JP2013158042A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that allows further high accuracy and high reliability operation by controlling an error amount associated with switching of a main switching element.SOLUTION: A semiconductor device includes: at least one main switching element 1 having a first electrode S1 connected to a first node, a second electrode D1 connected to a second node, and a first control electrode G1 controlling the connection between the first and second electrodes by a first control signal CS1; a first cancel element 2 having a third electrode S2 and a fourth electrode D2 connected to the second node, and a second control electrode G2 receiving a second control signal CS2; and a control section 4 outputting the first control signal and the second control signal. The control section cancels charges occurring at the second node by the first cancel element on the basis of the second control signal when changing the main switching element from on to off on the basis of the first control signal.

Description

この出願は、半導体装置に関し、特に、メインスイッチング素子のクロック漏れの影響を補償するためにキャンセル用素子を使用する半導体装置に関する。   This application relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device that uses a canceling element to compensate for the influence of clock leakage of a main switching element.

従来、例えば、MOSトランジスタを使用したスイッチ回路では、トランジスタをオンからオフへスイッチングする時にクロック漏れと呼ばれる現象により、そのソース電極或いはドレイン電極に電荷が発生することが知られている。なお、本明細書では、「クロック漏れ」の用語には、チャージインジェクションおよびクロックフィードスルーが含まれるものとする。   Conventionally, for example, in a switch circuit using a MOS transistor, it is known that when a transistor is switched from on to off, a charge is generated in the source electrode or the drain electrode due to a phenomenon called clock leakage. In the present specification, the term “clock leakage” includes charge injection and clock feedthrough.

このMOSトランジスタがオンからオフに変化するときのクロック漏れは、例えば、サンプルホールド回路(コンパレータ)等において、ハイインピーダンスのノードではオフしたことにより電位変動が発生するため精度に悪影響を与えることになる。   The clock leakage when the MOS transistor changes from on to off, for example, in the sample hold circuit (comparator) or the like, the potential fluctuation occurs due to the off at the high impedance node, which adversely affects the accuracy. .

チャージインジェクションは、トランジスタ(スイッチング素子)がオンの時にチャネルを形成していた電荷(電子または正孔)がオフすることによってそのトランジスタのソース電極またはドレイン電極に移動する現象である。また、クロックフィードスルーは、例えば、nチャネル型MOS(nMOS)トランジスタの場合、ゲート電極の電位が高レベル『H』から低レベル『L』に変化するのに伴ってゲート電極−ドレイン電極間またはゲート電極−ソース電極間の寄生容量に起因した静電効果により電位に影響を及ぼす現象である。   Charge injection is a phenomenon in which when a transistor (switching element) is turned on, charges (electrons or holes) forming a channel move to the source electrode or drain electrode of the transistor. In addition, for example, in the case of an n-channel MOS (nMOS) transistor, the clock feedthrough is performed between the gate electrode and the drain electrode as the potential of the gate electrode changes from the high level “H” to the low level “L”. This is a phenomenon that affects the potential by the electrostatic effect caused by the parasitic capacitance between the gate electrode and the source electrode.

ところで、従来、MOSトランジスタを使用したスイッチ回路において、メインスイッチングトランジスタと該メインスイッチングトランジスタの半分のサイズ(半分のチャネル幅)のキャンセル用トランジスタを設け、メインスイッチングトランジスタがオンからオフに切り替わるとき、キャンセル用トランジスタをメインスイッチングトランジスタのスイッチング動作と逆相で動作させてクロック漏れの影響を補償する技術が知られている。   By the way, in a conventional switch circuit using MOS transistors, a main switching transistor and a canceling transistor having a half size (half channel width) of the main switching transistor are provided, and when the main switching transistor is switched from on to off, canceling is performed. There is known a technique for compensating for the influence of clock leakage by operating the operating transistor in a phase opposite to the switching operation of the main switching transistor.

図1はチャージインジェクションおよびその対策を概略的に説明するための図であり、図1(a)はメインスイッチングトランジスタ1がオンからオフへ変化する様子を示し、また、図1(b)はこのときのキャンセル用トランジスタ2の動作を示している。なお、図1に関して、メインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2は、nMOSトランジスタとして説明される。   FIG. 1 is a diagram for schematically explaining charge injection and countermeasures. FIG. 1 (a) shows how the main switching transistor 1 changes from on to off, and FIG. 1 (b) shows this. The operation of the canceling transistor 2 is shown. In FIG. 1, the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 are described as nMOS transistors.

まず、図1(a)の左側の図に示されるように、メインスイッチングトランジスタ1は、ゲート電極G1に高レベル信号『H』が印加されてオンになっているとき、ゲート電極G1に対向する基板内のソース電極S1とドレイン電極D1との間には、電子によるチャネルCH1が形成されている。そして、図1(a)の右側の図に示されるように、ゲート電極G1に印加されていた高レベル信号『H』が低レベル信号『L』になってメインスイッチングトランジスタ1がオンからオフに変化すると、チャネルCH1は消滅するが、このチャネルCH1を形成していた電荷Qdは、メインスイッチングトランジスタ1のソース電極S1およびドレイン電極D1にそれぞれ電荷Qd/2ずつ移動する。   First, as shown in the left diagram of FIG. 1A, the main switching transistor 1 is opposed to the gate electrode G1 when the high level signal “H” is applied to the gate electrode G1 and turned on. An electron channel CH1 is formed between the source electrode S1 and the drain electrode D1 in the substrate. 1A, the high level signal “H” applied to the gate electrode G1 becomes the low level signal “L”, and the main switching transistor 1 is turned from on to off. When the channel CH1 changes, the channel CH1 disappears, but the charge Qd that formed the channel CH1 moves to the source electrode S1 and the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 by a charge Qd / 2.

これに対して、まず、図1(b)の左側の図に示されるように、キャンセル用トランジスタ2は、メインスイッチングトランジスタ1がオンのときにはゲート電極G2に低レベル信号『L』が印加されてオフになっている。そして、図1(b)の右側の図に示されるように、メインスイッチングトランジス1タがオンからオフに変化すると、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に印加される信号は、低レベル信号『L』から高レベル信号『H』になって、このキャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に対向する基板内のソース電極S2とドレイン電極D2の間にチャネルCH2が形成される(オンになる)。   On the other hand, first, as shown in the left diagram of FIG. 1B, the canceling transistor 2 has a low level signal “L” applied to the gate electrode G2 when the main switching transistor 1 is on. Is turned off. 1B, when the main switching transistor 1 changes from on to off, the signal applied to the gate electrode G2 of the canceling transistor 2 is low-level signal “L”. Becomes a high level signal “H”, and a channel CH2 is formed (turned on) between the source electrode S2 and the drain electrode D2 in the substrate facing the gate electrode G2 of the canceling transistor 2.

ここで、キャンセル用トランジスタ2のサイズは、メインスイッチングトランジスタ1の半分となっていため、キャンセル用トランジスタ2がオンになったときに形成されるチャネルCH2の電荷は、メインスイッチングトランジスタ1がオンのときに形成されるチャネルCH1の電荷Qdの半分(Qd/2)になるため、メインスイッチングトランジスタ1のソース電極S1またはドレイン電極D1にキャンセル用トランジスタ2の電極を接続(例えば、ソース電極S2およびドレイン電極D2を短絡して接続)することにより、メインスイッチングトランジスタ1がオンからオフに変化するときに消滅するチャネルCH1を形成していた電荷(Qd/2)を、キャンセル用トランジスタ2がオフからオンとなるときに形成されるチャネルCH2により吸収(補償)するようになっている。   Here, since the size of the canceling transistor 2 is half that of the main switching transistor 1, the charge of the channel CH2 formed when the canceling transistor 2 is turned on is when the main switching transistor 1 is on. The electrode of the canceling transistor 2 is connected to the source electrode S1 or the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 (for example, the source electrode S2 and the drain electrode). D2 is short-circuited and connected), so that the charge (Qd / 2) that formed the channel CH1 that disappears when the main switching transistor 1 changes from on to off is changed from the off state to the on state. Channel formed when So as to absorb (compensate) by H2.

