JP2646771B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特に3つの論理出力
電圧レベルを有する半導体集積回路に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit having three logic output voltage levels.
〔従来の技術〕 従来の技術について、図面を用いて説明する。第3図
は従来例を説明するための回路図である。入力信号22は
出力端子30から出力するデータであり、制御信号23は、
ハイレベル出力を選択する制御信号、第1の正電源24、
第2の正電源25はそれぞれハイレベル出力の電位を決定
する電源である。p−chトランジスタ26、p−chトラン
ジスタ27はハイレベルを出力するためのp−chトランジ
スタ、n−chトランジスタ28はロウレベルを出力するた
めのn−chトランジスタ、出力端子30は入力信号22及び
制御信号23に従って出力信号を出力する出力端子であ
る。[Prior Art] A conventional technique will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram for explaining a conventional example. The input signal 22 is data output from the output terminal 30, and the control signal 23 is
A control signal for selecting a high level output, a first positive power supply 24,
Each of the second positive power supplies 25 is a power supply for determining a potential of a high-level output. The p-ch transistor 26 and the p-ch transistor 27 are p-ch transistors for outputting a high level, the n-ch transistor 28 is an n-ch transistor for outputting a low level, and the output terminal 30 is an input signal 22 and control. An output terminal for outputting an output signal according to the signal 23.
本実施例においては、第1の正電源24は第2の正電源
25より低い電位を持ち、かつ任意に変化することができ
るものとする。In the present embodiment, the first positive power supply 24 is the second positive power supply.
It has a potential lower than 25 and can be changed arbitrarily.
このとき、入力信号22がロウレベルならば、制御信号
23にかかわらず、p−chトランジスタ26、p−chトラン
ジスタは共にオフし、n−chトランジスタ28がオンする
ことにより、出力端子30からはロウレベルが出力され
る。At this time, if the input signal 22 is low level, the control signal
Regardless of 23, the p-ch transistor 26 and the p-ch transistor are both turned off and the n-ch transistor 28 is turned on, so that a low level is output from the output terminal 30.
次に入力信号22がハイレベルかつ制御信号23がロウの
とき、p−chトランジスタ27、n−chトランジスタ28が
オフし、p−chトランジスタ26がオンすることにより第
1の正電源24に従ったハイレベル出力を出力する。また
入力信号22がハイ、制御信号23がハイのとき、p−chト
ランジスタ26、n−chトランジスタ28がオフし、p−ch
トランジスタ27がオンすることにより正電源25に従った
ハイレベル出力を出力する。Next, when the input signal 22 is at a high level and the control signal 23 is at a low level, the p-ch transistor 27 and the n-ch transistor 28 are turned off, and the p-ch transistor 26 is turned on, so that the power supply follows the first positive power supply 24. Output high level output. When the input signal 22 is high and the control signal 23 is high, the p-ch transistor 26 and the n-ch transistor 28 are turned off, and the p-ch
When the transistor 27 is turned on, a high-level output according to the positive power supply 25 is output.
このとき、p−chトランジスタ26のドレインに第2の
正電源25に従った電圧がかかるため、p−chトランジス
タ26のバックゲートには、それに等しい電圧を印加する
必要がある。そのためバックゲートを第2の正電源25に
接続される。そのため、p−chトランジスタ26がオンす
るときのゲート電圧は、第2の正電源25によって決まる
ため、第2の正電源25が変動するとp−chトランジスタ
26の出力電流能力が変動する。また、図2に示す従来例
の回路も第2の正電源15が変動すると、p−chトランジ
スタ16の出力電流能力が変動する。At this time, since a voltage according to the second positive power supply 25 is applied to the drain of the p-ch transistor 26, it is necessary to apply an equal voltage to the back gate of the p-ch transistor 26. Therefore, the back gate is connected to the second positive power supply 25. Therefore, the gate voltage when the p-ch transistor 26 is turned on is determined by the second positive power supply 25. Therefore, when the second positive power supply 25 fluctuates, the p-ch transistor
The output current capability of 26 fluctuates. Also, in the conventional circuit shown in FIG. 2, when the second positive power supply 15 fluctuates, the output current capability of the p-ch transistor 16 fluctuates.
