2の端子(ドレイン/ソース)とを有している。また、トランジスタQN5は、ノードN4に接続された第1の端子(ソース/ドレイン)と、パッドP4に接続されたゲート及び第2の端子(ドレイン/ソース)とを有している。なお、トランジスタQN4及びQN5のバックゲートも、パッドP4に接続される。   The transistor QN4 has a first terminal (source / drain) connected to the pad P3, and a gate and a second terminal (drain / source) connected to the pad P4. The transistor QN5 has a first terminal (source / drain) connected to the node N4, and a gate and a second terminal (drain / source) connected to the pad P4. Note that the back gates of the transistors QN4 and QN5 are also connected to the pad P4.

トランジスタQN4及びQN5の各々は、第1の端子とゲート及び第2の端子との間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す。即ち、トランジスタQN4及びQN5の各々は、ゲート及び第2の端子の電位が第1の端子の電位に対して閾値電圧よりも高くなると、第2の端子から第1の端子に向けて順方向電流を流し、第1の端子の電位がゲート及び第2の端子の電位に対して降伏電圧よりも高くなると、第1の端子から第2の端子に向けて逆方向電流を流す。   Each of the transistors QN4 and QN5 causes a current to flow when a voltage exceeding a predetermined value is applied between the first terminal, the gate, and the second terminal. That is, each of the transistors QN4 and QN5 has a forward current from the second terminal toward the first terminal when the potential of the gate and the second terminal becomes higher than the threshold voltage with respect to the potential of the first terminal. When the potential of the first terminal becomes higher than the breakdown voltage with respect to the potential of the gate and the second terminal, a reverse current flows from the first terminal to the second terminal.

例えば、パッドP4を基準としてパッドP3に負の静電気が印加された場合には、トランジスタQN4の第2の端子から第1の端子に向けて順方向電流が流れる。一方、パッドP4を基準としてパッドP3に正の静電気が印加された場合には、トランジスタQN4の第1の端子から第2の端子に向けて逆方向電流が流れる。   For example, when negative static electricity is applied to the pad P3 with respect to the pad P4, a forward current flows from the second terminal of the transistor QN4 toward the first terminal. On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P3 with respect to the pad P4, a reverse current flows from the first terminal to the second terminal of the transistor QN4.

ダイオードD1は、パッドP1に接続されたアノードと、ノードN4に接続されたカソードとを有している。ダイオードD2は、パッドP1に接続されたカソードと、パッドP4(電源電位VSS)に接続されたアノードとを有している。ダイオードD3は、パッドP2に接続されたアノードと、ノードN4に接続されたカソードとを有している。ダイオードD4は、パッドP2に接続されたカソードと、パッドP4(電源電位VSS)に接続されたアノードとを有している。 Diode D1 has an anode connected to pad P1 and a cathode connected to node N4. The diode D2 has a cathode connected to the pad P1 and an anode connected to the pad P4 (power supply potential V SS ). Diode D3 has an anode connected to pad P2 and a cathode connected to node N4. The diode D4 has a cathode connected to the pad P2 and an anode connected to the pad P4 (power supply potential V SS ).

ダイオードD1及びD2の端子間容量は、静電気保護用トランジスタの端子間容量よりも小さいので、パッドP1に印加される静電気から内部回路を保護するために、静電気保護用トランジスタの替わりにダイオードD1及びD2を用いることにより、可変容量C1によって調整可能な発振周波数の範囲を広くすることができる。ダイオードD3及びD4についても、ダイオードD1及びD2と同様である。   Since the capacitance between the terminals of the diodes D1 and D2 is smaller than the capacitance between the terminals of the electrostatic protection transistor, the diodes D1 and D2 are used instead of the electrostatic protection transistor in order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P1. By using this, the range of the oscillation frequency that can be adjusted by the variable capacitor C1 can be widened. The diodes D3 and D4 are the same as the diodes D1 and D2.