なお、図1では、メインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2は、nMOSトランジスタとされているが、pチャネル型MOS(pMOS)トランジスタであっても同様である。   In FIG. 1, the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 are nMOS transistors, but the same applies to a p-channel MOS (pMOS) transistor.

図2はクロックフィードスルーおよびその対策を概略的に説明するための図であり、図2(a)はメインスイッチングトランジスタ1とキャンセル用トランジスタ2の接続状態を示し、図2(b)はメインスイッチングトランジスタ1がオンのときのメインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2の様子を示し、そして、図2(c)はメインスイッチングトランジスタ1がオンからオフへ変化したときのメインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2の様子を示している。なお、図2に関しても、メインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2は、nMOSトランジスタとして説明される。   FIG. 2 is a diagram for schematically explaining clock feedthrough and countermeasures. FIG. 2A shows a connection state between the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2, and FIG. 2B shows the main switching. The state of the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 when the transistor 1 is on is shown, and FIG. 2C shows the main switching transistor 1 and the canceling transistor when the main switching transistor 1 changes from on to off. The state of 2 is shown. Also with reference to FIG. 2, the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 are described as nMOS transistors.

図2(a)に示されるように、キャンセル用トランジスタ2は、そのソース電極S2およびドレイン電極D2を短絡してメインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1に接続されるようになっている。ここで、キャンセル用トランジスタ2のサイズ(ゲート電極幅)は、メインスイッチングトランジスタ1の半分とされている。なお、参照符号3は、メインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1の信号(出力信号)を波形整形して出力するバッファアンプを示している。   As shown in FIG. 2A, the canceling transistor 2 is connected to the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 by short-circuiting the source electrode S2 and the drain electrode D2. Here, the size (gate electrode width) of the canceling transistor 2 is half that of the main switching transistor 1. Reference numeral 3 denotes a buffer amplifier that shapes the waveform of the signal (output signal) of the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 and outputs the signal.

メインスイッチングトランジスタ1において、ゲート電極G1とドレイン電極D1は寄生容量(ゲート電極容量)により静電結合されており、また、キャンセル用トランジスタ2においても、ゲート電極G2とソース電極S2およびドレイン電極D2は寄生容量により容量結合されている。そして、メインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1は、キャンセル用トランジスタ2のソース電極S2およびドレイン電極D2に接続されている。   In the main switching transistor 1, the gate electrode G1 and the drain electrode D1 are electrostatically coupled by a parasitic capacitance (gate electrode capacitance). Also in the canceling transistor 2, the gate electrode G2, the source electrode S2, and the drain electrode D2 are Capacitively coupled by parasitic capacitance. The drain electrode D1 of the main switching transistor 1 is connected to the source electrode S2 and the drain electrode D2 of the canceling transistor 2.

従って、図2(b)に示されるように、メインスイッチングトランジスタ1がそのゲート電極1Gに高レベル信号『H』が印加されてオンとなっている状態から、図2(c)に示されるように、そのゲート電極G1の高レベル信号『H』が低レベル信号『L』に切り替えられてメインスイッチングトランジスタ1がオフとなる状態へ変化するとき、キャンセル用トランジスタ2は、そのゲート電極G2に印加された低レベル信号『L』が高レベル信号『H』に切り替えられ、メインスイッチングトランジスタ1の静電結合による電位変動は、キャンセル用トランジスタ2における静電結合により補償することができるようになっている。   Therefore, as shown in FIG. 2B, the main switching transistor 1 is turned on by applying a high level signal “H” to its gate electrode 1G, as shown in FIG. Further, when the high level signal “H” of the gate electrode G1 is switched to the low level signal “L” and the main switching transistor 1 is turned off, the canceling transistor 2 is applied to the gate electrode G2. The low level signal “L” is switched to the high level signal “H”, so that the potential fluctuation due to the electrostatic coupling of the main switching transistor 1 can be compensated by the electrostatic coupling in the canceling transistor 2. Yes.

このように、従来、メインスイッチングトランジスタ1がオンからオフに切り替わる際のクロック漏れの影響を、キャンセル用トランジスタ2をメインスイッチングトランジスタ1と逆相で動作させることにより補償するものが知られている。   As described above, there is conventionally known one that compensates for the influence of clock leakage when the main switching transistor 1 is switched from on to off by operating the canceling transistor 2 in a phase opposite to that of the main switching transistor 1.

ところで、従来、サンプル用スイッチとして、その両端が、アナログ入力電圧とホールド用コンデンサの一端との間に互いに並列接続された少なくとも2つのトランジスタを設け、アナログ入力電圧をサンプリングする時に、少なくとも2つのトランジスタの内の1つのトランジスタを、他のトランジスタをオフさせた後に、タイミングをずらしてオフさせることにより、サンプリング速度を高速化すると共に、サンプリング精度も向上させることができるサンプルホールド回路が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a sample switch, at least two transistors whose both ends are connected in parallel with each other between an analog input voltage and one end of a hold capacitor are provided, and at least two transistors are used when sampling the analog input voltage. A sample-and-hold circuit has been proposed in which one of the transistors is turned off with the timing shifted after the other transistors are turned off, thereby increasing the sampling speed and improving the sampling accuracy. (For example, refer to Patent Document 1).

さらに、従来、サンプルスイッチをオフさせる時、該サンプルスイッチのコントロール電圧を段階的に変化させるよう制御することでチップコストを上昇させることなく広帯域特性を維持し、且つ、クロックフィードスルーの影響によるアナログ出力電圧の誤差を低減させることができるサンプルホールド回路も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, conventionally, when the sample switch is turned off, the control voltage of the sample switch is controlled so as to change stepwise, thereby maintaining the wide band characteristics without increasing the chip cost, and the analog due to the influence of clock feedthrough. A sample hold circuit that can reduce an error in output voltage has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開平11−224496号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-224496 特開2000−232348号公報JP 2000-232348 A

上述したように、従来、メインスイッチング素子(メインスイッチングトランジスタ1)の半分のサイズのキャンセル用素子(キャンセル用トランジスタ2)を、メインスイッチング素子とは逆相で動作させ、メインスイッチング素子がオンからオフに変化するときのクロック漏れの影響を補償するようにした半導体装置が提案されている。   As described above, conventionally, the canceling element (cancellation transistor 2) half the size of the main switching element (main switching transistor 1) is operated in the opposite phase to the main switching element, and the main switching element is turned off from on. A semiconductor device has been proposed that compensates for the effects of clock leakage when changing to.

しかしながら、従来の半導体装置は、メインスイッチング素子のスイッチングに伴う誤差を低減することは可能であるが、その誤差量を制御することは困難であった。   However, the conventional semiconductor device can reduce the error associated with the switching of the main switching element, but it is difficult to control the error amount.