上述した従来の半導体集積回路は、最高電位より低い
ハイレベル出力を行なうためのp−chトランジスタのバ
ックゲートが全て最高電位に接続されている。従ってそ
れらのp−chトランジスタがオンする際、ゲートの電位
差はその最高電位によって決定され、その電位が変動す
ることにより、それらのp−chトランジスタの電流能力
が変化するという欠点がある。In the above-described conventional semiconductor integrated circuit, all the back gates of the p-ch transistors for outputting a high level lower than the highest potential are connected to the highest potential. Therefore, when these p-ch transistors are turned on, the potential difference of the gate is determined by the highest potential, and there is a disadvantage that the current capability of these p-ch transistors changes due to the fluctuation of the potential.
本発明の目的は、最高電位が変動しても出力電流能力
が一定である半導体集積回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit having a constant output current capability even when the maximum potential fluctuates.
本発明の半導体集積回路は、ソース・ドレイン路が第
1の電源の供給を受ける第1の電源線と出力端子間に接
続された第1の一導電型トランジスタと、ソース・ドレ
イン路が前記第1の電源よりも高い電圧レベルの第2の
電源の供給を受ける第2の電源線と前記出力端子間に接
続された第2の一導電型トランジスタと、ソース・ドレ
イン路が前記第1及び第2の電源のそれぞれより低い電
圧レベルの第3電源の供給を受ける第3の電源線と前記
出力端子間に接続された逆導電型トランジスタと、前記
逆導電型トランジスタが非導通状態の時に前記第1の一
導電型トランジスタと第2の一導電型トランジスタのど
ちらを導通させるかを制御する手段と、前記第1の一導
電型トランジスタが導通状態の時に前記第1の一導電型
トランジスタのバックゲートを前記第1の電源に接続す
る手段と、前記第2の導電型トランジスタが導通状態の
時に前記第1の一導電型トランジスタのバックゲートを
前記第2の電源に接続する手段とを有し、前記第1の一
導電型トランジスタの電流駆動能力を一定に保つことを
特徴とする。In a semiconductor integrated circuit according to the present invention, a first one-conductivity-type transistor whose source / drain path is connected between a first power supply line receiving a first power supply and an output terminal; A second power supply line receiving a second power supply having a voltage level higher than that of the first power supply and a second one-conductivity-type transistor connected between the output terminal; A third power supply line receiving a third power supply having a lower voltage level than each of the two power supplies, and a reverse conductivity type transistor connected between the output terminal and the third power supply line; Means for controlling which of the first one-conductivity-type transistor and the second one-conductivity-type transistor is turned on, and a buffer of the first one-conductivity-type transistor when the first one-conductivity-type transistor is on. Means for connecting a gate to the first power supply; and means for connecting the back gate of the first one conductivity type transistor to the second power supply when the second conductivity type transistor is conductive. The current driving capability of the first one conductivity type transistor is kept constant.
さらに、前記第2の一導電型トランジスタが導通状態
で、前記出力端子の電位が前記第1の電源の電圧レベル
以上になる時、前記第1の一導電型トランジスタのバッ
クゲートバイアスを前記第2の電源の電圧レベルにする
ことを特徴とする。Further, when the potential of the output terminal is equal to or higher than the voltage level of the first power supply while the second one-conductivity-type transistor is in a conductive state, the back gate bias of the first one-conductivity-type transistor is changed to the second level. And a power supply voltage level.
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.