ダイオードD1〜D4の各々は、アノード電位がカソード電位に対して閾値電圧よりも高くなると、アノードからカソードに向けて順方向電流を流す。例えば、パッドP4を基準としてパッドP1に負の静電気が印加された場合には、ダイオードD2のアノードからカソードに向けて順方向電流が流れ、パッドP1からパッドP4に負の電荷が抜ける。   Each of the diodes D1 to D4 causes a forward current to flow from the anode toward the cathode when the anode potential becomes higher than the threshold voltage with respect to the cathode potential. For example, when negative static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P4, a forward current flows from the anode to the cathode of the diode D2, and negative charge is released from the pad P1 to the pad P4.

一方、パッドP4を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、ダイオードD1のアノードからカソードに向けて順方向電流が流れる。これにより、ノードN4の電位が上昇するので、トランジスタQN5の第1の端子(ソース/ドレイン)から第2の端子(ドレイン/ソース)に向けて逆方向電流が流れ、パッドP1からパッドP4に正の電荷が抜ける。なお、パッドP4を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、最初はダイオードD2にも若干の逆方向電流が流れるが、その後は、トランジスタQN5のスナップバック特性により、大部分の電流がトランジスタQN5を流れるようになる。従って、ダイオードD1〜D4のサイズは小さくても良い。   On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P4, a forward current flows from the anode to the cathode of the diode D1. As a result, the potential of the node N4 rises, so that a reverse current flows from the first terminal (source / drain) to the second terminal (drain / source) of the transistor QN5, and the positive current flows from the pad P1 to the pad P4. Loses its charge. When positive static electricity is applied to the pad P1 with the pad P4 as a reference, a slight reverse current flows through the diode D2 at first, but thereafter, most of the current flows due to the snapback characteristics of the transistor QN5. A current flows through the transistor QN5. Therefore, the size of the diodes D1 to D4 may be small.

また、パッドP3を基準としてパッドP1に負の静電気が印加された場合には、パッドP3からトランジスタQN4及びダイオードD2を経由してパッドP1に向けて電流が流れ、パッドP1からパッドP3に負の電荷が抜ける。ここで、抵抗R4がなければ、パッドP3からトランジスタQP2及びダイオードD1を経由してパッドP1に向けて電流が流れるので、内部回路であるトランジスタQP2を破壊してしまう。   Further, when negative static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P3, a current flows from the pad P3 to the pad P1 via the transistor QN4 and the diode D2, and a negative current flows from the pad P1 to the pad P3. Charge is lost. Here, if the resistor R4 is not provided, a current flows from the pad P3 to the pad P1 via the transistor QP2 and the diode D1, so that the transistor QP2 that is an internal circuit is destroyed.

一方、パッドP3を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、パッドP1からダイオードD1とトランジスタQN5及びQN4とを経由してパッドP3に向けて電流が流れ、パッドP1からパッドP3に正の電荷が抜ける。ここで、抵抗R4がなければ、パッドP1からダイオードD1及びトランジスタQP2を経由してパッドP3に向けて電流が流れるので、内部回路であるトランジスタQP2を破壊してしまう。   On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P3, a current flows from the pad P1 to the pad P3 via the diode D1 and the transistors QN5 and QN4, and the pad P1 to the pad P3. Positive charge is lost. Here, if the resistor R4 is not provided, a current flows from the pad P1 to the pad P3 via the diode D1 and the transistor QP2, so that the transistor QP2 that is an internal circuit is destroyed.

以上において、ダイオードD1及びD2は、ノードN4の安定化電源電位VREGとパッドP4の電源電位VSSとの間に接続されており、安定化電源電圧(VREG−VSS)の値は、外部から供給される電源電圧(VDD−VSS)の値(1.6V〜5.5V)にかかわらず一定であるので、ダイオードD1及びD2の端子間容量も一定である。ダイオードD3及びD4についても、ダイオードD1及びD2と同様である。従って、本実施形態によれば、外部から供給される電源電圧の値によって発振回路20の発振周波数が変化することを防止できる。 In the above, the diode D1 and D2 is connected between the power supply voltage V SS of the stabilized power supply potential V REG and the pad P4 of node N4, the value of the regulated supply voltage (V REG -V SS) is Since the power supply voltage (V DD −V SS ) supplied from the outside is constant regardless of the value (1.6 V to 5.5 V), the capacitance between the terminals of the diodes D1 and D2 is also constant. The diodes D3 and D4 are the same as the diodes D1 and D2. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the oscillation frequency of the oscillation circuit 20 from changing depending on the value of the power supply voltage supplied from the outside.