この出願は、上述した従来技術が有する課題に鑑み、メインスイッチング素子のスイッチングに伴う誤差量を制御することによって、より高精度で信頼性の高い動作が可能な半導体装置の提供を目的とする。   In view of the above-described problems of the related art, it is an object of the present application to provide a semiconductor device that can operate with higher accuracy and reliability by controlling an error amount associated with switching of a main switching element.

本実施形態によれば、少なくとも1つのメインスイッチング素子と、第1キャンセル用素子と、制御部と、を有する半導体装置が提供される。前記メインスイッチング素子は、第1ノードに接続された第1電極、第2ノードに接続された第2電極、および、該第1および第2電極間の接続を第1制御信号により制御する第1制御電極を有する。   According to this embodiment, a semiconductor device having at least one main switching element, a first canceling element, and a control unit is provided. The main switching element includes a first electrode connected to a first node, a second electrode connected to a second node, and a first control signal that controls connection between the first and second electrodes by a first control signal. It has a control electrode.

前記第1キャンセル用素子は、前記第2ノードに接続された第3電極と第4電極、および、第2制御信号が供給された第2制御電極を有する。前記制御部は、前記第1制御信号および第2制御信号を出力する。前記制御部は、前記第1制御信号に基づいて前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替える場合に、前記第2制御信号に基づいて、前記第2ノードに生じる電荷を前記第1キャンセル用素子でキャンセルする。   The first cancel element includes a third electrode and a fourth electrode connected to the second node, and a second control electrode supplied with a second control signal. The control unit outputs the first control signal and the second control signal. When the main switching element is switched from on to off based on the first control signal, the control unit causes the first canceling element to generate charges generated at the second node based on the second control signal. Cancel.

なお、上記半導体装置は、コンパレータの出力ノード間に設けて該コンパレータのリセット動作を制御するために適用することができる。また、上記半導体装置は、コンパレータの一対の差動入力トランジスタの各々と並列に設け、その各半導体装置におけるメインスイッチング素子の制御電極を各差動入力トランジスタの制御電極に接続するように構成することができる。   Note that the above semiconductor device can be applied between the output nodes of a comparator to control the reset operation of the comparator. Also, the semiconductor device is provided in parallel with each of the pair of differential input transistors of the comparator, and is configured to connect the control electrode of the main switching element in each semiconductor device to the control electrode of each differential input transistor. Can do.

各実施例によれば、メインスイッチング素子のスイッチングに伴う誤差量を制御することによって、より高精度で信頼性の高い動作が可能な半導体装置を提供することができる。   According to each embodiment, it is possible to provide a semiconductor device that can operate with higher accuracy and reliability by controlling an error amount associated with switching of the main switching element.

図1はチャージインジェクションおよびその対策を概略的に説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for schematically explaining charge injection and its countermeasures. クロックフィードスルーおよびその対策を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematically a clock feedthrough and its countermeasure. 一実施形態の原理を説明するために図である。It is a figure for demonstrating the principle of one Embodiment. 第1実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows 1st Example schematically. 第2実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows a 2nd Example schematically. 第3実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows a 3rd Example schematically. 第4実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows 4th Example schematically. 図7に示す第4実施例における制御信号を生成するための回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit for producing | generating the control signal in 4th Example shown in FIG. 第5実施例を概略的に示す図である。It is a figure which shows a 5th Example schematically.

まず、一実施形態の原理を、図3を参照して説明する。
図3は一実施形態の原理を説明するために図であり、図3(a)はメインスイッチングトランジスタ1とキャンセル用トランジスタ2の接続状態を示し、図3(b)はメインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2のゲート電極−ソース電極間電圧(Vgs)の時間tに対する変化の様子を示している。
First, the principle of one embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the embodiment. FIG. 3A shows a connection state between the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2, and FIG. 3B shows the main switching transistor 1 and the canceling transistor. 3 shows how the voltage (Vgs) between the gate electrode and the source electrode of the transistor 2 changes with respect to time t.

図3(a)に示されるように、キャンセル用トランジスタ2は、そのソース電極S2およびドレイン電極D2を短絡してメインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1に接続されている。なお、参照符号3は、メインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1の信号を波形整形して出力するバッファアンプを示している。なお、メインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2の閾値電圧(ゲート電極−ソース電極間電圧Vgs)は共にVthとなっている。   As shown in FIG. 3A, the canceling transistor 2 is connected to the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 by short-circuiting the source electrode S2 and the drain electrode D2. Reference numeral 3 denotes a buffer amplifier that shapes the waveform of the signal of the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 and outputs the signal. Note that the threshold voltages (gate electrode-source electrode voltage Vgs) of the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 are both Vth.

図3(b)に示されるように、オン状態のメインスイッチングトランジスタ1をオフ状態に変化させるとき、まず、そのゲート電極に印加されている高レベル『H』(V2)の制御信号(ゲート電極電圧)CS1はタイミングt2で低レベル『L』への変化が開始し、ゲート電極電圧CS1は徐々に低下してタイミングt3で閾値電圧Vthと同じ電位になり、このタイミングt3以降、メインスイッチングトランジスタ1はオフ状態になる。   As shown in FIG. 3B, when the main switching transistor 1 in the on state is changed to the off state, first, a high level “H” (V2) control signal applied to the gate electrode (gate electrode) The voltage CS1 starts to change to the low level “L” at timing t2, and the gate electrode voltage CS1 gradually decreases to become the same potential as the threshold voltage Vth at timing t3. After this timing t3, the main switching transistor 1 Turns off.

このとき、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極に印加される制御信号(ゲート電極電圧)CS2は、例えば、タイミングt2よりも少し前のタイミングt1で低レベル『L』から高レベル『H』への変化が開始する。   At this time, the control signal (gate electrode voltage) CS2 applied to the gate electrode of the canceling transistor 2 changes from the low level “L” to the high level “H” at the timing t1 slightly before the timing t2, for example. Starts.

チャージインジェクションに関して、メインスイッチングトランジスタ1がオン状態のとき、そのゲート電極G1に対向する基板内にはチャネルが形成され、その電荷量Qdは,Qd=W×L×Cox×(Vgs−Vth)で表される(なお、Wはゲート電極幅、Lはゲート電極長、Coxはゲート電極酸化膜厚、Vgsはメインスイッチングトランジスタ1のゲート電極G1とソース電極S1間の電圧(ゲート電極−ソース電極間電圧)、そして、Vthはメインスイッチングトランジスタ1の閾値電圧を示している)。   With regard to charge injection, when the main switching transistor 1 is in an ON state, a channel is formed in the substrate facing the gate electrode G1, and the charge amount Qd is Qd = W × L × Cox × (Vgs−Vth). (W is the gate electrode width, L is the gate electrode length, Cox is the gate electrode oxide film thickness, Vgs is the voltage between the gate electrode G1 and the source electrode S1 of the main switching transistor 1 (between the gate electrode and the source electrode). Voltage) and Vth indicates the threshold voltage of the main switching transistor 1).

すなわち、メインスイッチングトランジスタ1およびキャンセル用トランジスタ2を動作させた場合、キャンセル用トランジスタ2による電荷の補償が実際に有効になるのはメインスイッチングトランジスタ1がオフするタイミングt3の期間P2後であり、それ以前の期間P1では、メインスイッチングトランジスタ1が導通状態であるため電荷は保持されずに無効となる。   That is, when the main switching transistor 1 and the canceling transistor 2 are operated, the charge compensation by the canceling transistor 2 is actually effective after the period P2 of the timing t3 when the main switching transistor 1 is turned off. In the previous period P1, since the main switching transistor 1 is in a conductive state, the charge is not held and becomes invalid.

