JP3036176B2 - Semiconductor integrated circuit with input pull-up circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuit with input pull-up circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は集積回路に内蔵される入
力プルアップ回路に係わり、特に外部に対し一定以上の
ソース電流を必要とする自動車分野などに使用可能な入
力プルアップ回路付半導体集積回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input pull-up circuit incorporated in an integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit which can be used in the field of automobiles requiring a certain amount of source current to the outside. Circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の入力プルアップ回路付半導体集積
回路は、図5に示す様に、入力端子(IN)1と高位側
基準電位(以後、VCC、という)線とにドレイン電極
(D)とソース電極(S)をそれぞれ接続し、ゲート電
極(G)を低位側基準電位(以後、VSS、という)た
とえば接地電位に接続したPチャンネル型絶縁ゲート電
界効果トランジスタ(以後、Pチャンネル型トランジス
タ、という)4を具備し、かつ、入力端子1と出力端子
(OUT)2との間に内部回路5をもうけている。2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit, as shown in FIG. 5, a drain electrode (D) is connected between an input terminal (IN) 1 and a high-level reference potential (hereinafter referred to as VCC) line. And a source electrode (S), and a gate electrode (G) connected to a lower reference potential (hereinafter, referred to as VSS), for example, a ground potential. 4), and an internal circuit 5 is provided between the input terminal 1 and the output terminal (OUT) 2.
【0003】又、図7の従来技術では、Pチャンネル型
トランジスタの代りに抵抗13を用いている。In the prior art shown in FIG. 7, a resistor 13 is used instead of a P-channel transistor.
【0004】次に動作について説明する。図5の外部ス
イッチ(SW)10がOFFの時、集積回路(以後、I
C、という)の入力端子1は、IC内蔵のプルアップト
ランジスタ4によりハイレベルとなる。この時、ICの
出力端子2にはハイレベル(出力非反転)が出力され
る。次に、外部スイッチ10がONの時、外部スイッチ
10、外部コネクタ9、外部抵抗8(抵抗値がRe)を
通してIC入力端子1がプルダウンされるため、この入
力端子よりソース電流(is )が流れ出す。この時のI
C入力端子1の電圧は外部抵抗8の抵抗値Reと内蔵プ
ルアップトランジスタ4のON抵抗の抵抗値RONとの分
圧比によって決定される。この場合、図6に示す様にI
Cの内部回路5の入力電圧(閾値電圧)(VIHL )をこ
の時の入力端子電圧レベル(VIN)以上に設定する事に
より出力端子にロウレベルが出力される。尚、外部スイ
ッチ10がONの時のVIHL とVINとの関係は次の
(1)式で示される。Next, the operation will be described. When the external switch (SW) 10 in FIG. 5 is OFF, the integrated circuit (hereinafter referred to as I
C) is set to a high level by a pull-up transistor 4 built in the IC. At this time, a high level (output non-inverted) is output to the output terminal 2 of the IC. Then, when the external switch 10 is ON, the external switch 10, the external connector 9, since the IC input terminal 1 through an external resistor 8 (resistance value Re) is pulled down, the source current from the input terminal (i s) is Flow out. I at this time
The voltage at the C input terminal 1 is determined by the voltage dividing ratio between the resistance value Re of the external resistor 8 and the resistance value R ON of the ON resistance of the built-in pull-up transistor 4. In this case, as shown in FIG.
By setting the input voltage (threshold voltage) (V IHL ) of the C internal circuit 5 to be equal to or higher than the input terminal voltage level (V IN ) at this time, a low level is output to the output terminal. The relationship between V IHL and V IN when the external switch 10 is ON is expressed by the following equation (1).
【0005】 [0005]
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】この従来の入力プルア
ップ回路付半導体集積回路では、自動車分野などで使用
された場合に問題となる、ICの入力端子1と外部抵抗
9の間のどこかと接地(GND)間でショート(図5に
おいて点線15で示す)した場合(通称デッドショート
と言いシステムダウンにつながる最も重大な故障モー
ド)、図6に示す様に正常時のソース電流(is )に比
べ非常に大きいショート電流(iss)が流れ、やがてI
Cは熱破壊しシステムがダウンしてしまう。またシステ
ムがダウンするまでこのICは外部スイッチがON/O
FFに関係なく誤動作をし続けるというような問題点が
あった。In this conventional semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit, there is a problem when used in the field of automobiles or the like, which is grounded somewhere between the input terminal 1 of the IC and the external resistor 9. (GND) short between (most significant failure mode that leads to said system down colloquially dead short) (5 indicated by the dotted line 15) to the case, the source current of the normal time as shown in FIG. 6 (i s) A very large short-circuit current ( iss ) flows, and I
C is thermally destroyed and the system goes down. The external switch is ON / O until the system goes down.
