JP2576345B2 - Multi-bit all match detection circuit - Google Patents

Multi-bit all match detection circuit

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JP2576345B2
JP2576345B2 JP4323870A JP32387092A JP2576345B2 JP 2576345 B2 JP2576345 B2 JP 2576345B2 JP 4323870 A JP4323870 A JP 4323870A JP 32387092 A JP32387092 A JP 32387092A JP 2576345 B2 JP2576345 B2 JP 2576345B2
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pmos
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多数ビットの全一致検出
回路に関し、特に半導体ランダムアクセスメモリの検査
に使用する多数ビットの全一致検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple bit full match detection circuit, and more particularly to a multiple bit full match detection circuit used for testing a semiconductor random access memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の多数ビットの全一致検出回路と
しての説明を簡単にするため4ビットの信号を有する全
一致検出回路を例として説明する。
2. Description of the Related Art In order to simplify the description of a multi-bit all-match detection circuit of this kind, an all-match detection circuit having a 4-bit signal will be described as an example.

【0003】図7を参照すると、この全一致検出回路
は、4ビットの各信号(1,2,3,4)の全“1”検
出を行う4ビット入力のナンド回路NAND3と、全
“0”検出を行う4ビット入力のノア回路NOR1と、
ノア回路NOR1の出力を反転させるインバータ回路I
NV2と、ナンド回路NAND3とインバータ回路IN
V2のそれぞれの出力を入力とする2入力ナンド回路N
AND2とで構成される。その真理値表を表1に示す。
Referring to FIG. 7, this all match detection circuit includes a 4-bit input NAND circuit NAND3 for detecting all "1" of each 4-bit signal (1, 2, 3, 4), and an all "0". A 4-bit input NOR circuit NOR1 for detecting
Inverter circuit I for inverting the output of NOR circuit NOR1
NV2, NAND circuit NAND3 and inverter circuit IN
Two-input NAND circuit N that receives each output of V2
AND2. Table 1 shows the truth table.

【0004】[0004]

【表1】 [Table 1]

【0005】このCMOS構造の4ビットの全一致検出
回路のレイアウトの一例の全体図を図8に、部分図を図
17、図18および図19に示す。ドットで示す領域は
ポリシリコン層を表し左上りの斜線で示す領域は第1ア
ルミ配線層を表し、右上りの斜線で示す領域は第2アル
ミ配線層を表わす。
FIG. 8 is an overall view showing an example of the layout of the 4-bit all-match detection circuit having the CMOS structure, and FIGS. 17, 18 and 19 are partial views. The area indicated by the dots indicates the polysilicon layer, the area indicated by the diagonally upward slanted line indicates the first aluminum wiring layer, and the area indicated by the diagonally upper right diagonal line indicates the second aluminum wiring layer.

【0006】CMOS構造4ビットの全一致検出回路の
結線は、まず図17を参照すると、第1アルミ配線AV
DDからコンタクトC1を経由してP型拡散領域P1に
接続され、ポリシリコンゲートPOLY4、POLY
3、POLY2、およびPOLY1を横切ってコンタク
トC5を経由してアルミ配線A1に接続される。P型拡
散領域P1とポリシリコンゲートPOLY4、POLY
3、POLY2およびPOLY1との重なった部分にP
MOSトランジスタQP4、QP3、QP2およびQP
1が配置され第1アルミ配線AGNDからコンタクトC
2を経由してN型拡散領域N1に接続され、ポリシリコ
ンゲートPOLY4を横切りコンタクトC7を経由して
アルミ配線A1に、同様にコンタクトC3からポリシリ
コンゲートPOLY3を横切りコンタクトC7を経由し
てアルミ配線A1に、コンタクトC3からポリシリコン
ゲートPOLY2を横切りコンタクトC6を経由してア
ルミ配線A1に、コンタクトC4からポリシリコンゲー
トPOLY1を横切りコンタクトC6を経由してアルミ
配線A1にそれぞれ接続される。N型拡散領域N1とポ
リシリコンゲートPOLY4、POLY3、POLY2
およびPOLY1との重なった部分に同様にNMOSト
ランジスタQN4、QN3、QN2およびQN1が配置
される。トランジスタ等価回路図で表現すると、図9の
ように4入力NORとなる。
Referring to FIG. 17, first, a first aluminum wiring AV
DD is connected to the P-type diffusion region P1 via the contact C1, and the polysilicon gates POLY4, POLY
3, POLY2 and POLY1 are connected to the aluminum wiring A1 via the contact C5. P-type diffusion region P1 and polysilicon gates POLY4, POLY
3, PLY is added to the overlapping part of POLY2 and POLY1.
MOS transistors QP4, QP3, QP2 and QP
1 are arranged and the first aluminum wiring AGND is connected to the contact C
2 and connected to the N-type diffusion region N1 and traverses the polysilicon gate POLY4 to the aluminum wiring A1 via the contact C7, and similarly from the contact C3 to the aluminum wiring traverses the polysilicon gate POLY3 and the contact C7. A1 is connected to the aluminum wiring A1 from the contact C3 across the polysilicon gate POLY2 via the contact C6, and is connected to the aluminum wiring A1 from the contact C4 across the polysilicon gate POLY1 via the contact C6. N-type diffusion region N1 and polysilicon gates POLY4, POLY3, POLY2
Similarly, NMOS transistors QN4, QN3, QN2 and QN1 are arranged in a portion overlapping with POLY1. Expressed in a transistor equivalent circuit diagram, it becomes a 4-input NOR as shown in FIG.

【0007】次に図19を併せて参照すると、第1アル
ミ配線AGNDからコンタクトC8を経由してN型拡散
領域N1に接続され、ポリシリコンゲートPOLY9、
POLY10、POLY11およびPOLY12を横切
ってコンタクトC9を経由してアルミ配線A5に接続さ
れる。N型拡散領域N1とポリシリコンゲートPOLY
9、POLY10、POLY11およびPOLY12と
の重なった部分にNMOSトランジスタQN9、QN1
0、QN11およびQN12が配置され、第1アルミ配
線AVDDからコンタクトC10を経由してP型拡散領
域P1に接続され、ポリシリコンゲートPOLY9を横
切りコンタクトC13を経由してアルミ配線A5に、同
様にコンタクトC11からポリシリコンゲートPOLY
10を横切りコンタクトC13を経由してアルミ配線A
5に、コンタクトC11からポリシリコンゲートPOL
Y11を横切りコンタクトC14を経由してアルミ配線
A5に、コンタクトC12からポリシリコンゲートPO
LY12を横切りコンタクトC14を経由してアルミ配
線A5にそれぞれ接続される。P型拡散領域P1とポリ
シリコンゲートPOLY9、POLY10、POLY1
1およびPOLY12との重なった部分に同様にPMO
SトランジスタQP9、QP10、QP11およびQP
12が配置される。トランジスタ等価回路図で表現する
と、図10のように4入力NANDとなる。
Referring also to FIG. 19, the first aluminum interconnection AGND is connected to the N-type diffusion region N1 via a contact C8, and a polysilicon gate POLY9,
It is connected to the aluminum wiring A5 via the contact C9 across the POLY10, POLY11 and POLY12. N-type diffusion region N1 and polysilicon gate POLY
9, POLY10, POLY11 and POLY12 overlap NMOS transistors QN9 and QN1.
0, QN11 and QN12 are arranged, connected from the first aluminum wiring AVDD to the P-type diffusion region P1 via the contact C10, traverse the polysilicon gate POLY9, and contact the aluminum wiring A5 via the contact C13. C11 to polysilicon gate POLY
10 and aluminum wiring A via contact C13
5, from the contact C11 to the polysilicon gate POL.
Y11 traverses to the aluminum wiring A5 via the contact C14 and from the contact C12 to the polysilicon gate PO.
It crosses LY12 and is connected to the aluminum wiring A5 via the contact C14. P-type diffusion region P1 and polysilicon gates POLY9, POLY10, POLY1
PMO1 and POLY12
S transistors QP9, QP10, QP11 and QP
12 are arranged. Expressed in a transistor equivalent circuit diagram, it becomes a 4-input NAND as shown in FIG.