従って、実際の電荷の補償量は、メインスイッチングトランジスタ1がオフするゲート電極G1の制御信号(ゲート電極電圧)CS1が閾値電圧Vth以下となるタイミングt3以降で、且つ、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2の制御信号(ゲート電極電圧)CS2が閾値電圧Vth以上となる期間P2のみである。   Therefore, the actual charge compensation amount is after timing t3 when the control signal (gate electrode voltage) CS1 of the gate electrode G1 at which the main switching transistor 1 is turned off becomes equal to or lower than the threshold voltage Vth, and the gate electrode of the canceling transistor 2 Only the period P2 in which the control signal (gate electrode voltage) CS2 of G2 is equal to or higher than the threshold voltage Vth.

このように、メインスイッチングトランジスタ1のゲート電極電圧CS1およびキャンセル用トランジスタ2のゲート電極電圧CS2を制御することにより、キャンセル用トランジスタ2による電荷の補償量が変化することになる。   Thus, by controlling the gate electrode voltage CS1 of the main switching transistor 1 and the gate electrode voltage CS2 of the canceling transistor 2, the amount of charge compensation by the canceling transistor 2 changes.

クロックフィードスルーに関しても同様であるが、チャージインジェクションの場合と異なるのは、チャージインジェクションが閾値電圧Vthを超えた後の電圧にVod(=Vgs−Vth)に比例するのに対して、クロックフィードスルーは単純にゲート電極−ソース電極間電圧Vgsに比例する点である。   The same applies to clock feedthrough, but the difference from charge injection is that the voltage after charge injection exceeds the threshold voltage Vth is proportional to Vod (= Vgs−Vth), whereas clock feedthrough is different. Is simply a point proportional to the gate-source voltage Vgs.

すなわち、クロックフィードスルーは、メインスイッチングトランジスタ1がオフした後のゲート電極−ソース電極間電圧Vgsに依存し、メインスイッチングトランジスタ1のゲート電極電圧CS1およびキャンセル用トランジスタ2のゲート電極電圧CS2を制御することにより、スイッチング後(メインスイッチングトランジスタ1がオフした後)の電位を制御することが可能になる。   That is, the clock feedthrough depends on the gate electrode-source electrode voltage Vgs after the main switching transistor 1 is turned off, and controls the gate electrode voltage CS1 of the main switching transistor 1 and the gate electrode voltage CS2 of the canceling transistor 2. Thus, the potential after switching (after the main switching transistor 1 is turned off) can be controlled.

なお、以上の説明では、キャンセル用トランジスタ2はメインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1側だけに設けられているが、メインスイッチングトランジスタ1のソース電極S1側にも設け、メインスイッチングトランジスタ1がオン状態からオフ状態に変化するときの電荷をメインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1およびソース電極S1の両方に設けた2つのキャンセル用トランジスタで補償するように構成することもできる。   In the above description, the canceling transistor 2 is provided only on the drain electrode D1 side of the main switching transistor 1. However, the canceling transistor 2 is also provided on the source electrode S1 side of the main switching transistor 1, so that the main switching transistor 1 is turned on. It can also be configured such that the charge when changing to the off state is compensated by two canceling transistors provided on both the drain electrode D1 and the source electrode S1 of the main switching transistor 1.

以下、半導体装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
図4は第1実施例を概略的に示す図であり、図4(a)は回路図であり、また、図4(b)はタイミング図である。
Hereinafter, embodiments of the semiconductor device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the first embodiment, FIG. 4 (a) is a circuit diagram, and FIG. 4 (b) is a timing diagram.

図4(a)に示されるように、キャンセル用トランジスタ2は、そのソース電極S2およびドレイン電極D2を短絡してメインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1に接続されている。ここで、参照符号4は、制御信号CSを受け取って、メインスイッチングトランジスタ1のゲート電極G1に供給する制御信号CS1とキャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に供給する制御信号CS2とを生成する制御信号生成回路を示している。   As shown in FIG. 4A, the canceling transistor 2 is connected to the drain electrode D1 of the main switching transistor 1 by short-circuiting the source electrode S2 and the drain electrode D2. Here, reference numeral 4 is a control signal that receives the control signal CS and generates a control signal CS1 supplied to the gate electrode G1 of the main switching transistor 1 and a control signal CS2 supplied to the gate electrode G2 of the canceling transistor 2. A generation circuit is shown.

図4(b)に示されるように、制御信号生成回路4は、高レベル『H』から低レベル『L』に変化する制御信号CSを受け取って、メインスイッチングトランジスタ1のゲート電極G1に供給された高レベル『H』の制御信号CS1を低レベル『L』に切り替えて該メインスイッチングトランジスタ1をオフさせると共に、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に供給された低レベル『L』の制御信号CS2を高レベル『H』に切り替えるタイミングを可変制御して、キャンセル用トランジスタ2により補償(吸収)される電荷量を調整するようになっている。   As shown in FIG. 4B, the control signal generation circuit 4 receives the control signal CS that changes from the high level “H” to the low level “L” and is supplied to the gate electrode G 1 of the main switching transistor 1. The high level “H” control signal CS 1 is switched to the low level “L” to turn off the main switching transistor 1 and the low level “L” control signal CS 2 supplied to the gate electrode G 2 of the canceling transistor 2. The charge amount compensated (absorbed) by the canceling transistor 2 is adjusted by variably controlling the timing of switching to the high level “H”.

なお、図4(a)中の破線括弧で示されるように、nMOSトランジスタ1のソース電極S1とドレイン電極D1に対してpMOSトランジスタ1’を並列接続し、メインスイッチング素子をコンプリメンタリースイッチとして構成することもできる。   4A, the pMOS transistor 1 ′ is connected in parallel to the source electrode S1 and the drain electrode D1 of the nMOS transistor 1, and the main switching element is configured as a complementary switch. You can also.

図5は第2実施例を概略的に示す図であり、図5(a)は回路図であり、また、図5(b)はタイミング図である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the second embodiment, FIG. 5 (a) is a circuit diagram, and FIG. 5 (b) is a timing diagram.

図5(a)と図4(a)との比較から明らかなように、本第2実施例では、上述した第1実施例のキャンセル用トランジスタ2の代わりにキャンセル用容量2’を適用するようになっている。このように、キャンセル用素子としてキャンセル用容量2’を適用することにより、トランジスタの場合と違ってチャネルを形成しないため単純な静電効果による誤差制御を行うことができる。   As is clear from the comparison between FIG. 5A and FIG. 4A, in the second embodiment, a canceling capacitor 2 ′ is applied instead of the canceling transistor 2 of the first embodiment described above. It has become. In this way, by applying the canceling capacitor 2 'as the canceling element, unlike the case of the transistor, no channel is formed, so that error control by a simple electrostatic effect can be performed.

なお、キャンセル用容量2’としては、専用の容量を適用する以外に、例えば、回路の配線容量を使用することもできる。また、図5(a)中の破線括弧で示されるように、メインスイッチングトランジスタ1のドレイン電極D1にゲート電極G2を接続すると共に、そのソース電極S2およびドレイン電極D2を共通接続して制御信号生成回路4からの制御信号CS2を受け取るように構成することも可能である。   As the canceling capacitor 2 ′, for example, a circuit wiring capacitor can be used in addition to the dedicated capacitor. Further, as indicated by broken line brackets in FIG. 5A, the gate electrode G2 is connected to the drain electrode D1 of the main switching transistor 1, and the source electrode S2 and the drain electrode D2 are commonly connected to generate a control signal. It is also possible to configure to receive the control signal CS2 from the circuit 4.