第1図は本発明の一実施例を説明するための回路図で
ある。入力信号1は出力端子11から出力するデータであ
り、制御信号2は正側の出力の電位を制御する制御信
号、第1の正電源3及び第2の正電源4は出力端子11か
ら出力される2出力のハイレベル側の2つの電源、レベ
ル変換回路10は論理出力レベルを変換するレベル変換回
路、pチャネルトランジスタ5乃至6は出力端子11の出
力を制御するトランジスタ、nチャネルトランジスタ9
は出力端子11の出力を制御するトランジスタである。但
し、第2の正電源4は第1の正電源3より高い電圧を有
しているとする。FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention. The input signal 1 is data output from the output terminal 11, the control signal 2 is a control signal for controlling the potential of the positive output, and the first positive power supply 3 and the second positive power supply 4 are output from the output terminal 11. Two power supplies on the high level side of two outputs, a level conversion circuit 10 is a level conversion circuit for converting a logical output level, p-channel transistors 5 to 6 are transistors for controlling the output of an output terminal 11, and an n-channel transistor 9
Is a transistor for controlling the output of the output terminal 11. However, it is assumed that the second positive power supply 4 has a higher voltage than the first positive power supply 3.
まず入力信号1がロウレベルのとき、制御信号2に関
わらず、p−chトランジスタ5、p−chトランジスタ8
はともにオフし、n−chトランジスタ9がオンすること
によって、出力端子10にはGNDレベルが出力される。First, when the input signal 1 is at the low level, the p-ch transistor 5 and the p-ch transistor 8 are independent of the control signal 2.
Are turned off, and the n-ch transistor 9 is turned on, so that the output terminal 10 outputs the GND level.
次に、入力信号1がハイレベル、制御信号2もハイレ
ベルのときは、p−chトランジスタ5、n−chトランジ
スタ9がオフし、p−chトランジスタ8がオンすること
により、出力端子10には第2の正電源4によって決ま
る、ハイレベルが出力される。このとき、p−chトラン
ジスタ6がオンし、p−chトランジスタ7がオフするこ
とにより、p−chトランジスタ5のバックゲートには第
2の正電源4が印加され、第2の正電源3側に電流が流
れることはない。Next, when the input signal 1 is at the high level and the control signal 2 is also at the high level, the p-ch transistor 5 and the n-ch transistor 9 are turned off and the p-ch transistor 8 is turned on, so that the output terminal 10 Outputs a high level determined by the second positive power supply 4. At this time, the p-ch transistor 6 is turned on and the p-ch transistor 7 is turned off, so that the second positive power supply 4 is applied to the back gate of the p-ch transistor 5 and the second positive power supply 3 side No current flows through
次に入力信号1がハイレベル、制御信号2もロウレベ
ルのとき、p−chトランジスタ5がオンし、p−chトラ
ンジスタ8、n−chトランジスタ9がオフして、正電源
3に従った高レベル出力電圧が出力される。このとき、
制御信号2に従い、p−chトランジスタ7がオンし、p
−chトランジスタ6をオフすることにより、p−chトラ
ンジスタ5のバックゲートには、第1の正電源3が供給
され、p−chトランジスタ5のゲート・ソース電圧は第
1の正電源3の電位のみによって規定されるため、第2
の正電源4が変化しても、出力端子11のハイレベル出力
電流は変化しない。Next, when the input signal 1 is at the high level and the control signal 2 is also at the low level, the p-ch transistor 5 is turned on, the p-ch transistor 8 and the n-ch transistor 9 are turned off, Output voltage is output. At this time,
According to the control signal 2, the p-ch transistor 7 is turned on,
By turning off the -ch transistor 6, the first positive power supply 3 is supplied to the back gate of the p-ch transistor 5, and the gate-source voltage of the p-ch transistor 5 becomes the potential of the first positive power supply 3. Only the second
, The high-level output current of the output terminal 11 does not change.
すなわち、p−chトランジスタ5の駆動電流を一定に
できる。That is, the drive current of the p-ch transistor 5 can be made constant.