【0008】さらに図18を併せて参照すると、POL
Y5とP型拡散領域P1との重なる部分にPMOSトラ
ンジスタQP5およびPOLY5とN型拡散領域N1と
の重なる部分にNMOSトランジスタQN5が配置され
る。第1アルミ配線AVDDからコンタクトC1→PM
OSトランジスタQP5→コンタクトC16を経由して
第1アルミ配線A2に接続され、第1アルミ配線AGN
DからコンタクトC2→NMOSトランジスタQN5→
コンタクトC17を経由して第1アルミ配線A2に接続
され、第1アルミ配線AGNDからコンタクトC2→N
MOSトランジスタQN5→コンタクトC17を経由し
て第1アルミ配線A2に接続され、第1アルミ配線A1
からコンタクトC15を経由してポリシリコンゲートP
OLY5に接続される。これは第1アルミ配線A1の信
号に対してインバータ機能(論理反転機能)を有してい
ることになる。
[0008] Referring also to FIG.
A PMOS transistor QP5 is arranged at a portion where Y5 and the P-type diffusion region P1 overlap, and an NMOS transistor QN5 is arranged at a portion where POLY5 and the N-type diffusion region N1 overlap. From the first aluminum wiring AVDD to the contact C1 → PM
OS transistor QP5 is connected to first aluminum interconnection A2 via contact C16, and first aluminum interconnection AGN
From D to contact C2 → NMOS transistor QN5 →
It is connected to the first aluminum wiring A2 via the contact C17, and contacts C2 → N from the first aluminum wiring AGND.
MOS transistor QN5 is connected to first aluminum wiring A2 via contact C17, and is connected to first aluminum wiring A1.
Through the contact C15 to the polysilicon gate P
Connected to OLY5. This means that the signal of the first aluminum wiring A1 has an inverter function (logic inversion function).

【0009】また、さらに、同様にポリシリコンゲート
POLY7およびPOLY8とP型拡散領域P1との重
なる部分にPMOSトランジスタQP7およびQP8が
配置され、ポリシリコンゲートPOLY7およびPOL
Y8とN型拡散領域N1との重なる部分にNMOSトラ
ンジスタQN7およびQN8が配置され、電源の第1ア
ルミ配線AVDDからコンタクトC20→PMOSトラ
ンジスタPQ7→コンタクトC22を経由して第1アル
ミ配線A4に接続され、同じく電源の第1アルミ配線A
VDDからコンタクトC10→PMOSトランジスタQ
P7→コンタクトC22を経由して第1アルミ配線A4
に接続され、第1アルミ配線A4からスルーホールT2
を経由して第2アルミ配線A20に接続され、グランド
の第1アルミ配線AGNDからコンタクトC8→NMO
SトランジスタQN8およびQN7→コンタクトC19
を経由して第1アルミ配線A3に接続され、第1アルミ
配線A3からスルーホールT1を経由して第2アルミ配
線A20に接続され、第1アルミ配線A2からコンタク
トC18を経由してポリシリコンゲートPOLY7に接
続され、第1アルミ配線A5からコンタクトC21を経
由してポリシリコンゲートPOLY8に接続される。
Further, similarly, PMOS transistors QP7 and QP8 are arranged at a portion where polysilicon gates POLY7 and POLY8 overlap P-type diffusion region P1, and polysilicon gates POLY7 and POL8 are provided.
NMOS transistors QN7 and QN8 are arranged at a portion where Y8 and N type diffusion region N1 overlap, and are connected from first aluminum wiring AVDD of the power supply to first aluminum wiring A4 via contact C20 → PMOS transistor PQ7 → contact C22. , Also the first aluminum wiring A of the power supply
From VDD to contact C10 → PMOS transistor Q
P7 → first aluminum wiring A4 via contact C22
And the first aluminum wiring A4 to the through hole T2
Through the contact C8 → NMO from the ground first aluminum wiring AGND.
S transistors QN8 and QN7 → contact C19
Through the first aluminum wiring A3, through the through hole T1, from the first aluminum wiring A3 to the second aluminum wiring A20, and from the first aluminum wiring A2 through the contact C18 to the polysilicon gate. POLY7 and from the first aluminum wiring A5 to the polysilicon gate POLY8 via the contact C21.

【0010】これにより、第1アルミ配線A2と第1ア
ルミ配線A5の信号に対して2入力ナンドの機能を有し
ていることになる。
As a result, a signal having a two-input NAND function is provided for the signals on the first aluminum wiring A2 and the first aluminum wiring A5.

【0011】コンタクトC30、C31およびC32
は、電源の第1アルミ配線AVDDからポリシリコンゲ
ートPOLYOP、POLY6PおよびPOLY13P
に接続し、隣り合うPMOSトランジスタのソース・ド
レイン領域をPMOSトランジスタQP0、QP6およ
びQP13で分離しており、同様に、コンタクトC3
3、C34およびC35は、グランドの第1アルミ配線
AGNDからポリシリコンゲートPOLYON、POL
Y6NおよびPOLY13Nに接続し、隣り合うNMO
Sトランジスタのソース・ドレイ領域をNMOSトラン
ジスタQN0、QN6およびQN13で分離している。
Contacts C30, C31 and C32
From the first aluminum wiring AVDD of the power supply to the polysilicon gates POLYOP, POLY6P and POLY13P
And the source / drain regions of the adjacent PMOS transistors are separated by PMOS transistors QP0, QP6 and QP13.
3, C34 and C35 are connected to the polysilicon gates POLYON, POL from the ground first aluminum interconnection AGND.
NMO connected to Y6N and POLY13N
The source / drain region of the S transistor is separated by NMOS transistors QN0, QN6 and QN13.

【0012】ポリシリコンゲートPOLY1とPOLY
12とを、コンタクトC41、第1アルミ配線A11お
よびコンタクトC42で接続し、ポリシリコンゲートP
OLY2とPOLY11とを、コンタクトC43、第1
アルミ配線A12およびコンタクトC44で接続し、ポ
リシリコンゲートPOLY3とPOLY10とを、コン
タクトC45、第1アルミ配線A13およびコンタクト
C46とで接続し、ポリシリコンゲートPOLY4とP
OLY9とを、コンタクトC47・第1アルミ配線A1
4・コンタクトC48で接続する。
The polysilicon gates POLY1 and POLY
12 via a contact C41, a first aluminum interconnection A11 and a contact C42, and a polysilicon gate P
OLY2 and POLY11 are connected to the contact C43, the first
The polysilicon gates POLY3 and POLY10 are connected by an aluminum wiring A12 and a contact C44, and the polysilicon gates POLY3 and POLY10 are connected by a contact C45, a first aluminum wiring A13 and a contact C46.
OLY9 is connected to contact C47 and first aluminum wiring A1.
4. Connect with contact C48.