図6は第3実施例を概略的に示す図であり、図6(a)は回路図であり、また、図6(b)はタイミング図である。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a third embodiment, FIG. 6 (a) is a circuit diagram, and FIG. 6 (b) is a timing diagram.

図6(b)と図4(b)との比較から明らかなように、本第3実施例において、制御信号生成回路4は、高レベル『H』から低レベル『L』に変化する制御信号CSを受け取って、メインスイッチングトランジスタ1のゲート電極G1に供給された高レベル『H』の制御信号CS1を低レベル『L』に切り替えて該メインスイッチングトランジスタ1をオフさせると共に、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に供給された低レベル『L』の制御信号CS2を高レベル『H』に切り替える傾きを可変制御して、キャンセル用トランジスタ2により補償(吸収)される電荷量を調整するようになっている。   As is apparent from a comparison between FIG. 6B and FIG. 4B, in the third embodiment, the control signal generation circuit 4 controls the control signal that changes from the high level “H” to the low level “L”. When CS is received, the control signal CS1 of high level “H” supplied to the gate electrode G1 of the main switching transistor 1 is switched to low level “L” to turn off the main switching transistor 1, and the canceling transistor 2 The amount of charge compensated (absorbed) by the canceling transistor 2 is adjusted by variably controlling the inclination of switching the low level “L” control signal CS2 supplied to the gate electrode G2 to the high level “H”. ing.

ここで、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2に供給する制御信号CS2の傾き(スルーレート)を調整するには、例えば、キャンセル用トランジスタ2のゲート電極G2のノードの負荷容量を可変とする手法がある。   Here, in order to adjust the slope (slew rate) of the control signal CS2 supplied to the gate electrode G2 of the canceling transistor 2, for example, there is a method of making the load capacitance of the node of the gate electrode G2 of the canceling transistor 2 variable. is there.

図7は第4実施例を概略的に示す図であり、正帰還ラッチ型コンパレータに適用した実施例を示すものである、ここで、図7(a)は正帰還ラッチ型コンパレータの回路図を示し、また、図7(b)は各制御信号CS10,CS21およびCS22のタイミング図を示している。   FIG. 7 is a diagram schematically showing a fourth embodiment, showing an embodiment applied to a positive feedback latch type comparator. FIG. 7A is a circuit diagram of a positive feedback latch type comparator. FIG. 7B shows a timing chart of the control signals CS10, CS21 and CS22.

図7(a)に示されるように、本第4実施例のラッチ型コンパレータは、高電位電源線Vddに各ソース電極が接続され、相補の入力信号Vi+およびVi-が各ゲート電極に供給されるpMOSトランジスタ41および42と、低電位電源線Vssにソース電極が接続され,互いのドレイン電極およびゲート電極が交差接続されてラッチを構成するnMOSトランジスタ51および52と、pMOSトランジスタ41および42のドレイン電極とnMOSトランジスタ51および52のドレイン電極との共通接続ノードN1およびN2に接続され,ラッチされた相補の信号Vo-およびVo+を出力するインバータ31および32と、を備えている。   As shown in FIG. 7A, in the latch type comparator of the fourth embodiment, each source electrode is connected to the high potential power supply line Vdd, and complementary input signals Vi + and Vi− are supplied to each gate electrode. PMOS transistors 41 and 42, source electrodes connected to the low potential power supply line Vss, drain electrodes and gate electrodes of each other are cross-connected, and nMOS transistors 51 and 52 constituting a latch, and drains of the pMOS transistors 41 and 42 Inverters 31 and 32 are connected to common connection nodes N1 and N2 between the electrodes and the drain electrodes of nMOS transistors 51 and 52 and output latched complementary signals Vo− and Vo +.

さらに、共通接続ノードN1とN2との間には、nMOSトランジスタ21,10および22が直列に接続されている。ここで、トランジスタ10は、前述したメインスイッチングトランジスタ1に対応し、また、トランジスタ21および22はキャンセル用トランジスタ2に対応する。すなわち、直列接続されたトランジスタ21,10および22は、メインスイッチングトランジスタ10のソース電極およびドレイン電極にそれぞれキャンセル用トランジスタ21および22を設け、メインスイッチングトランジスタ10がオン状態からオフ状態に変化するときの電荷を、2つのキャンセル用トランジスタ21および22をオフ状態からオン状態に変化するタイミングを制御して補償するようになっている。   Further, nMOS transistors 21, 10 and 22 are connected in series between common connection nodes N1 and N2. Here, the transistor 10 corresponds to the main switching transistor 1 described above, and the transistors 21 and 22 correspond to the canceling transistor 2. That is, the transistors 21, 10, and 22 connected in series are provided with canceling transistors 21 and 22 on the source electrode and the drain electrode of the main switching transistor 10, respectively, and when the main switching transistor 10 changes from an on state to an off state The charge is compensated by controlling the timing at which the two canceling transistors 21 and 22 change from the off state to the on state.

すなわち、図7(b)に示されるように、高レベル『H』の制御信号CS10によりメインスイッチングトランジスタ10をオンとしてコンパレータをリセット状態にした後、制御信号CS10を高レベル『H』から低レベル『L』に変化させてメインスイッチングトランジスタ10をオフとし、コンパレータを動作状態(正帰還状態)にして入力信号Vi+とVi-の電位差を判定する。   That is, as shown in FIG. 7B, after the main switching transistor 10 is turned on by the high level “H” control signal CS10 to reset the comparator, the control signal CS10 is changed from the high level “H” to the low level. By changing to “L”, the main switching transistor 10 is turned off, the comparator is operated (positive feedback state), and the potential difference between the input signals Vi + and Vi− is determined.

このとき、実際のコンパレータ(回路)では、メインスイッチングトランジスタ10をオン状態からオフ状態に変化させたときに生じる電荷の影響だけでなく、例えば、製造段階における素子バラツキ等に起因して、入力信号Vi+とVi-の電位差の判定に誤差が生じることになる。   At this time, in the actual comparator (circuit), not only the influence of the charge generated when the main switching transistor 10 is changed from the on-state to the off-state, but also, for example, the input signal An error occurs in the determination of the potential difference between Vi + and Vi−.

そこで、本実施例では、制御信号CS10を高レベル『H』から低レベル『L』に変化させてメインスイッチングトランジスタ10がオン状態からオフ状態に遷移するとき、キャンセル用トランジスタ21および22の制御信号CS21およびCS22を低レベル『L』から高レベル『H』に変化させるタイミングを個別に制御してそのコンパレータの判定誤差を補償するようになっている。   Therefore, in this embodiment, when the control signal CS10 is changed from the high level “H” to the low level “L” and the main switching transistor 10 transitions from the on state to the off state, the control signals of the canceling transistors 21 and 22 are controlled. The timing at which CS21 and CS22 are changed from the low level “L” to the high level “H” is individually controlled to compensate the determination error of the comparator.

図8は図7に示す第4実施例における制御信号を生成するための回路を示す図であり、図8(a)は制御信号CS10,CS21およびCS22を生成する制御信号生成回路4の一例を示し、また、図8(b)は制御信号CS21およびCS22を生成するインバータ(可変遅延インバータ)44および45の回路例を示している。   FIG. 8 is a diagram showing a circuit for generating a control signal in the fourth embodiment shown in FIG. 7, and FIG. 8A shows an example of the control signal generation circuit 4 for generating the control signals CS10, CS21 and CS22. FIG. 8B shows a circuit example of inverters (variable delay inverters) 44 and 45 for generating the control signals CS21 and CS22.