一方、温度による発振周波数の変化を低減するために、温度センサ30〜格納部60が設けられている。温度センサ30は、サーミスタ等を用いて半導体集積回路装置内の温度を検出し、検出された温度を表す検出信号を出力する。A/D変換器40は、温度センサ30から出力されるアナログの検出信号をディジタルの検出信号に変換する。制御部50は、A/D変換器40から出力されるディジタルの検出信号に基づいて、検出信号の値に対応する容量データを格納部60において検索する。格納部60は、EPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)等の不揮発性メモリーを含んでおり、検出信号の値と、一定の発振周波数を得るために検出信号の値に対して予め設定された可変容量C1及びC2の状態を表す容量データとが対応付けられたテーブルを格納している。 On the other hand, in order to reduce the change of the oscillation frequency due to temperature, a temperature sensor 30 to a storage unit 60 are provided. The temperature sensor 30 detects the temperature in the semiconductor integrated circuit device using a thermistor or the like, and outputs a detection signal representing the detected temperature. The A / D converter 40 converts the analog detection signal output from the temperature sensor 30 into a digital detection signal. Based on the digital detection signal output from the A / D converter 40, the control unit 50 searches the storage unit 60 for capacity data corresponding to the value of the detection signal. The storage unit 60 includes a non-volatile memory such as an E 2 PROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and a variable set in advance for the value of the detection signal and the value of the detection signal to obtain a constant oscillation frequency. A table in which capacity data representing the states of the capacities C1 and C2 is associated is stored.

可変容量C1及びC2の各々は、例えば、複数のコンデンサと、それらのコンデンサにそれぞれ直列に接続された複数のスイッチ回路とによって構成されており、制御部50は、格納部60から読み出された容量データに従って、それらのスイッチ回路の内の幾つかをオンさせる。そのような制御を行うことによって、半導体集積回路装置内の温度が変化しても、発振回路20の発振周波数を一定に近付けることができる。   Each of the variable capacitors C1 and C2 includes, for example, a plurality of capacitors and a plurality of switch circuits connected in series to the capacitors. The control unit 50 is read from the storage unit 60. Some of the switch circuits are turned on according to the capacitance data. By performing such control, even if the temperature in the semiconductor integrated circuit device changes, the oscillation frequency of the oscillation circuit 20 can be brought close to a constant value.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の構成を示す図である。第2の実施形態においては、静電気保護素子として、図1に示す第1の実施形態におけるNチャネルMOSトランジスタQN4及びQN5の替わりに、NPNバイポーラトランジスタQB1及びQB2が用いられている。その他の点に関しては、第1の実施形態と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, NPN bipolar transistors QB1 and QB2 are used as electrostatic protection elements in place of the N-channel MOS transistors QN4 and QN5 in the first embodiment shown in FIG. The other points are the same as in the first embodiment.

図2に示すように、パッドP1又はP2に印加される静電気から内部回路を保護するために、静電気保護素子として、抵抗R1及びR2に加えて、抵抗R4と、ダイオードD1〜D4と、NPNバイポーラトランジスタQB2とが設けられている。また、パッドP3に印加される静電気から内部回路を保護するために、パッドP3とパッドP4との間に、静電気保護素子として、NPNバイポーラトランジスタQB1が接続されている。   As shown in FIG. 2, in order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P1 or P2, in addition to the resistors R1 and R2, the resistor R4, the diodes D1 to D4, and the NPN bipolar are used as electrostatic protection elements. Transistor QB2 is provided. In order to protect the internal circuit from static electricity applied to the pad P3, an NPN bipolar transistor QB1 is connected as an electrostatic protection element between the pad P3 and the pad P4.

トランジスタQB1は、パッドP3に接続されたエミッタと、パッドP4に接続されたベース及びコレクタとを有している。また、トランジスタQB2は、ノードN4に接続されたエミッタと、パッドP4に接続されたベース及びコレクタとを有している。   Transistor QB1 has an emitter connected to pad P3, and a base and a collector connected to pad P4. Transistor QB2 has an emitter connected to node N4, and a base and a collector connected to pad P4.