【0013】以上の説明から、図8に示す全一致検出回
路のレイアウト図は図7に示す回路図の機能を有してい
る。
From the above description, the layout diagram of the all match detection circuit shown in FIG. 8 has the function of the circuit diagram shown in FIG.

【0014】一般的に図8のレイアウトでは、第2アル
ミの配線格子間隔で横方向(ゲートに垂直の方向)は1
3ピッチを必要とする。4ビットではなくもっと多数
(n)ビットになると、横方向の大きさは以下のように
表される。
Generally, in the layout of FIG. 8, the horizontal direction (the direction perpendicular to the gate) is 1 at the wiring grid interval of the second aluminum.
Requires 3 pitches. For a larger number (n) of bits instead of four, the horizontal dimension can be expressed as:

【0015】 [横方向の大きさ]=2×n+5ピッチ …(1) また、各ビットに接続されるPMOS,NMOSトラン
ジスタのゲート数はそれぞれ2個づつである。
[Horizontal size] = 2 × n + 5 pitch (1) Further, the number of gates of the PMOS and NMOS transistors connected to each bit is two each.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の多数ビットの全一致検出回路では、全一致検出す
るビット数が大きくなるにつれて、それを実現するチッ
プ上での配置レイアウトに占める面積が大きくなり、チ
ップの歩留低下を招く問題を有していた。
As described above, in the conventional multi-bit all-match detection circuit described above, as the number of bits for which all-match detection is performed increases, the area occupied by the layout on a chip for realizing the same is increased. And the yield of chips has been reduced.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の多数ビットの全
一致検出回路は、nビット(nは自然数)の全“0”検
出と全“1”検出手段を有する多数ビットの全一致検出
回路において、電源端子に直列に接続する(n+1)個
のPMOSトランジスタのうち前記電源端子側から1番
目乃至n番目のPMOSトランジスタのゲートのそれぞ
れにnビットの信号を各々接続し、前記電源端子側から
(n+1)番目のPMOSトランジスタのゲートに制御
信号(または、制御信号の反転信号)を接続し、前記
(n+1)番目のPMOSトランジスタのドレインとグ
ランド端子間にゲートに電源電位を印加するNMOS負
荷トランジスタを接続し、前記(n+1)番目PMOS
トランジスタのドレインと前記NMOS負荷トランジス
タのドレインとの接続点からの信号を出力する全“0”
検出回路と、前記グランド端子に直列に接続する(n+
1)個のNMOSトランジスタのうち前記グランド端子
側から1番目乃至n番目のNMOSトランジスタのゲー
トのそれぞれに前記nビットの信号を各々接続し、前記
グランド端子側から(n+1)番目NMOSトランジス
タには前記制御信号の反転信号(または、前記制御信
号)を接続し、前記(n+1)番目のNMOSトランジ
スタのドレインと前記電源端子間にゲートにグランド電
位を印加するPMOS負荷トランジスタを接続し、前記
(n+1)番目のNMOSトランジスタのドレインと前
記PMOS負荷トランジスタのドレインとの接続点から
の信号を出力する全“1”検出回路とを備え、前記電源
端子から前記(n+1)番目のPMOSトランジスタ
は、前記制御信号に対応して前記電源端子側から1番目
のPMOSトランジスタ乃至n番目のPMOSトランジ
スタのそれぞれを流れる電流を遮断し、前記グランド端
子から前記(n+1)番目のNMOSトランジスタは、
前記制御信号に対応して前記グランド端子側から1番目
のNMOSトランジスタ乃至n番目のNMOSトランジ
スタのそれぞれを流れる電流を遮断する構成である。
According to the present invention, there is provided a multi-bit all-match detection circuit comprising n-bit (n is a natural number) all "0" detection and all-bit "1" detection means. in, connected in series to the power supply terminal (n + 1) 1 No. from the power supply terminal side of the number of PMOS transistors
An n-bit signal is connected to each of the gates of the first to nth PMOS transistors, and a control signal (or an inverted signal of the control signal) is connected to the gate of the (n + 1) th PMOS transistor from the power supply terminal side. An NMOS load transistor for applying a power supply potential to a gate is connected between the drain of the (n + 1) th PMOS transistor and a ground terminal, and the (n + 1) th PMOS transistor is connected.
All "0" s that output a signal from a connection point between the drain of the transistor and the drain of the NMOS load transistor
A detection circuit is connected in series to the ground terminal (n +
1) The n-bit signal is connected to each of the gates of the first to n-th NMOS transistors from the ground terminal side of the NMOS transistors, and the (n + 1) th NMOS transistor is connected to the (n + 1) -th NMOS transistor from the ground terminal side. Connecting an inverted signal of the control signal (or the control signal), connecting a PMOS load transistor for applying a ground potential to the gate between the drain of the (n + 1) th NMOS transistor and the power supply terminal, and connecting the (n + 1) th with the drain of the NMOS transistor and all "1" detector circuit for outputting a signal from a connection point between the drain of the PMOS load transistors, said power supply
(N + 1) th PMOS transistor from the terminal
Is the first from the power terminal side corresponding to the control signal.
PMOS transistor to n-th PMOS transistor
Block the current flowing through each of the
The (n + 1) th NMOS transistor from the
First from the ground terminal side in response to the control signal
NMOS transistor to nth NMOS transistor
In this configuration, the current flowing through each of the stars is cut off .

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の第1の実施例の多数ビッ
トの全一致検出回路回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a multi-bit, all-match detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

【0022】この実施例の多数ビットの全一致検出回路
は、電源から直列に接続された(n+1)個のPMOS
トランジスタQ11〜Q1nおよびQ1EとPMOSト
ランジスタQ1Eのドレインとグランド端子間に負荷と
してゲートに電源電位の印加されたNMOSトランジス
タQ1Lで構成され、各々のPMOSトランジスタQ1
1〜Q1nおよびQ1Eのゲートには多数ビットの信号
と制御信号(このときは“L”レベル時に機能動作す
る)とをそれぞれ接続し、PMOSトランジスタQ1E
のドレインとNMOSトランジスタQ1Lのドレインの
接続点を出力Bとする構成である。出力Bの真理値表は
表2に示すようにノア機能になる。つまり、全“0”検
出回路となっている。
The multi-bit, all-match detection circuit of this embodiment includes (n + 1) PMOS transistors connected in series from a power supply.
The transistors Q11 to Q1n and Q1E and the NMOS transistor Q1L having a power supply potential applied to the gate as a load between the drain and the ground terminal of the PMOS transistor Q1E.
The gates of 1 to Q1n and Q1E are connected to a multi-bit signal and a control signal (in this case, functioning at the time of "L" level).
And the connection point between the drain of the NMOS transistor Q1L and the drain of the NMOS transistor Q1L is set as the output B. The truth table of the output B has a NOR function as shown in Table 2. That is, the circuit is an all-zero detection circuit.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】ただし、出力Bの“1”とは、トランジス
タQ11〜Q1n,Q1Eのそれぞれのオン抵抗R11
〜R1n,R1Eの直列抵抗とトランジスタQ1Lのオ
ン抵抗R1Lの比で決まる電圧のことであり、出力Bの
“0”とは、接地電位の値である。
However, "1" of the output B means the on-resistance R11 of each of the transistors Q11 to Q1n and Q1E.
1R1n, R1E means a voltage determined by the ratio of the series resistance of the transistor Q1L to the ON resistance R1L, and “0” of the output B is the value of the ground potential.