There is a problem that malfunction continues regardless of FF.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、外部抵
抗を接続し、ハイレベルもしくはロウレベルの信号を入
力する入力端子と、VCC線と、VSS線と、前記入力
端子と前記VCCとの間に接続されゲートにゲート信号
を入力するゲート素子とを有する入力プルアップ回路付
半導体集積回路において、前記ロウレベルと前記VSS
電位の間の電位であるリファレンス電圧を発生させる回
路と、前記入力端子に接続する第1の入力端と前記リフ
ァレンス電圧を入力する第2の入力端と前記ゲート信号
を出力する出力端とを有するコンパレータとを具備し、
前記コンパレータの前記第1の入力端に入力される前記
入力端子の電位が前記第2の端に入力されている前記リ
ファレンス電圧より低くなった際に前記出力端から出力
される前記ゲート信号により前記ゲート素子をオフ状態
にする入力プルアップ回路付半導体集積回路にある。The feature of the present invention is that an external resistor is provided.
Connect a high-level or low-level signal
An input terminal for the power, the VCC line, a VSS line, the input
With an input pull-up circuit having a gate element connected between a terminal and the VCC and inputting a gate signal to a gate
In the semiconductor integrated circuit, the low level and the VSS
A circuit for generating a reference voltage which is a potential between the potentials, a first input terminal connected to the input terminal, a second input terminal for inputting the reference voltage, and an output terminal for outputting the gate signal; And a comparator ,
The comparator input to the first input terminal of the comparator;
Wherein the potential of the input terminal is input to the second end;
Output from the output terminal when it becomes lower than the reference voltage
The gate element is turned off by the gate signal
In the semiconductor integrated circuit with the input pull-up circuit.
【0008】前記ゲート素子は絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタたとえばPチャンネル型トランジスタであり、
前記ゲートは該トランジスタのゲート電極であることが
好ましい。The gate element is an insulated gate field effect transistor, for example, a P-channel type transistor,
Preferably, the gate is a gate electrode of the transistor.
【0009】また、前記ゲート素子と並列に前記入力端
子と前記VCCとの間にプルアップ抵抗を接続する事が
できる。Also, a pull-up resistor can be connected between the input terminal and the VCC in parallel with the gate element.
【0010】さらに、前記ゲートと前記コンパレータの
出力端子との間に、コントロール端子からのコントロー
ル信号を入力しその出力を、前記コンパレータ及び前記
ゲート素子以外の回路である内部回路のリセット信号と
するANDゲートを設ける事ができる。Further, a control signal from a control terminal is input between the gate and the output terminal of the comparator, and the output is transmitted to the comparator and the comparator.
An AND gate serving as a reset signal for an internal circuit which is a circuit other than the gate element can be provided.
【0011】[0011]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1の実施例の入力プルアップ回路
付半導体集積回路の等価回路図である。尚、図1におい
て図5と同一もしくは類似の機能の箇所は同じ符号で示
している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, portions having the same or similar functions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.
【0012】入力端子1と、VCC線と、VSS(GN
D)線と、出力端子2と、前記入出力端子1,2間に設
けられた内部回路5と、VCC線とVSS線間の抵抗6
と抵抗7との直列体から成りリファレンス電位
(Vref )を発生させる回路と、前記入力端子1に接続
する第1の入力端(−)と前記リファレンス電位(V
ref )を入力する第2の入力端(+)とゲート信号を出
力する出力端14とを有するコンパレータ3とを有して
いる。このゲート信号はPチャンネル型トランジスタ4
のゲート電極(G)に入力され、かつ、このゲート信号
線は内部回路5のリセット端子(R)とも接続されてい
る。An input terminal 1, a VCC line, and a VSS (GN
D) line, output terminal 2, internal circuit 5 provided between input / output terminals 1 and 2, and resistor 6 between VCC line and VSS line.