トランジスタQB1及びQB2の各々は、エミッタとベース及びコレクタとの間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す。即ち、トランジスタQB1及びQB2の各々は、ベース及びコレクタの電位がエミッタの電位に対して閾値電圧よりも高くなると、ベース及びコレクタからエミッタに向けて順方向電流を流し、エミッタの電位がベース及びコレクタの電位に対して降伏電圧よりも高くなると、エミッタからベース及びコレクタに向けて逆方向電流を流す。   Each of the transistors QB1 and QB2 conducts a current when a voltage exceeding a predetermined value is applied between the emitter, the base, and the collector. That is, each of the transistors QB1 and QB2 causes a forward current to flow from the base and the collector toward the emitter when the base and collector potentials are higher than the threshold voltage with respect to the emitter potential, and the emitter potential is increased between the base and collector. When the breakdown voltage is higher than the breakdown voltage, a reverse current flows from the emitter toward the base and collector.

例えば、パッドP4を基準としてパッドP3に負の静電気が印加された場合には、トランジスタQB1のベース及びコレクタからエミッタに向けて順方向電流が流れる。一方、パッドP4を基準としてパッドP3に正の静電気が印加された場合には、トランジスタQB1のエミッタからベース及びコレクタに向けて逆方向電流が流れる。   For example, when negative static electricity is applied to the pad P3 with respect to the pad P4, a forward current flows from the base and collector of the transistor QB1 toward the emitter. On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P3 with respect to the pad P4, a reverse current flows from the emitter of the transistor QB1 toward the base and collector.

このように、静電気保護用トランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いる場合には、GCD又はGGNMOSと異なり、ゲート電極を形成する必要がない。従って、ベース領域の幅を小さくすることが可能であり、GCD又はGGNMOSよりもスナップバック特性を改善することができる。   Thus, when a bipolar transistor is used as the electrostatic protection transistor, it is not necessary to form a gate electrode unlike GCD or GGNMOS. Therefore, the width of the base region can be reduced, and the snapback characteristics can be improved as compared with GCD or GGNMOS.

ダイオードD1〜D4の各々は、アノード電位がカソード電位に対して閾値電圧よりも高くなると、アノードからカソードに向けて順方向電流を流す。例えば、パッドP4を基準としてパッドP1に負の静電気が印加された場合には、ダイオードD2のアノードからカソードに向けて順方向電流が流れ、パッドP1からパッドP4に負の電荷が抜ける。   Each of the diodes D1 to D4 causes a forward current to flow from the anode toward the cathode when the anode potential becomes higher than the threshold voltage with respect to the cathode potential. For example, when negative static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P4, a forward current flows from the anode to the cathode of the diode D2, and negative charge is released from the pad P1 to the pad P4.

一方、パッドP4を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、ダイオードD1のアノードからカソードに向けて順方向電流が流れる。これにより、ノードN4の電位が上昇するので、トランジスタQB2のエミッタからベース及びコレクタに向けて逆方向電流が流れ、パッドP1からパッドP4に正の電荷が抜ける。なお、パッドP4を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、最初はダイオードD2にも若干の逆方向電流が流れるが、その後は、トランジスタQB2のスナップバック特性により、大部分の電流がトランジスタQB2を流れるようになる。従って、ダイオードD1〜D4のサイズは小さくても良い。   On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P4, a forward current flows from the anode to the cathode of the diode D1. As a result, the potential of the node N4 rises, so that a reverse current flows from the emitter of the transistor QB2 toward the base and collector, and positive charge is released from the pad P1 to the pad P4. When positive static electricity is applied to the pad P1 with the pad P4 as a reference, a slight reverse current flows through the diode D2 at first, but thereafter, most of the current flows due to the snapback characteristics of the transistor QB2. A current flows through the transistor QB2. Therefore, the size of the diodes D1 to D4 may be small.