【0025】グランド端子から直列に接続された(n+
1)個のNMOSトランジスタQ21〜Q2nおよびQ
2EとNMOSトランジスタQ2Eのドレインと電源端
子間に負荷としてゲートに接地電位の印加されたPMO
SトランジスタQ2Lで構成され、各々のNMOSトラ
ンジスタQ21〜Q2nおよびQ2Eのゲートには多数
ビットの信号と制御信号をインバータ回路INV1で反
転した信号とをそれぞれ接続し、NMOSトランジスタ
Q2EのドレインとPMOSトランジスタQ2Lのドレ
インの接続点を出力Aとする構成である。出力Aの真理
値表は表3に示すようにナンド機能になる。つまり、全
“1”検出回路となっている。
The (n +) connected in series from the ground terminal
1) NMOS transistors Q21 to Q2n and Q
PMO having a ground potential applied to its gate as a load between the power supply terminal and the drain of NMOS transistor Q2E and NMOS transistor Q2E.
A multi-bit signal and a signal obtained by inverting a control signal by an inverter circuit INV1 are connected to the gates of the NMOS transistors Q21 to Q2n and Q2E, respectively. The drain of the NMOS transistor Q2E and the PMOS transistor Q2L Are connected to the output A at the drain connection point. The truth table of the output A has a NAND function as shown in Table 3. That is, all "1" detection circuits are provided.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】ただし、出力Aの“0”とは、トランジス
タQ2Lのオン抵抗R2LとトランジスタQ2E,Q2
1〜Q2nのそれぞれのオン抵抗R2E,R21〜R2
nの直列抵抗の比で決まる電圧のことであり、出力Aの
“1”とは、電源電圧の値である。
However, "0" of the output A means that the on-resistance R2L of the transistor Q2L and the transistors Q2E and Q2
1 to Q2n, the respective on-resistances R2E, R21 to R2
This is a voltage determined by the ratio of the series resistance of n, and “1” of the output A is the value of the power supply voltage.

【0028】よって、出力BおよびAの信号を使用する
インバータ回路INV0,ナンド回路NAND1のしき
い値電圧との関係を満足しないと、正しく論理機能しな
いことになる。
Therefore, unless the relationship between the threshold voltage of the inverter circuit INV0 and the threshold voltage of the NAND circuit NAND1 using the signals of the outputs B and A is not satisfied, the logical function will not be performed correctly.

【0029】 [出力Aの“0”電圧]<[NAND1のしきい値電圧] …(2) [出力Bの“1”電圧]<[INV0のしきい値電圧] …(3) また、CMOSインバータのしきい値電圧Vthは、P
MOSトランジスタのしきい値VtpとベータβpとN
MOSトランジスタのしきい値Vthとベータβnとで
以下のように表現される。
[“A” voltage of output A] <[threshold voltage of NAND1] (2) [“1” voltage of output B><[threshold voltage of INV0] (3) CMOS The threshold voltage Vth of the inverter is P
MOS transistor threshold value Vtp, beta βp and N
The threshold value Vth of the MOS transistor and beta βn are expressed as follows.

【0030】 [0030]

【0031】一般的にCMOSは、Vtp=−Vtn,
βn=βpと設計することが多く、このときは
Generally, CMOS has Vtp = -Vtn,
In many cases, βn = βp, and in this case,

【0032】 [0032]

【0033】となる。また、ベータβは真空中での誘電
率をε0 、比誘電率をε0 x、キャリアの実効移動度μ
ess、ゲート酸化膜圧をTox、MOSトランジスタ
のチャネル長をL,MOSトランジスタのチャネル幅W
を使って表わすと、
## EQU1 ## Β is the dielectric constant in a vacuum of ε 0 , the relative dielectric constant is ε 0 x, and the effective carrier mobility μ is
ess, gate oxide film pressure Tox, MOS transistor channel length L, MOS transistor channel width W
When expressed using

【0034】 [0034]

【0035】となり、コンダクタンスgmはベータβ,
ゲートソース間電圧VG ,トランジスタのしきい値電圧
Vtで表わすと、
And the conductance gm is beta β,
Expressed by the gate-source voltage V G and the threshold voltage Vt of the transistor,

【0036】 [0036]

【0037】であり、トランジスタのオン抵抗値はこの
逆数である。
The ON resistance value of the transistor is the reciprocal of this.

【0038】具体的には、インバータINV0のしきい
値VthをVth=Vdd/2にするために、PMOS
のトランジスタのチャネル長Lpとチャネル幅WpとN
MOSのトランジスタのチャネル長Lnとチャネル幅W
nとがそれぞれ1μm、12μm、0.8μmおよび8
μmだったとすると、ナンドNAND1のしきい値は以
下のようになる。
Specifically, in order to set the threshold value Vth of the inverter INV0 to Vth = Vdd / 2, a PMOS
Channel length Lp, channel width Wp and N
Channel length Ln and channel width W of MOS transistor
n is 1 μm, 12 μm, 0.8 μm and 8
If it is μm, the threshold value of the NAND NAND1 is as follows.

【0039】 [0039]

【0040】Vtp=−Vtn,βn=βpのとき、9
式は以下のようになる。
When Vtp = −Vtn, βn = βp, 9
The formula is as follows.

【0041】 [0041]

【0042】電源電圧Vdd=5V,Vth=0.8V
と仮定すると、(10)式は3.15VとなりVdd/
2を越える。βn=βpの関係を(7)式に代入する
と、(11)式が得られる。
Power supply voltage Vdd = 5V, Vth = 0.8V
Equation (10) gives 3.15 V, and Vdd /
Over two. Substituting the relationship of βn = βp into equation (7) yields equation (11).

【0043】 [0043]

【0044】また、出力Aの“0”の電圧は次式で表さ
れる。
The "0" voltage of the output A is represented by the following equation.

【0045】 [0045]

【0046】インバータのしきい値をVdd/2とする
とき、近似的にインバータのPMOSトランジスタのオ
ン抵抗RopとNMOSトランジスタのオン抵抗Ron
はほぼ同一になり、(12)式は以下のように近似され
る。なお、トランジスタのオン抵抗R2E,R21,R
22,…,R2nは同一チャネル長Ln,チャネル幅W
nであるとする。したがって出力Aの“0”の電圧は、
When the threshold value of the inverter is Vdd / 2, the on-resistance Rop of the PMOS transistor and the on-resistance Ron of the NMOS transistor of the inverter are approximately obtained.
Are almost the same, and equation (12) is approximated as follows. Note that the on resistances R2E, R21, R
, R2n are the same channel length Ln and channel width W
Suppose n. Therefore, the voltage of the output A “0” is

【0047】 [0047]

【0048】ここで、(2)式の関係を満たすようにオ
ン抵抗R1Lつまり負荷PMOSトランジスタのチャネ
ル長Lp’およびチャネル幅Wp’を決めればよい。例
えば、Vdd=5V,Vtn=0.8V,Lp=1μ
m,Wp=12μm,Ln=0.8μm,Wn=8μ
m,Lp’=1μmとすると、
Here, the ON resistance R1L, that is, the channel length Lp 'and the channel width Wp' of the load PMOS transistor may be determined so as to satisfy the relationship of the expression (2). For example, Vdd = 5V, Vtn = 0.8V, Lp = 1μ
m, Wp = 12 μm, Ln = 0.8 μm, Wn = 8 μ
m, Lp ′ = 1 μm,

【0049】 [0049]

【0050】また、同様に出力Bの“1”の電圧は次式
で表される。
Similarly, the voltage of "1" of the output B is expressed by the following equation.