図8(a)に示されるように、制御信号生成回路4は、直列接続された2段のインバータ42,43と、制御部41と、制御部41により制御される可変遅延インバータ44,45とを備えている。   As shown in FIG. 8A, the control signal generation circuit 4 includes two stages of inverters 42 and 43 connected in series, a control unit 41, and variable delay inverters 44 and 45 controlled by the control unit 41. It has.

メインスイッチングトランジスタ10のゲート電極に供給する制御信号CS10は、制御信号CSを2段のインバータ42,43を介して生成され、第1のキャンセル用トランジスタ21のゲート電極に供給する制御信号CS21は、制御信号CSを第1の可変遅延インバータ44を介して生成され、そして、第2のキャンセル用トランジスタ22のゲート電極に供給する制御信号CS22は、制御信号CSを第2の可変遅延インバータ45を介して生成される。   The control signal CS10 supplied to the gate electrode of the main switching transistor 10 is generated through the two-stage inverters 42 and 43, and the control signal CS21 supplied to the gate electrode of the first canceling transistor 21 is The control signal CS22 generated through the first variable delay inverter 44 and supplied to the gate electrode of the second canceling transistor 22 is supplied to the control signal CS22 through the second variable delay inverter 45. Generated.

ここで、第1の可変遅延インバータ44および第2の可変遅延インバータ45は、それぞれ出力Vo+およびVo-を受け取ってフィードバック制御する制御部41からの信号により独立にその遅延時間が制御され、例えば、図7(b)に示されるように、メインスイッチングトランジスタ10の制御信号CS10が高レベル『H』から低レベル『L』に変化するタイミングに対してそれぞれ異なるタイミングで低レベル『L』から高レベル『H』に変化する第1および第2の制御信号CS21およびCS22を生成するようになっている。   Here, the delay time of each of the first variable delay inverter 44 and the second variable delay inverter 45 is controlled independently by a signal from the control unit 41 that receives the outputs Vo + and Vo− and performs feedback control. As shown in FIG. 7B, the control signal CS10 of the main switching transistor 10 changes from the low level “L” to the high level at different timings with respect to the timing when the control signal CS10 changes from the high level “H” to the low level “L”. First and second control signals CS21 and CS22 that change to "H" are generated.

図8(b)に示されるように、可変遅延インバータ44および45は同様の構成とされ、pMOSトランジスタ402およびnMOSトランジスタ403で構成されるインバータと高電位電源線Vddとの間に、制御部41からの信号によりその抵抗値が制御される可変抵抗器401を挿入した構成とされている。すなわち、可変抵抗器401の抵抗値を制御することにより、制御信号CS21(CS22)が低レベル『L』から高レベル『H』に変化する傾きを制御してキャンセル用トランジスタ21(22)により吸収する電荷量を制御するようになっている。   As shown in FIG. 8B, the variable delay inverters 44 and 45 have the same configuration, and the control unit 41 is interposed between the inverter constituted by the pMOS transistor 402 and the nMOS transistor 403 and the high potential power supply line Vdd. A variable resistor 401 whose resistance value is controlled by a signal from is inserted. That is, by controlling the resistance value of the variable resistor 401, the inclination of the control signal CS21 (CS22) changing from the low level “L” to the high level “H” is controlled and absorbed by the canceling transistor 21 (22). The amount of charge to be controlled is controlled.

なお、可変抵抗器401は、例えば、並列に設けた複数の抵抗器の接続をデジタル的に制御して構成することができるが、可変抵抗器401の代わりに電流源を設け、その電流源の電流値をアナログ的に制御することもできる。さらに、可変抵抗器401をスイッチとして構成し、制御部41からの信号により制御信号CS21(CS22)が低レベル『L』から高レベル『H』に変化するタイミングを制御することもできる。なお、可変抵抗器401における抵抗値は、例えば、そのコンパレータを内蔵したICの試験段階、或いは、そのICを使用した装置を実際に使用する電源投入時等において、キャリブレーション処理を行って最適な値に設定することができる。   The variable resistor 401 can be configured, for example, by digitally controlling the connection of a plurality of resistors provided in parallel, but a current source is provided instead of the variable resistor 401, and the current source The current value can also be controlled in an analog manner. Furthermore, the variable resistor 401 can be configured as a switch, and the timing at which the control signal CS21 (CS22) changes from the low level “L” to the high level “H” can be controlled by a signal from the control unit 41. Note that the resistance value in the variable resistor 401 is optimum by performing a calibration process, for example, at the test stage of an IC incorporating the comparator, or at the time of power-on actually using a device using the IC. Can be set to a value.

図9は第5実施例を概略的に示す図であり、ラッチ型コンパレータの他の例を示すものである。   FIG. 9 is a diagram schematically showing the fifth embodiment, and shows another example of a latch type comparator.

図9と図7(a)との比較から明らかなように、本第5実施例のラッチ型コンパレータは、前述した第4実施例のラッチ型コンパレータにおけるリセット用のnMOSトランジスタ21,10および22を取り除くと共に、pMOSトランジスタ41および42の各ソース電極とドレイン電極に対して並列に、それぞれ直列接続されたpMOSトランジスタ101,201および102,202を接続し、さらに、共通接続されたトランジスタ51および52のソース電極と低電位電源線Vssとの間にnMOSトランジスタ60を挿入するようにしたものである。   As is clear from the comparison between FIG. 9 and FIG. 7A, the latch type comparator of the fifth embodiment includes the reset nMOS transistors 21, 10 and 22 in the latch type comparator of the fourth embodiment described above. In addition, the pMOS transistors 101, 201, 102, and 202 connected in series are connected in parallel to the source electrode and the drain electrode of the pMOS transistors 41 and 42, respectively, and the transistors 51 and 52 connected in common are connected. An nMOS transistor 60 is inserted between the source electrode and the low potential power supply line Vss.

ここで、トランジスタ101および102が前述したメインスイッチングトランジスタ10に対応し、また、トランジスタ201および202が前述したキャンセル用トランジスタ21(22)に対応している。   Here, the transistors 101 and 102 correspond to the main switching transistor 10 described above, and the transistors 201 and 202 correspond to the canceling transistor 21 (22) described above.

本第5実施例のコンパレータにおいて、メインスイッチングトランジスタ101および102の制御信号CS101およびCS102、並びに、トランジスタ60の制御信号CS60を低レベル『L』としてメインスイッチングトランジスタ101および102をオンすると共にトランジスタ60をオフしてリセット処理を行った後、これらの制御信号CS101,CS102およびCS60を低レベル『L』から高レベル『H』に変化させてメインスイッチングトランジスタ101および102をオフ状態にすると共にトランジスタ60をオン状態に変化させて。入力信号Vi+とVi-の電位差を判定する。   In the comparator of the fifth embodiment, the control signals CS101 and CS102 of the main switching transistors 101 and 102 and the control signal CS60 of the transistor 60 are set to a low level “L” to turn on the main switching transistors 101 and 102 and After turning off and performing reset processing, the control signals CS101, CS102 and CS60 are changed from the low level “L” to the high level “H” to turn off the main switching transistors 101 and 102 and turn off the transistor 60. Change it to the on state. The potential difference between the input signals Vi + and Vi− is determined.