また、パッドP3を基準としてパッドP1に負の静電気が印加された場合には、パッドP3からトランジスタQB1及びダイオードD2を経由してパッドP1に向けて電流が流れ、パッドP1からパッドP3に負の電荷が抜ける。ここで、抵抗R4がなければ、パッドP3からトランジスタQP2及びダイオードD1を経由してパッドP1に向けて電流が流れるので、内部回路であるトランジスタQP2を破壊してしまう。   Further, when negative static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P3, a current flows from the pad P3 to the pad P1 via the transistor QB1 and the diode D2, and a negative current flows from the pad P1 to the pad P3. Charge is lost. Here, if the resistor R4 is not provided, a current flows from the pad P3 to the pad P1 via the transistor QP2 and the diode D1, so that the transistor QP2 that is an internal circuit is destroyed.

一方、パッドP3を基準としてパッドP1に正の静電気が印加された場合には、パッドP1からダイオードD1とトランジスタQB2及びQB1とを経由してパッドP3に向けて電流が流れ、パッドP1からパッドP3に正の電荷が抜ける。ここで、抵抗R4がなければ、パッドP1からダイオードD1及びトランジスタQP2を経由してパッドP3に向けて電流が流れるので、内部回路であるトランジスタQP2を破壊してしまう。   On the other hand, when positive static electricity is applied to the pad P1 with respect to the pad P3, a current flows from the pad P1 to the pad P3 via the diode D1 and the transistors QB2 and QB1, and the pad P1 to the pad P3. Positive charge is lost. Here, if the resistor R4 is not provided, a current flows from the pad P1 to the pad P3 via the diode D1 and the transistor QP2, so that the transistor QP2 that is an internal circuit is destroyed.

図3は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の一部を示す断面図である。図3に示すように、P型の半導体基板100内にNウエル110が形成されている。Nウエル110内には、ダイオードD1のアノードとして働くP型の不純物拡散領域111と、ダイオードD1のカソードとして働くNウエル110に対して接続を行うためにN型の不純物拡散領域(コンタクト)112及び113とが形成されている。不純物拡散領域111は、パッドP1に電気的に接続され、コンタクト112及び113は、ノードN4から抵抗4を介してノードN3に電気的に接続されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, an N well 110 is formed in a P type semiconductor substrate 100. In the N-well 110, a P-type impurity diffusion region 111 serving as an anode of the diode D1 and an N-type impurity diffusion region (contact) 112 for connection to the N-well 110 serving as a cathode of the diode D1 and 113 is formed. Impurity diffusion region 111 is electrically connected to pad P1, and contacts 112 and 113 are electrically connected from node N4 to node N3 via resistor 4.

また、P型の半導体基板100内には、ダイオードD2のカソードとして働くN型の不純物拡散領域121と、ダイオードD2のアノードとして働くP型の半導体基板100に対して接続を行うためにP型の不純物拡散領域(コンタクト)122及び123とが形成されている。不純物拡散領域121は、パッドP1に電気的に接続され、コンタクト122及び123は、パッドP4に電気的に接続されている。   In addition, in the P-type semiconductor substrate 100, an N-type impurity diffusion region 121 that functions as a cathode of the diode D2 and a P-type semiconductor substrate 100 that functions as an anode of the diode D2 are connected to form a P-type semiconductor substrate 100. Impurity diffusion regions (contacts) 122 and 123 are formed. The impurity diffusion region 121 is electrically connected to the pad P1, and the contacts 122 and 123 are electrically connected to the pad P4.

さらに、P型の半導体基板100内には、NPNバイポーラトランジスタQB2のエミッタとして働くN型の不純物拡散領域131と、トランジスタQB2のコレクタとして働くN型の不純物拡散領域132及び133とが形成されている。コンタクト122及び123等によってパッドP4に電気的に接続された半導体基板100内において、不純物拡散領域131〜133の周辺領域134は、トランジスタQB2のベースとして働く。不純物拡散領域131は、ノードN4から抵抗4を介してノードN3に電気的に接続され、不純物拡散領域132及び133は、パッドP4に電気的に接続されている。   Further, in the P-type semiconductor substrate 100, an N-type impurity diffusion region 131 that functions as an emitter of the NPN bipolar transistor QB2 and N-type impurity diffusion regions 132 and 133 that function as a collector of the transistor QB2 are formed. . In the semiconductor substrate 100 electrically connected to the pad P4 by the contacts 122 and 123, etc., the peripheral region 134 of the impurity diffusion regions 131 to 133 serves as the base of the transistor QB2. Impurity diffusion region 131 is electrically connected from node N4 to node N3 via resistor 4, and impurity diffusion regions 132 and 133 are electrically connected to pad P4.