【0051】 [0051]

【0052】インバータのしきい値をVdd/2とする
とき、近似的にインバータのPMOSトランジスタのオ
ン抵抗RopとNMOSトランジスタのオン抵抗Ron
はほぼ同一になり、(15)式は以下のように近似され
る。なお、トランジスタのオン抵抗R1E,R11,R
12,…,R1nは同一チャネル長およびチャネル幅W
nであるとする。
When the threshold value of the inverter is Vdd / 2, the ON resistance Rop of the PMOS transistor and the ON resistance Ron of the NMOS transistor of the inverter are approximately obtained.
Are almost the same, and equation (15) is approximated as follows. Note that the on resistances R1E, R11, R
, R1n are the same channel length and channel width W
Suppose n.

【0053】 [0053]

【0054】ここで、(3)式の関係を満たすようにオ
ン抵抗R1Lつまり負荷NMOSトランジスタのチャネ
ル長Ln’およびチャネル幅Wn’を決めればよい。具
体的には、Vdd=5V,Lp=1μm,Wp=12μ
m,Ln=0.8μm,Wn=8μm,Ln’=1μm
とすると、
Here, the ON resistance R1L, that is, the channel length Ln 'and channel width Wn' of the load NMOS transistor may be determined so as to satisfy the relationship of the expression (3). Specifically, Vdd = 5V, Lp = 1 μm, Wp = 12 μ
m, Ln = 0.8 μm, Wn = 8 μm, Ln ′ = 1 μm
Then

【0055】 [0055]

【0056】となる。Is as follows.

【0057】このようにして、各トランジスタのチャネ
ル長Lおよびチャネル幅Wを決めると、図1に示した回
路図の機能は動作するが、全“0”一致検出時および全
“1”一致検出時とも、DC的に貫通電流が回路に流れ
るので、全一致検出回路を動作させないときには制御信
号の電位を制御(図1ではハイレベル状態に)して、そ
の貫通電流を防ぐ。つまり、電力消費を抑える。
When the channel length L and channel width W of each transistor are determined in this manner, the function of the circuit diagram shown in FIG. 1 operates, but when all "0" coincidences are detected and all "1" coincidences are detected. In some cases, a through current flows through the circuit in a DC manner. Therefore, when the all match detection circuit is not operated, the potential of the control signal is controlled (high level in FIG. 1) to prevent the through current. That is, power consumption is suppressed.

【0058】次に、信号のビット数が4のときのレイア
ウトの全体を示す図4ならびにその一部分を示す図1
1,図12および図13を参照して、この実施例のチッ
プ上と配置レイアウトを説明する。
Next, FIG. 4 showing the entire layout when the number of bits of the signal is 4, and FIG.
The on-chip and layout of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0059】まず図11を参照すると、ポリシリコンゲ
ートPOLY1を入力としたインバータ回路INV1
は、電源の第1アルミ配線AVDDからコンタクトC6
1→PMOSトランジスタQP1→コンタクトC62を
経由して第1アルミ配線AGNDからコンタクトC64
→NMOSトランジスタQN1→コンタクトC63を経
由して第1アルミ配線A31に接続され、スルーホール
T20を経由して第2アルミ配線A51に接続されてい
る。
Referring first to FIG. 11, an inverter circuit INV1 having a polysilicon gate POLY1 as an input is provided.
Is connected from the first aluminum wiring AVDD of the power supply to the contact C6.
1 → PMOS transistor QP1 → Contact C64 from first aluminum wiring AGND via contact C62
→ NMOS transistor QN1 → Connected to first aluminum wiring A31 via contact C63, and connected to second aluminum wiring A51 via through hole T20.

【0060】次に図12を併せて参照すると、全“1”
検出回路は、電源の第1アルミ配線AVDDからコンタ
クトC67→PMOSトランジスタQP3→コンタクト
C66を経由して第1アルミ配線A32に接続されグラ
ンドの第1アルミ配線AGNDからコンタクトC68→
NMOSトランジスタQN7,QN6,QN5,QN4
およびQN3のそれぞれのゲートはポリシリコンPOL
Y3P,POLY7、POLY6、POLY5、POL
Y4およびPOLY1であり、ポリシリコンPOLY3
Pは、コンタクトC82→第1アルミ配線A42→スル
ーホールT24→第2アルミ配線A52→スルーホール
T41を経由してグランドの第1アルミ配線に接続され
ている。
Next, referring also to FIG. 12, all "1" s
The detection circuit is connected from the first aluminum wiring AVDD of the power supply to the first aluminum wiring A32 via the contact C67 → the PMOS transistor QP3 → the contact C66 and the contact C68 from the ground first aluminum wiring AGND →
NMOS transistors QN7, QN6, QN5, QN4
And the gates of QN3 are made of polysilicon POL.
Y3P, POLY7, POLY6, POLY5, POL
Y4 and POLY1 and polysilicon POLY3
P is connected to the ground first aluminum wiring via the contact C82 → the first aluminum wiring A42 → the through hole T24 → the second aluminum wiring A52 → the through hole T41.

【0061】さらに、全“0”検出回路は、電源の第1
アルミ配線AVDDからコンタクトC67→PMOSト
ランジスタQP4、QP5、QP6、QP7およびQP
8→コンタクトC70を経由して第1アルミ配線A33
に接続され、グランドの第1アルミ配線AVNDからコ
ンタクトC68→NMOSトランジスタQN8→コンタ
クトC69を経由して第1アルミ配線A33に接続さ
れ、PMOSトランジスタQP4、QP5、QP6、Q
P7およびQP8ならびにNMOSトランジスタQN8
のそれぞれのゲートはポリシリコンPOLY4、POL
Y5、POLY6、POLY7、POLY8Nであり、
ポリシリコンPOLY8Nは、コンタクトC83→第1
アルミ配線A44→スルーホールT25→第2アルミ配
線A53→スルーホールT40を経由して電源の第1ア
ルミ配線に接続されている。なお、ポリシリコンPOL
Y8Pには、第2アルミ配線A51からスルーホールT
21→第1アルミ配線A41→コンタクトC81を経由
した信号が接続されており、ポリシリコンPOLY1に
接続される信号は、制御信号(図1の反転En)であ
る。
Further, the all "0" detection circuit is provided for the first power supply.
Aluminum wiring AVDD to contact C67 → PMOS transistors QP4, QP5, QP6, QP7 and QP
8 → First aluminum wiring A33 via contact C70
Connected to the first aluminum wiring A33 via the contact C68 → the NMOS transistor QN8 → the contact C69 from the ground first aluminum wiring AVND, and the PMOS transistors QP4, QP5, QP6, Q
P7 and QP8 and NMOS transistor QN8
Gates are polysilicon POLY4, POL4
Y5, POLY6, POLY7, POLY8N,
The polysilicon POLY8N is contact C83 → first.
It is connected to the first aluminum wiring of the power supply via the aluminum wiring A44 → the through hole T25 → the second aluminum wiring A53 → the through hole T40. The polysilicon POL
Y8P has a through hole T from the second aluminum wiring A51.
21 → first aluminum wiring A41 → signal via contact C81, and a signal connected to polysilicon POLY1 is a control signal (inverted En in FIG. 1).