このとき、メインスイッチングトランジスタ101および102をオン状態からオフ状態に変化させたときに生じる電荷の影響、並びに、製造段階における素子バラツキ等に起因した入力信号Vi+とVi-の電位差の判定誤差は、それぞれ制御信号CS201およびCS202によりキャンセル用トランジスタ201および202をオフ状態からオン状態に変化させるタイミング若しくは傾きを制御することにより補償する。なお、各トランジスタ101,102,60,201および202のゲート電極に供給する制御信号CS101,CS102,CS60,CS201およびCS202は、従来より知られている様々な回路を適用して生成することができる。   At this time, the influence of the charge generated when the main switching transistors 101 and 102 are changed from the on state to the off state, and the determination error of the potential difference between the input signals Vi + and Vi− due to element variation in the manufacturing stage are as follows: Compensation is performed by controlling the timing or inclination of changing the canceling transistors 201 and 202 from the off state to the on state by the control signals CS201 and CS202, respectively. The control signals CS101, CS102, CS60, CS201, and CS202 supplied to the gate electrodes of the transistors 101, 102, 60, 201, and 202 can be generated by applying various conventionally known circuits. .

上述した第4および第5実施例はラッチ型コンパレータを示しているが、本発明は、ラッチ型コンパレータに限定されるものではなく、様々な半導体装置に対して幅広く適用することが可能である。   Although the fourth and fifth embodiments described above show the latch type comparator, the present invention is not limited to the latch type comparator, and can be widely applied to various semiconductor devices.

以上の第1〜第5実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
第1ノードに接続された第1電極、第2ノードに接続された第2電極、および、該第1および第2電極間の接続を制御する第1制御電極を有する少なくとも1つのメインスイッチング素子と、
前記第2ノードに接続される第3電極と第4電極、および、第2制御電極を有し、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるときに生じる電荷をキャンセルするキャンセル用素子と、を備え、
前記キャンセル用素子の駆動を、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングに対して可変制御する半導体装置。
Regarding the embodiment including the above first to fifth examples, the following additional notes are further disclosed.
(Appendix 1)
At least one main switching element having a first electrode connected to the first node, a second electrode connected to the second node, and a first control electrode for controlling connection between the first and second electrodes; ,
A canceling element that has a third electrode and a fourth electrode connected to the second node, and a second control electrode, and cancels an electric charge generated when the main switching element is switched from on to off. ,
A semiconductor device that variably controls driving of the canceling element with respect to a timing at which the main switching element switches from on to off.

(付記2)
付記1に記載の半導体装置において、
前記キャンセル用素子の駆動は、前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替える第1の制御信号のタイミングに対して前記キャンセル用素子をオフからオンに切り替える第2の制御信号のタイミングを可変制御する半導体装置。
(Appendix 2)
In the semiconductor device according to attachment 1,
The driving of the canceling element is a semiconductor that variably controls the timing of the second control signal for switching the canceling element from off to on with respect to the timing of the first control signal for switching the main switching element from on to off. apparatus.

(付記3)
付記1に記載の半導体装置において、
前記キャンセル用素子の駆動は、前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替える第1の制御信号のタイミングに対して前記キャンセル用素子をオフからオンに切り替える第2の制御信号の傾きを可変制御する半導体装置。
(Appendix 3)
In the semiconductor device according to attachment 1,
The canceling element is driven by a semiconductor that variably controls the slope of the second control signal for switching the canceling element from off to on with respect to the timing of the first control signal for switching the main switching element from on to off. apparatus.

(付記4)
第1ノードに接続された第1電極、第2ノードに接続された第2電極、および、該第1および第2電極間の接続を制御する第1制御電極を有する少なくとも1つのメインスイッチング素子と、
前記第2ノードに接続される第3電極、第3ノードに接続される第4電極、および、該第3および第4電極間の接続を制御する第2制御電極を有し、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるときに生じる電荷をキャンセルするキャンセル用素子と、を備え、
前記キャンセル用素子の前記第2制御電極は、前記メインスイッチング素子の前記第1または第2電極に接続され、前記キャンセル用素子の前記第3または第4電極の電位を、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングに対して可変制御する半導体装置。
(Appendix 4)
At least one main switching element having a first electrode connected to the first node, a second electrode connected to the second node, and a first control electrode for controlling connection between the first and second electrodes; ,
A third electrode connected to the second node; a fourth electrode connected to the third node; and a second control electrode for controlling connection between the third and fourth electrodes; A canceling element that cancels the charge generated when the switch is turned from on to off, and
The second control electrode of the canceling element is connected to the first or second electrode of the main switching element, and the main switching element turns on the potential of the third or fourth electrode of the canceling element. Semiconductor device variably controlled with respect to the timing of switching from off to off.

(付記5)
付記4に記載の半導体装置において、
前記キャンセル用素子の前記第3または第4電極の電位は、前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替えるタイミングに対して可変のタイミングで制御される半導体装置。
(Appendix 5)
In the semiconductor device according to attachment 4,
A semiconductor device in which the potential of the third or fourth electrode of the canceling element is controlled at a variable timing with respect to a timing of switching the main switching element from on to off.

(付記6)
付記4に記載の半導体装置において、
前記キャンセル用素子の前記第3または第4電極の電位は、前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替えるタイミングに対して可変の傾きで制御される半導体装置。
(Appendix 6)
In the semiconductor device according to attachment 4,
The semiconductor device in which the potential of the third or fourth electrode of the canceling element is controlled with a variable inclination with respect to the timing of switching the main switching element from on to off.

(付記7)
付記1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置において、
前記メインスイッチング素子および前記キャンセル用素子は、トランジスタであり、前記キャンセル用素子のトランジスタサイズは、前記メインスイッチング素子のトランジスタサイズの半分である半導体装置。
(Appendix 7)
In the semiconductor device according to any one of appendices 1 to 6,
The main switching element and the canceling element are transistors, and a transistor size of the canceling element is half of a transistor size of the main switching element.

(付記8)
付記7に記載の半導体装置において、
前記メインスイッチング素子は、第1導電型の第1メインスイッチング素子、および、第2導電型の第2メインスイッチング素子を備え、該第1および第2メインスイッチング素子は、並列接続されてコンプリメンタリースイッチを構成する半導体装置。
(Appendix 8)
In the semiconductor device according to attachment 7,
The main switching element includes a first conductive type first main switching element and a second conductive type second main switching element, and the first and second main switching elements are connected in parallel to be complementary switches. The semiconductor device which comprises.

(付記9)
第1ノードに接続された第1電極、第2ノードに接続された第2電極、および、該第1および第2電極間の接続を制御する制御電極を有する少なくとも1つのメインスイッチング素子と、
前記第2ノードに接続される第3電極、および、第3ノードに接続される第4電極を有し、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるときに生じる電荷をキャンセルするキャンセル用容量と、を備え、
前記キャンセル用容量の前記第4電極の電位を、前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングに対して可変制御する半導体装置。
(Appendix 9)
At least one main switching element having a first electrode connected to the first node, a second electrode connected to the second node, and a control electrode for controlling the connection between the first and second electrodes;
A canceling capacitor that has a third electrode connected to the second node and a fourth electrode connected to the third node, and cancels a charge generated when the main switching element is switched from on to off; With
A semiconductor device that variably controls the potential of the fourth electrode of the canceling capacitor with respect to a timing at which the main switching element is switched from on to off.