以上説明した実施例においてのMOSトランジスタの導
電型は、本発明ではこれに限定されることなく、それぞ
れ逆導電型にしてもそれぞれの信号を変化させれば、同
一の効果が得られる。The conductivity type of the MOS transistor in the embodiment described above is not limited to this in the present invention, and the same effect can be obtained by changing the respective signals even if they are of the opposite conductivity type.
以上説明したように本発明は、最高電位よりも低い出
力を有する素子について、一定電圧をバックゲートに供
給することにより、出力端子の出力電流特性を最高電位
の変動に対し無関係に一定にできるという効果がある。As described above, according to the present invention, by supplying a constant voltage to the back gate for an element having an output lower than the highest potential, the output current characteristic of the output terminal can be made constant regardless of the fluctuation of the highest potential. effective.
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための回路
図、第2図は、従来例を説明するための回路図、第3図
は別の従来例を説明するための回路図である。 1,12,22……入力信号、2,13,23……制御信号、3,14,24
……第1の正電源、4,15,25……第2の正電源、5〜8,1
6〜18,26〜27……p−chトランジスタ、9,19,28……n
−chトランジスタ、10,20,29……レベル変換回路、11,2
1,30……出力端子。FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a conventional example, and FIG. 3 is a circuit diagram for explaining another conventional example. It is. 1,12,22 …… Input signal, 2,13,23 …… Control signal, 3,14,24
... First positive power supply, 4, 15, 25... Second positive power supply, 5 to 8, 1
6-18,26-27 ... p-ch transistor, 9,19,28 ... n
-Ch transistor, 10,20,29 …… Level conversion circuit, 11,2
1,30 …… Output terminals.
Claims (2)
受ける第1の電源線と出力端子間に接続された第1の一
導電型トランジスタと、ソース・ドレイン路が前記第1
の電源よりも高い電圧レベルの第2の電源の供給を受け
る第2の電源線と前記出力端子間に接続された第2の一
導電型トランジスタと、ソース・ドレイン路か前記第1
及び第2の電源のそれぞれより低い電圧レベルの第3の
電源の供給を受ける第3の電源線と前記出力端子間に接
続された逆導電型トランジスタと、前記逆導電型トラン
ジスタが非導通状態の時に第1の一導電型トランジスタ
と第2の一導電型トランジスタのどちらを導通させるか
を制御する手段と、前記第1の一導電型トランジスタが
導通状態の時に前記第1の一導電型トランジスタのバッ
クゲートを前記第1の電源に接続する手段と、前記第2
の一導電型トランジスタが導通状態の時に前記第1の導
通型トランジスタのバックゲートを前記第2の電源に接
続する手段とを有し、前記第1の一導電型トランジスタ
の電流駆動能力を一定に保つことを特徴とする半導体集
積回路。A first conductive type transistor having a source / drain path connected between a first power supply line receiving a first power supply and an output terminal; and a source / drain path connected to the first power supply line.
A second power supply line receiving a second power supply having a voltage level higher than that of the first power supply and a second one-conductivity-type transistor connected between the output terminal;
A third power supply line receiving a third power supply having a lower voltage level than each of the second power supply and a third conductive line connected between the output terminal and the reverse conductive type transistor; Means for controlling which of the first one-conductivity-type transistor and the second one-conductivity-type transistor is turned on, and the first one-conductivity-type transistor is turned on when the first one-conductivity-type transistor is on. Means for connecting a back gate to the first power supply;
Means for connecting a back gate of the first conduction type transistor to the second power supply when the one conduction type transistor is in a conducting state, so that the current driving capability of the first one conduction type transistor is kept constant. A semiconductor integrated circuit characterized by maintaining.
態で、前記出力端子の電位が前記第1の電源の電圧レベ
ル以上になる時、前記第1の一導電型トランジスタのバ
ックゲートバイアスを前記第2の電源の電圧レベルにす
ることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。2. A back gate bias of the first one conductivity type transistor when the potential of the output terminal is equal to or higher than the voltage level of the first power supply while the second one conductivity type transistor is in a conductive state. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the voltage level is set to a voltage level of the second power supply.
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