【0062】またさらに図13を併せて参照すると、第
1アルミ配線A33の信号に対してインバータ機能(論
理反転機能)を有するインバータINV0は電源の第1
アルミ配線からコンタクトC73→PMOSトランジス
タQP10→コンタクトC71を経由して第1アルミ配
線A34に接続され、グランドの第1アルミ配線からコ
ンタクトC74→NMOSトランジスタQN10→コン
タクトC72を経由して第1アルミ配線A34に接続さ
れ、第1アルミ配線A33からコンタクトC78を経由
してポリシリコンゲートPOLY10に接続されてい
る。
Referring also to FIG. 13, the inverter INV0 having an inverter function (logic inversion function) for the signal of the first aluminum wiring A33 is the first power supply.
The aluminum wiring is connected to the first aluminum wiring A34 via the contact C73 → PMOS transistor QP10 → contact C71, and the first aluminum wiring A34 from the ground first aluminum wiring via the contact C74 → NMOS transistor QN10 → contact C72. , And connected to the polysilicon gate POLY10 from the first aluminum wiring A33 via the contact C78.

【0063】第1アルミ配線A34と第2アルミ配線A
54に対して、2入力ナンドの機能を有するナンド回路
NAND1は、電源の第1アルミ配線からコンタクトC
73→PMOSトランジスタQP11→コンタクトC7
5を経由して第1アルミ配線A35に接続され、同じく
電源の第1アルミ配線からコンタクトC75→PMOS
トランジスタQP12→コンタクトC75を経由して第
1アルミ配線A35に接続され、グランドの第1アルミ
配線からコンタクトC74→NMOSトランジスタQN
11およびQN12→コンタクトC77を経由して第1
アルミ配線A35に接続され、第1アルミ配線A35か
らスルーホールT11を経由して第2アルミ配線A50
に接続されている。また、第1アルミ配線A34(イン
バータ回路INV0の出力)からコンタクトC79を経
由してポリシリコンゲートPOLY11に接続され、第
2アルミ配線A54(全“1”検出部の出力)からスル
ーホールT23→第1アルミ配線A43→コンタクトC
84を経由してポリシリコンゲートPOLY12に接続
されている。
First aluminum wiring A34 and second aluminum wiring A
On the other hand, a NAND circuit NAND1 having a function of a two-input NAND is configured such that a contact C
73 → PMOS transistor QP11 → contact C7
5 and connected to the first aluminum wiring A35, and from the first aluminum wiring of the power supply to the contact C75 → PMOS.
The transistor QP12 is connected to the first aluminum wiring A35 via the contact C75, and the contact C74 is connected to the NMOS transistor QN from the ground first aluminum wiring.
11 and QN12 → First via contact C77
The second aluminum wiring A50 is connected to the aluminum wiring A35, and is connected from the first aluminum wiring A35 through the through hole T11.
It is connected to the. Further, the first aluminum wiring A34 (output of the inverter circuit INV0) is connected to the polysilicon gate POLY11 via the contact C79, and the second aluminum wiring A54 (output of all "1" detecting portions) is connected to the through hole T23. 1 Aluminum wiring A43 → Contact C
It is connected to the polysilicon gate POLY12 via 84.

【0064】コンタクトC50、C51、C52および
C53は、電源の第1アルミ配線AVDDからポリシリ
コンゲートPOLYOP、POLY2P、POLY9P
およびPOLY13Pに接続し、隣り合うPMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域をPMOSトランジス
タQP0、QP2、QP9およびQP13で分離してお
り、同様に、コンタクトC54、C55、C56および
C57は、グランドの第1アルミ配線AGNDからポリ
シリコンゲートPOLYON、POLY2N、POLY
9NおよびPOLY13Nに接続し、隣り合うNMOS
トランジスタのソース・ドレイン領域をNMOSトラン
ジスタQN0、QN2、QN9およびQN13で分離し
ている。
The contacts C50, C51, C52 and C53 are connected from the first aluminum wiring AVDD of the power supply to the polysilicon gates POLYOP, POLY2P, POLY9P.
And POLY13P, the source / drain regions of adjacent PMOS transistors are separated by PMOS transistors QP0, QP2, QP9 and QP13. Similarly, the contacts C54, C55, C56 and C57 are connected to the ground first aluminum wiring. AGND to polysilicon gate POLYON, POLY2N, POLY
9N and POLY13N connected to adjacent NMOS
The source / drain regions of the transistors are separated by NMOS transistors QN0, QN2, QN9 and QN13.

【0065】また、(14)式および(17)式でn=
4として求めたトランジスタのチャネル長Lp’および
Ln’ならびにチャネル幅Wp’およびWn’を使用し
て、トランジスタQP3、QN8をレイアウトしてい
る。このときの図4のレイアウトでは、第2アルミの配
線格子間隔で横方向(ゲートに垂直の方向)は13ピッ
チを必要とする。4ビットではなくもっと多数ビットに
なると、横方向の大きさは以下のように表される。
Further, in the equations (14) and (17), n =
The transistors QP3 and QN8 are laid out using the channel lengths Lp ′ and Ln ′ and the channel widths Wp ′ and Wn ′ of the transistor obtained as No. 4. In this case, in the layout of FIG. 4, 13 pitches are required in the horizontal direction (perpendicular to the gate) at the wiring grid interval of the second aluminum. For a larger number of bits instead of four, the horizontal dimension is expressed as:

【0066】 [横方向の大きさ]=1×n+9ピッチ …(18) また、各ビットに接続されるPMOSおよびNMOSト
ランジスタのゲート数はそれぞれ1個づつである。
[Lateral size] = 1 × n + 9 pitch (18) Further, the number of gates of the PMOS and NMOS transistors connected to each bit is one each.

【0067】以上の説明のように従来の回路・レイアウ
トに比較して、横方向の大きさはn≧4で本発明のほう
が小さくでき、入力のトランジスタ数はnに無関係に小
さくなる。
As described above, as compared with the conventional circuit / layout, the size in the horizontal direction is n ≧ 4 and the present invention can be made smaller, and the number of input transistors becomes smaller irrespective of n.

【0068】図5は、本発明の第1の実施例の他のレイ
アウトを示す図である。図5は、図4に比較して、全
“0”検出回路および全“1”検出回路のトランジスタ
のQP4、QP5、QP6、QP7およびQP8ならび
にQN3、QN4、QN5、QN6およびQN7の配置
間隔をコンタクトがないことから、ポリシリコンの配線
間隔まで詰めることで、図4より横方向の大きさを小さ
くしている以外は、相対的に同一の配置である。
FIG. 5 is a diagram showing another layout of the first embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the arrangement intervals of the transistors QP4, QP5, QP6, QP7 and QP8 and QN3, QN4, QN5, QN6 and QN7 of the transistors of all "0" detection circuits and all "1" detection circuits as compared with FIG. Since there is no contact, the arrangement is relatively the same except that the size in the horizontal direction is smaller than that in FIG.

【0069】図5に示すレイアウトでは、第2アルミの
配線格子間隔で横方向(ゲートに垂直の方向)は13−
5/3ピッチを必要とする。4ビットではなくもっと多
数(n)ビットになると、横方向の大きさは以下のよう
に表される。
In the layout shown in FIG. 5, the horizontal direction (direction perpendicular to the gate) is 13-
Requires 5/3 pitch. For a larger number (n) of bits instead of four, the horizontal dimension can be expressed as:

【0070】 [横方向の大きさ]=(4×n+28)/3ピッチ …(19) なお、5/3ピッチとはn=4のときの図5のときのプ
ロセスでの値で、その小さくなる大きさXは以下の式で
表現される。
[Lateral Size] = (4 × n + 28) / 3 Pitch (19) The 5/3 pitch is a value in the process of FIG. 5 when n = 4, and is smaller. The size X is expressed by the following equation.