なお、NPNバイポーラトランジスタにおいては、エミッタもコレクタもN型の不純物拡散領域によって構成されるので、エミッタとコレクタとを逆に接続しても良い。その場合には、図2において、トランジスタQB1のコレクタがパッドP3に接続され、ベース及びエミッタがパッドP4に接続される。また、トランジスタQB2のコレクタがノードN4に接続され、ベース及びエミッタがパッドP4に接続される。   In the NPN bipolar transistor, the emitter and the collector are both constituted by an N-type impurity diffusion region, so that the emitter and the collector may be connected in reverse. In that case, in FIG. 2, the collector of the transistor QB1 is connected to the pad P3, and the base and emitter are connected to the pad P4. The collector of transistor QB2 is connected to node N4, and the base and emitter are connected to pad P4.

図4は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路装置の一部のレイアウトを示す平面図である。半導体基板100の1つの辺100aに沿って、図4の左側から、パッドP1とトランジスタQB2とパッドP2とが所定の間隔で配置されており、パッドP1とトランジスタQB2との間にダイオードD1及びD2が配置されると共に、トランジスタQB2とパッドP2との間にダイオードD3及びD4が配置されている。   FIG. 4 is a plan view showing a partial layout of a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. A pad P1, a transistor QB2, and a pad P2 are arranged at a predetermined interval from the left side of FIG. 4 along one side 100a of the semiconductor substrate 100, and diodes D1 and D2 are disposed between the pad P1 and the transistor QB2. Are arranged, and diodes D3 and D4 are arranged between the transistor QB2 and the pad P2.

パッドP1は、ダイオードD1のアノード及びダイオードD2のカソードに接続され、パッドP2は、ダイオードD3のアノード及びダイオードD4のカソードに接続される。また、ダイオードD1及びD3のカソードは、トランジスタQB2のエミッタに接続され、ダイオードD2及びD4のアノードは、パッドP4(図示せず)に接続される。トランジスタQB2のベース及びコレクタは、パッドP4に接続される。   The pad P1 is connected to the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2, and the pad P2 is connected to the anode of the diode D3 and the cathode of the diode D4. The cathodes of the diodes D1 and D3 are connected to the emitter of the transistor QB2, and the anodes of the diodes D2 and D4 are connected to the pad P4 (not shown). The base and collector of the transistor QB2 are connected to the pad P4.

さらに、パッドP1〜パッドP2に並行して、可変容量C1と反転増幅回路21と可変容量C2とが配置されている。パッドP1は、抵抗R1を介して、可変容量C1及び反転増幅回路21の入力端子に接続され、パッドP2は、抵抗R2を介して、可変容量C2及び反転増幅回路21の入力端子に接続される。また、トランジスタQB2のエミッタは、抵抗R4を介して、反転増幅回路21に供給される安定化電源電位に接続される。   Furthermore, a variable capacitor C1, an inverting amplifier circuit 21, and a variable capacitor C2 are arranged in parallel with the pads P1 and P2. The pad P1 is connected to the input terminal of the variable capacitor C1 and the inverting amplifier circuit 21 through the resistor R1, and the pad P2 is connected to the input terminal of the variable capacitor C2 and the inverting amplifier circuit 21 through the resistor R2. . The emitter of the transistor QB2 is connected to the stabilized power supply potential supplied to the inverting amplifier circuit 21 via the resistor R4.