(付記10)
第1電源線に各ソース電極が接続され、第1および第2入力信号が各ゲート電極に供給される第1導電型の第1および第2トランジスタと、
第2電源線にソース電極が接続され、互いのドレイン電極およびゲート電極が交差接続されてラッチを構成する第2導電型の第3および第4トランジスタと、を備え、
前記第1トランジスタの前記ドレイン電極と前記第3トランジスタの前記ドレイン電極との第1共通接続ノード、および、前記第2トランジスタの前記ドレイン電極と前記第4トランジスタの前記ドレイン電極との第2共通接続ノードからラッチされた相補の信号を出力するコンパレータであって、
前記第1共通接続ノードと前記第2共通接続ノードとの間に付記1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置を設け、該半導体装置における前記メインスイッチング素子により前記コンパレータのリセット動作を実行するようにしたコンパレータ。
(Appendix 10)
First and second transistors of a first conductivity type, each source electrode being connected to a first power supply line, and first and second input signals being supplied to each gate electrode;
A third electrode and a second transistor of the second conductivity type, each having a source electrode connected to the second power supply line and a drain electrode and a gate electrode cross-connected to form a latch;
A first common connection node between the drain electrode of the first transistor and the drain electrode of the third transistor; and a second common connection between the drain electrode of the second transistor and the drain electrode of the fourth transistor. A comparator that outputs a complementary signal latched from a node,
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 9 is provided between the first common connection node and the second common connection node, and the reset operation of the comparator is executed by the main switching element in the semiconductor device. A comparator to do.

(付記11)
第1電源線に各ソース電極が接続され、第1および第2入力信号が各ゲート電極に供給される第1導電型の第1および第2トランジスタと、
第2電源線にソース電極が接続され、互いのドレイン電極およびゲート電極が交差接続されてラッチを構成する第2導電型の第3および第4トランジスタと、を備え、
前記第1トランジスタの前記ドレイン電極と前記第3トランジスタの前記ドレイン電極との第1共通接続ノード、および、前記第2トランジスタの前記ドレイン電極と前記第4トランジスタの前記ドレイン電極との第2共通接続ノードからラッチされた相補の信号を出力するコンパレータであって、
前記第1および第2トランジストと並列にそれぞれ付記1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置を設け、該各半導体装置における前記メインスイッチング素子の前記制御電極を前記第1および第2トランジストの前記制御電極にそれぞれ接続するようにしたコンパレータ。
(Appendix 11)
First and second transistors of a first conductivity type, each source electrode being connected to a first power supply line, and first and second input signals being supplied to each gate electrode;
A third electrode and a second transistor of the second conductivity type, each having a source electrode connected to the second power supply line and a drain electrode and a gate electrode cross-connected to form a latch;
A first common connection node between the drain electrode of the first transistor and the drain electrode of the third transistor; and a second common connection between the drain electrode of the second transistor and the drain electrode of the fourth transistor. A comparator that outputs a complementary signal latched from a node,
The semiconductor device according to any one of appendices 1 to 9 is provided in parallel with each of the first and second transistors, and the control electrode of the main switching element in each semiconductor device is connected to the first and second transistors. A comparator connected to each of the control electrodes.

1,1’;10;101,102 メインスイッチングトランジスタ(メインスイッチング素子)
2;21,22;201,202 キャンセル用トランジスタ(キャンセル用素子)
2’ キャンセル用容量(キャンセル用素子)
3 バッファアンプ
4 制御信号生成回路
CS1;CS10;CS101,CS102 メインスイッチングトランジスタの制御信号(ゲート電極電圧)
CS2;CS21,CS22;CS201,CS202 キャンセル用トランジスタの制御信号(ゲート電極電圧)
D1,D2 ドレイン電極
G1,G2 ゲート電極
S1,S2 ソース電極
1, 1 ';10; 101, 102 Main switching transistor (main switching element)
2; 21, 22; 201, 202 Canceling transistor (cancelling element)
2 'canceling capacity (cancellation element)
3 Buffer amplifier 4 Control signal generation circuit CS1; CS10; CS101, CS102 Main switching transistor control signal (gate electrode voltage)
CS2; CS21, CS22; CS201, CS202 Cancel transistor control signal (gate electrode voltage)
D1, D2 Drain electrode G1, G2 Gate electrode S1, S2 Source electrode

Claims (6)

第1ノードに接続された第1電極、第2ノードに接続された第2電極、および、該第1および第2電極間の接続を第1制御信号により制御する第1制御電極を有する少なくとも1つのメインスイッチング素子と、
前記第2ノードに接続された第3電極と第4電極、および、第2制御信号が供給された第2制御電極を有する第1キャンセル用素子と、
前記第1制御信号および第2制御信号を出力する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記第1制御信号に基づいて前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替える場合に、前記第2制御信号に基づいて、前記第2ノードに生じる電荷を前記第1キャンセル用素子でキャンセルする、
ことを特徴とする半導体装置。
At least one having a first electrode connected to the first node, a second electrode connected to the second node, and a first control electrode for controlling the connection between the first and second electrodes by a first control signal Two main switching elements,
A first canceling element having a third electrode and a fourth electrode connected to the second node, and a second control electrode to which a second control signal is supplied;
A control unit that outputs the first control signal and the second control signal,
The controller is
When switching the main switching element from on to off based on the first control signal, the charge generated in the second node is canceled by the first canceling element based on the second control signal;
A semiconductor device.
前記第1キャンセル用素子によりキャンセルされる電荷の量は、前記第1制御信号のレベルが前記メインスイッチング素子の閾値電圧を跨いで前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わり、且つ、前記第2制御信号が前記第1キャンセル用素子の閾値電圧を跨いで前記第1キャンセル用素子が電荷を吸収する量に基づく、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The amount of charge canceled by the first canceling element is such that the level of the first control signal crosses the threshold voltage of the main switching element, the main switching element switches from on to off, and the second control Based on the amount of charge absorbed by the first canceling element across a threshold voltage of the first canceling element,
The semiconductor device according to claim 1.
さらに、
前記第1ノードに接続された第5電極と第6電極、および、前記制御部から出力される第3制御信号が供給された第3制御電極を有する第2キャンセル用素子を有し、
前記制御部は、
前記第1制御信号に基づいて前記メインスイッチング素子をオンからオフに切り替える場合に、前記第3制御信号に基づいて、前記第1ノードに生じる電荷を前記第2キャンセル用素子でキャンセルする、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
further,
A second canceling element having a fifth electrode and a sixth electrode connected to the first node, and a third control electrode supplied with a third control signal output from the control unit;
The controller is
When the main switching element is switched from on to off based on the first control signal, the charge generated at the first node is canceled by the second canceling element based on the third control signal;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
前記第2キャンセル用素子によりキャンセルされる電荷の量は、前記第1制御信号のレベルが前記メインスイッチング素子の閾値電圧を跨いで前記メインスイッチング素子がオンからオフに切り替わり、且つ、前記第3制御信号が前記第2キャンセル用素子の閾値電圧を跨いで前記第2キャンセル用素子が電荷を吸収する量に基づく、
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
The amount of charge canceled by the second canceling element is such that the level of the first control signal crosses the threshold voltage of the main switching element, the main switching element is switched from on to off, and the third control signal is Based on the amount of charge absorbed by the second canceling element across the threshold voltage of the second canceling element,
The semiconductor device according to claim 3.
前記制御部は、前記第2制御信号と前記第3制御信号とを別個独立に制御する、
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の半導体装置。
The control unit separately and independently controls the second control signal and the third control signal;
The semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
前記メインスイッチング素子は、第1導電型の第1メインスイッチング素子と、該第1メインスイッチング素子に並列接続された第2導電型の第2メインスイッチング素子と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の半導体装置。
The main switching element includes a first conductive type first main switching element and a second conductive type second main switching element connected in parallel to the first main switching element.
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
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