【0071】 [0071]

【0072】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0073】図2は、本発明の第2の実施例の回路図で
ある。第2の実施例を示す図2は第1の実施例1の図1
に対して、全一致検出回路の動作/非動作の制御を行う
制御信号をアクティブハイ(ハイレベルで全一致検出動
作)にするように変更しただけなので、第1の実施例と
同様の動作をし、図示するに留め詳細な説明は省略す
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. FIG. 2 showing the second embodiment is the same as FIG. 1 of the first embodiment.
However, since only the control signal for controlling the operation / non-operation of the all match detection circuit is changed to active high (all match detection operation at a high level), the same operation as in the first embodiment is performed. However, detailed description is omitted only for illustration.

【0074】図3は、本発明の第3の実施例の回路図で
ある。この実施例は、全“1”検出回路の出力Aと全
“0”検出回路の出力Bとの論理の取り方をナンド回路
を使用せずにノア回路を使用するように変更しただけな
ので図示するに留め詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the logic of the output A of all "1" detection circuits and the output B of all "0" detection circuits is changed so that the NOR circuit is used without using the NAND circuit. The detailed description is omitted.

【0075】図6は、本発明の第4実施例の回路図であ
る。この実施例は、制御信号Enを反転するインバータ
を外すように変更しただけなので、第1の実施例と同様
に説明でき説明は省略する。
FIG. 6 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment only in that an inverter for inverting the control signal En is removed.

【0076】以上の実施例で全“1”検出回路と全
“0”検出回路に使用する負荷トランジスタQ1L、お
よびQ2Lのチャネル長Lp’およびLn’ならびにチ
ャネル巾Wp’およびWn’を可変して、次段の論理回
路のしきい値条件と合わせていたが、全“1”検出回路
と全“0”検出回路に使用する負荷トランジスタQ1L
およびQ2Lの各ディメンジョンは通常のものと同一と
して、次段の論理回路のしきい値を変更する方法でもよ
い。このときは、(12)式、(15)式で出力Bの
“1”電位、出力Aの“0”電位を求め、(2)式、
(3)式の条件を満たすように、(9)式、(21)式
からトランジスタのディメンジョンを決めることができ
る。
In the above embodiment, the channel lengths Lp 'and Ln' and the channel widths Wp 'and Wn' of the load transistors Q1L and Q2L used for all "1" detection circuits and all "0" detection circuits are varied. , The load transistors Q1L used for all “1” detection circuits and all “0” detection circuits
A method may be adopted in which the dimensions of Q2L and Q2L are the same as normal ones, and the threshold value of the next-stage logic circuit is changed. In this case, the “1” potential of the output B and the “0” potential of the output A are obtained by the equations (12) and (15).
The dimensions of the transistor can be determined from equations (9) and (21) so as to satisfy the condition of equation (3).

【0077】 [0077]

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多数ビッ
トの全一致回路は、電源から直列に接続された(n+
1)個のPMOSトランジスタのゲートのうち電源端子
側から数えて1〜n番目のPMOSトランジスタに多数
ビットの信号を各々接続し、電源端子側から数えて(n
+1)番目のPMOSトランジスタには制御信号を接続
し、更に電源端子側から数えて(n+1)番目のPMO
Sトランジスタのドレインとグランド間に負荷としてゲ
ートに電源電位の印加されたNMOSトランジスタを接
続し、(n+1)番目のPMOSトランジスタのドレイ
ンと負荷としてのNMOSトランジスタのドレインの接
続された信号を出力とする全“0”検出回路と、グラン
ド端子から直列に接続された(n+1)個のNMOSト
ランジスタのゲートのうちグランド側から数えて1〜n
番目のNMOSトランジスタに多数ビットの信号を各々
接続し、グランド端子側から数えて(n+1)番目のN
MOSトランジスタには制御信号の反転信号を接続し、
更にグランド端子側から数えて(n+1)番目のNMO
Sトランジスタのドレインと電源間に負荷としてゲート
にグランド電位の印加されたPMOSトランジスタを接
続し、(n+1)番目のNMOSトランジスタのドレイ
ンと負荷としてのPMOSトランジスタのドレインの接
続された信号を出力とする全“1”検出回路とを有する
ことで、多数ビットの入力負荷トランジスタ数は4個か
ら2個に低減され、チップ上のレイアウト上の占有面積
もnが大きくなっても相対的に小さく設け、また、回路
機能を使用しないときには制御信号で入力データによる
貫通電流の停止も可能である。
As described above, the multi-bit all-match circuit of the present invention is connected in series from the power supply to the (n +
1) A multi-bit signal is connected to each of the first to n-th PMOS transistors counted from the power supply terminal side of the gates of the PMOS transistors, and counted from the power supply terminal side (n
A control signal is connected to the (+1) th PMOS transistor, and the (n + 1) th PMO counting from the power supply terminal side
An NMOS transistor to which a power supply potential is applied is connected as a load between the drain of the S transistor and the ground, and a signal is output as a signal connected between the drain of the (n + 1) th PMOS transistor and the drain of the NMOS transistor as a load. All “0” detection circuits and 1 to n counting from the ground side among the gates of (n + 1) NMOS transistors connected in series from the ground terminal
A multi-bit signal is connected to the nth NMOS transistor, and the (n + 1) th Nth counting from the ground terminal side
Connect the inverted signal of the control signal to the MOS transistor,
(N + 1) th NMO counting from the ground terminal side
A PMOS transistor to which a ground potential is applied is connected as a load between the drain of the S transistor and the power supply, and a signal in which the drain of the (n + 1) th NMOS transistor is connected to the drain of the PMOS transistor as a load is output. By having all "1" detection circuits, the number of input load transistors of many bits is reduced from four to two, and the area occupied on the layout on the chip is set relatively small even if n increases. Further, when the circuit function is not used, it is also possible to stop the through current by the input data by the control signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の全一致回路の回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram of an all-matching circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の全一致回路の回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram of an all-matching circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の全一致回路の回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram of an all-matching circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】図1に示す回路のレイアウトを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a layout of the circuit shown in FIG. 1;

【図5】図1の回路を実現する他のレイアウトを示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing another layout for realizing the circuit of FIG. 1;

【図6】本発明の第4の実施例の全一致回路の回路図で
ある。
FIG. 6 is a circuit diagram of an all-matching circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来の全一致回路の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional all matching circuit.

【図8】図7に示す回路を実現するレイアウトの例であ
る。
FIG. 8 is an example of a layout for realizing the circuit shown in FIG. 7;

【図9】ノア回路とCMOSトランジスタ回路図との関
係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a NOR circuit and a CMOS transistor circuit diagram.

【図10】ナンド回路とCMOSトランジスタ回路図と
の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a NAND circuit and a CMOS transistor circuit diagram.