図4に示すレイアウトは、パッドP1及びP2からダイオードD2及びD4にそれぞれ至る配線経路を短くすると共に、パッドP1及びP2からダイオードD1及びD3をそれぞれ介してトランジスタQB2に至る配線経路を短くするように考慮されたものである。このようなレイアウトによれば、半導体基板100を基準としてパッドP1又はP2に負の静電気が印加された場合に、ダイオードD2又はD4を介して短い配線経路で半導体基板100に負の電荷が抜けるので、ダイオードD1又はD3を逆方向に抜ける電荷量や半導体集積回路装置の内部回路に抜ける電荷量を最小限に抑えることができ、ダイオードD1、D3及び内部回路を安全に保護することができる。また、半導体基板100を基準としてパッドP1又はP2に正の静電気が印加された場合に、ダイオードD1又はD3及びトランジスタQB2を介して短い配線経路で半導体基板100に正の電荷が抜けるので、ダイオードD2又はD4を逆方向に抜ける電荷量や半導体集積回路装置の内部回路に抜ける電荷量を最小限に抑えることができ、ダイオードD2、D4及び内部回路を安全に保護することができる。   The layout shown in FIG. 4 shortens the wiring path from the pads P1 and P2 to the diodes D2 and D4, and shortens the wiring path from the pads P1 and P2 to the transistor QB2 via the diodes D1 and D3, respectively. It has been taken into account. According to such a layout, when negative static electricity is applied to the pad P1 or P2 with respect to the semiconductor substrate 100, negative charges are released to the semiconductor substrate 100 through a short wiring path via the diode D2 or D4. In addition, the amount of charge passing through the diode D1 or D3 in the reverse direction and the amount of charge passing through the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device can be minimized, and the diodes D1, D3 and the internal circuit can be safely protected. Further, when positive static electricity is applied to the pad P1 or P2 with respect to the semiconductor substrate 100, positive charge is released to the semiconductor substrate 100 through a short wiring path via the diode D1 or D3 and the transistor QB2, and thus the diode D2 Alternatively, the amount of charge passing through D4 in the reverse direction and the amount of charge passing through the internal circuit of the semiconductor integrated circuit device can be minimized, and the diodes D2, D4 and the internal circuit can be safely protected.

また、図4に示すレイアウトは、第1の実施形態に適用することもできる。その場合には、図4に示すトランジスタQB2の位置に、図1に示すトランジスタQN5が配置される。   The layout shown in FIG. 4 can also be applied to the first embodiment. In that case, transistor QN5 shown in FIG. 1 is arranged at the position of transistor QB2 shown in FIG.

10 電圧レギュレータ、 11 演算増幅器、 20 発振回路、 21 反転増幅回路、 22 振動子、 30 温度センサ、 40 A/D変換器、 50 制御部、 60 格納部、 P1〜P4 パッド、 R1〜R4 抵抗、 C1、C2 可変容量、 C3 バイパスコンデンサ、 QP1〜QP2 PチャネルMOSトランジスタ、 QN1〜QN5 NチャネルMOSトランジスタ、 QB1〜QB2 NPNバイポーラトランジスタ、 D1〜D4 ダイオード   10 voltage regulators, 11 operational amplifiers, 20 oscillation circuits, 21 inverting amplifier circuits, 22 transducers, 30 temperature sensors, 40 A / D converters, 50 control units, 60 storage units, P1-P4 pads, R1-R4 resistors, C1, C2 variable capacitance, C3 bypass capacitor, QP1-QP2 P-channel MOS transistor, QN1-QN5 N-channel MOS transistor, QB1-QB2 NPN bipolar transistor, D1-D4 diode

Claims (4)

第1のパッドと第2のパッドとの間に振動子が接続されて発振動作を行う半導体集積回路装置であって、
第3のパッドから第1の電源電位が供給されると共に第4のパッドから第2の電源電位が供給され、前記第1の電源電位を安定化して安定化電源電位を出力する電圧レギュレータと、
前記安定化電源電位及び前記第2の電源電位が供給され、前記第1のパッドから入力端子に入力される信号を反転増幅して増幅信号を出力端子から前記第2のパッドに出力する反転増幅回路と、
前記第1のパッドと前記反転増幅回路の入力端子との間に接続された第1の抵抗と、
前記第2のパッドと前記反転増幅回路の出力端子との間に接続された第2の抵抗と、
前記電圧レギュレータの出力端子に接続された第1の端子を有する第3の抵抗と、
前記第1のパッドに接続されたアノードと前記第3の抵抗の第2の端子に接続されたカソードとを有する第1のダイオードと、
前記第1のパッドに接続されたカソードと前記第4のパッドに接続されたアノードとを有する第2のダイオードと、
前記第2のパッドに接続されたアノードと前記第3の抵抗の第2の端子に接続されたカソードとを有する第3のダイオードと、
前記第2のパッドに接続されたカソードと前記第4のパッドに接続されたアノードとを有する第4のダイオードと、
前記第3のパッドと前記第4のパッドとの間に接続され、それらの間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す第1のトランジスタと、
前記第3の抵抗の第2の端子と前記第4のパッドとの間に接続され、それらの間に所定の値を超える電圧が印加されたときに電流を流す第2のトランジスタと、
を具備する半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device that performs an oscillation operation by connecting a vibrator between a first pad and a second pad,
A voltage regulator that supplies a first power supply potential from a third pad and a second power supply potential from a fourth pad, stabilizes the first power supply potential, and outputs a stabilized power supply potential;
Inverted amplification that is supplied with the stabilized power supply potential and the second power supply potential, and inverts and amplifies a signal input from the first pad to the input terminal and outputs an amplified signal from the output terminal to the second pad. Circuit,
A first resistor connected between the first pad and an input terminal of the inverting amplifier circuit;
A second resistor connected between the second pad and an output terminal of the inverting amplifier circuit;
A third resistor having a first terminal connected to the output terminal of the voltage regulator;
A first diode having an anode connected to the first pad and a cathode connected to a second terminal of the third resistor;
A second diode having a cathode connected to the first pad and an anode connected to the fourth pad;
A third diode having an anode connected to the second pad and a cathode connected to a second terminal of the third resistor;
A fourth diode having a cathode connected to the second pad and an anode connected to the fourth pad;
A first transistor that is connected between the third pad and the fourth pad, and causes a current to flow when a voltage exceeding a predetermined value is applied between the third pad and the fourth pad;
A second transistor connected between the second terminal of the third resistor and the fourth pad, and causing a current to flow when a voltage exceeding a predetermined value is applied between them;
A semiconductor integrated circuit device comprising:
前記第1のトランジスタが、前記第3のパッドに接続されたソース/ドレインと、前記第4のパッドに接続されたゲート及びドレイン/ソースとを有するNチャネルMOSトランジスタであり、
前記第2のトランジスタが、前記第3の抵抗の第2の端子に接続されたソース/ドレインと、前記第4のパッドに接続されたゲート及びドレイン/ソースとを有するNチャネルMOSトランジスタである、
請求項1記載の半導体集積回路装置。
The first transistor is an N-channel MOS transistor having a source / drain connected to the third pad and a gate and drain / source connected to the fourth pad;
The second transistor is an N-channel MOS transistor having a source / drain connected to a second terminal of the third resistor and a gate and a drain / source connected to the fourth pad;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
前記第1のトランジスタが、前記第3のパッドに接続されたエミッタ/コレクタと、前記第4のパッドに接続されたベース及びコレクタ/エミッタとを有するNPNバイポーラトランジスタであり、
前記第2のトランジスタが、前記第3の抵抗の第2の端子に接続されたエミッタ/コレクタと、前記第4のパッドに接続されたベース及びコレクタ/エミッタとを有するNPNバイポーラトランジスタである、
請求項1記載の半導体集積回路装置。
The first transistor is an NPN bipolar transistor having an emitter / collector connected to the third pad and a base and a collector / emitter connected to the fourth pad;
The second transistor is an NPN bipolar transistor having an emitter / collector connected to a second terminal of the third resistor and a base and a collector / emitter connected to the fourth pad;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
半導体基板の1つの辺に沿って前記第1のパッドと前記第2のトランジスタと前記第2のパッドとが所定の間隔で配置されており、前記第1のパッドと前記第2のトランジスタとの間に前記第1及び第2のダイオードが配置されると共に、前記第2のトランジスタと前記第2のパッドとの間に前記第3及び第4のダイオードが配置されている、請求項1〜3のいずれか1項記載の半導体集積回路装置。   The first pad, the second transistor, and the second pad are arranged at a predetermined interval along one side of the semiconductor substrate, and the first pad and the second transistor The first and second diodes are disposed between the first transistor and the third diode, and the third and fourth diodes are disposed between the second transistor and the second pad. The semiconductor integrated circuit device according to any one of the above.
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