【図11】図4に示すレイアウトの一部分を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a part of the layout shown in FIG. 4;

【図12】図4に示すレイアウトの他の一部分を示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing another part of the layout shown in FIG. 4;

【図13】図4に示すレイアウトのさらに他の一部分を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing still another part of the layout shown in FIG. 4;

【図14】図5に示すレイアウトの一部分を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a part of the layout shown in FIG. 5;

【図15】図5に示すレイアウトの他の一部分を示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing another part of the layout shown in FIG. 5;

【図16】図5に示すレイアウトのさらに一部分を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram showing a part of the layout shown in FIG. 5;

【図17】図8に示すレイアウトの一部分を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing a part of the layout shown in FIG. 8;

【図18】図8に示すレイアウトの他の一部分を示す図
である。
FIG. 18 is a diagram showing another part of the layout shown in FIG. 8;

【図19】図8に示すレイアウトのさらに他の一部分を
示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing still another part of the layout shown in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AGND グランドの第1アルミ配線 AVDD 電源の第1アルミ配線 A20,A50〜A54 第2アルミ配線 C1〜C22,C30〜C35,C41〜C48,C5
0〜C57,C61〜C79,C81〜C84 コン
タクト(ホール) T1〜T2,T11,T20〜T25,T40〜T41
スルーホール POLY1〜POLY12,POLY4’〜POLY
7’,POLYON,POLYOP,POLY2N,P
OLY2P,POLY6N,POLY6P,POLY8
N,POLY8P,POLY9N,POLY9P,PO
LY13N,POLY13P,POLY3P ポリシ
リコン(配線) QP0〜QP13 PMOSトランジスタ QN0〜QN13 NMOSトランジスタ P1,P2,P3 P型拡散領域 N1,N2,N3 N型拡散領域 INVφ,INV1,INV2,INV3,INV4,
INV5 インバータ回路 NAND0,NAND1,NAND2,NAND3
ナンド回路 NOR1,NOR2 ノア回路 1,2,…,n 多数ビットの入力信号 En 制御信号(アクティブハイ) 反転En 制御信号(アクティブロー) Q1E,Q2L,Q11〜Q1n PMOSトランジ
スタ Q2E,Q1L,Q21〜Q2n NMOSトランジ
スタ
AGND First aluminum wiring of ground AVDD First aluminum wiring of power supply A20, A50 to A54 Second aluminum wiring C1 to C22, C30 to C35, C41 to C48, C5
0 to C57, C61 to C79, C81 to C84 Contact (hole) T1 to T2, T11, T20 to T25, T40 to T41
Through holes POLY1-POLY12, POLY4 '-POLY
7 ', POLYON, POLYOP, POLY2N, P
OLY2P, POLY6N, POLY6P, POLY8
N, POLY8P, POLY9N, POLY9P, PO
LY13N, POLY13P, POLY3P Polysilicon (wiring) QP0 to QP13 PMOS transistor QN0 to QN13 NMOS transistor P1, P2, P3 P-type diffusion region N1, N2, N3 N-type diffusion region INVφ, INV1, INV2, INV3, INV4
INV5 Inverter circuit NAND0, NAND1, NAND2, NAND3
NAND circuit NOR1, NOR2 NOR circuit 1, 2,..., N Many-bit input signal En control signal (active high) Inverted control signal (active low) Q1E, Q2L, Q11-Q1n PMOS transistors Q2E, Q1L, Q21-Q2n NMOS transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G11C 29/00 303 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication // G11C 29/00 303

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 nビット(nは自然数)の全“0”検出
と全“1”検出手段を有する多数ビットの全一致検出回
路において、電源端子に直列に接続する(n+1)個の
PMOSトランジスタのうち前記電源端子側から1番目
乃至n番目のPMOSトランジスタのゲートのそれぞれ
にnビットの信号を各々接続し、前記電源端子側から
(n+1)番目のPMOSトランジスタのゲートに制御
信号(または、制御信号の反転信号)を接続し、前記
(n+1)番目のPMOSトランジスタのドレインとグ
ランド端子間にゲートに電源電位を印加するNMOS負
荷トランジスタを接続し、前記(n+1)番目PMOS
トランジスタのドレインと前記NMOS負荷トランジス
タのドレインとの接続点からの信号を出力する全“0”
検出回路と、前記グランド端子に直列に接続する(n+
1)個のNMOSトランジスタのうち前記グランド端子
側から1番目乃至n番目のNMOSトランジスタのゲー
トのそれぞれに前記nビットの信号を各々接続し、前記
グランド端子側から(n+1)番目NMOSトランジス
タには前記制御信号の反転信号(または、前記制御信
号)を接続し、前記(n+1)番目のNMOSトランジ
スタのドレインと前記電源端子間にゲートにグランド電
位を印加するPMOS負荷トランジスタを接続し、前記
(n+1)番目のNMOSトランジスタのドレインと前
記PMOS負荷トランジスタのドレインとの接続点から
の信号を出力する全“1”検出回路とを備え、前記電源
端子から前記(n+1)番目のPMOSトランジスタ
は、前記制御信号に対応して前記電源端子側から1番目
のPMOSトランジスタ乃至n番目のPMOSトランジ
スタのそれぞれを流れる電流を遮断し、前記グランド端
子から前記(n+1)番目のNMOSトランジスタは、
前記制御信号に対応して前記グランド端子側から1番目
のNMOSトランジスタ乃至n番目のNMOSトランジ
スタのそれぞれを流れる電流を遮断することを特徴とす
る多数ビットの全一致検出回路。
1. An (n + 1) PMOS transistors connected in series to a power supply terminal in a multi-bit, all-match detection circuit having all "0" detection means and all "1" detection means of n bits (n is a natural number). first from the power supply terminal side of the
An n-bit signal is connected to each of the gates of the nth to nth PMOS transistors, and a control signal (or an inverted signal of the control signal) is connected to the gate of the (n + 1) th PMOS transistor from the power supply terminal side; An NMOS load transistor for applying a power supply potential to the gate is connected between the drain and the ground terminal of the (n + 1) th PMOS transistor, and the (n + 1) th PMOS transistor is connected.
All "0" s that output a signal from a connection point between the drain of the transistor and the drain of the NMOS load transistor
A detection circuit is connected in series to the ground terminal (n +
1) The n-bit signal is connected to each of the gates of the first to n-th NMOS transistors from the ground terminal side of the NMOS transistors, and the (n + 1) th NMOS transistor is connected to the (n + 1) -th NMOS transistor from the ground terminal side. Connecting an inverted signal of the control signal (or the control signal), connecting a PMOS load transistor for applying a ground potential to the gate between the drain of the (n + 1) th NMOS transistor and the power supply terminal, and connecting the (n + 1) th with the drain of the NMOS transistor and all "1" detector circuit for outputting a signal from a connection point between the drain of the PMOS load transistors, said power supply
(N + 1) th PMOS transistor from the terminal
Is the first from the power terminal side corresponding to the control signal.
PMOS transistor to n-th PMOS transistor
Block the current flowing through each of the
The (n + 1) th NMOS transistor from the
First from the ground terminal side in response to the control signal
NMOS transistor to nth NMOS transistor
A multi-bit, all-match detection circuit for interrupting a current flowing through each of the transistors.
【請求項2】 前記全“1”検出回路の出力および前記
全“0”検出回路の出力の反転信号をそれぞれ入力とす
るNAND回路を有する請求項1記載の多数ビットの全
一致検出回路。
2. The multi-bit, all-match detection circuit according to claim 1, further comprising a NAND circuit to which an output of said all- "1" detection circuit and an inverted signal of an output of said all- "0" detection circuit are respectively input.
【請求項3】 前記全“1”検出回路の出力の反転信号
および前記“0”検出回路の出力をそれぞれ入力とする
NOR回路と、前記NOR回路の出力を反転するインバ
ータ回路とを有する請求項1記載の多数ビットの全一致
検出回路。
3. A NOR circuit having an inverted signal of the output of all the “1” detection circuits and an output of the “0” detection circuit as inputs, and an inverter circuit for inverting the output of the NOR circuit. 2. A multiple bit all match detection circuit according to 1.
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