A circuit for generating a reference potential (V ref ) composed of a series body of a reference potential (V ref ), a first input terminal (-) connected to the input terminal 1, and the reference potential (V
ref ), and a comparator 3 having a second input terminal (+) for inputting a gate signal and an output terminal 14 for outputting a gate signal. This gate signal is a P-channel transistor 4
, And this gate signal line is also connected to the reset terminal (R) of the internal circuit 5.
【0013】正常時は、外部スイッチ(SW)10のO
N/OFFに合せICの入力端子(IN)1の電位(V
IN )は図2の(a)に示す電圧範囲である。Normally, the external switch (SW) 10
The potential (V) of the input terminal (IN) 1 of the IC according to N / OFF
IN ) is the voltage range shown in FIG.
【0014】ここでICの内臓リファレンス電位(V
ref )は、ICの入力端子1におけるロウレベル(VIN
(L))(外部スイッチ10がONの時の入力端子電
圧)より低く設定してあるから、コンパレータ3の出力
は、すなわちゲート信号は外部スイッチのON/OFF
に関係なく常にロウレベルを出力してプルアップ用のP
チャンネル型トランジスタ4は常時ON状態となり通常
動作を行なう。Here, the internal reference potential of the IC (V
ref ) is the low level (V IN ) at the input terminal 1 of the IC.
(L)) (the input terminal voltage when the external switch 10 is ON), the output of the comparator 3, ie, the gate signal is ON / OFF of the external switch.
Output a low level and pull-up P
The channel type transistor 4 is always on and performs a normal operation.
【0015】一方、図5の点線15で示した様に、入力
端子1の外で(例えば、入力端子1と外部抵抗8との
間)接地ライン(GND)との間でショート異常が発生
した場合、図2の(b)に示す様に、ICの入力端子1
の電圧(VIN)はリファレンス電位(Vref )以下とな
り、Pチャンネル型トランジスタ4はOFF状態とな
る。これにより、図2の(b)に示す様に電流is は瞬
時にissとなるだけですぐに零(0)となるから、IC
が熱破壊しシステムがダウンしてしまったりシステムが
ダウンするまでこのICが外部スイッチのON/OFF
に関係なく誤動作をし続けるというような不都合な事故
は無くなる。On the other hand, as indicated by a dotted line 15 in FIG. 5, a short circuit has occurred outside the input terminal 1 (for example, between the input terminal 1 and the external resistor 8) and with the ground line (GND). In this case, as shown in FIG.
(V IN ) becomes equal to or lower than the reference potential (V ref ), and the P-channel transistor 4 is turned off. Accordingly, the current i s as shown in FIG. 2 (b) from the immediately zero (0) only the i ss instantaneously, IC
This IC is an external switch ON / OFF until the system goes down or the system goes down due to thermal destruction.
Inconvenient accidents such as continuing to malfunction irrespective of the situation are eliminated.
【0016】更に、このショート発生時のコンパレータ
14の反転出力がリセット端子(R)に入力されて内部
回路5も初期化される。Further, the inverted output of the comparator 14 when the short circuit occurs is input to the reset terminal (R), and the internal circuit 5 is also initialized.
【0017】次に本発明の第2の実施例を図3を参照し
て説明する。尚、図3において図1と同一もしくは類似
の機能の箇所は同じ符号で示している。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, portions having the same or similar functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0018】第2の実施例ではICの入力端子1とVC
Cとの間にPチャンネル型トランジスタ4と並列に高プ
ルアップ抵抗11(Pチャンネル型トランジスタ4のオ
ン抵抗値RONの50倍程度すなわち100KΩ程度)を
接続している。In the second embodiment, the input terminal 1 of the IC and the VC
A high pull-up resistor 11 (about 50 times the ON resistance R ON of the P-channel transistor 4, that is, about 100 KΩ) is connected in parallel with the P-channel transistor 4 between C and C.
【0019】これは異状発生後正常に復帰した場合、P
チャンネル型トランジスタ4が正常にすぐ戻るためのプ
ルアップ抵抗として、コンパレータ3の出力を正常時の
ロウレベルに戻す働きがある。This is due to the fact that when the normal state is restored after the occurrence of the abnormality, P
The pull-up resistor for returning the channel transistor 4 to normal immediately has a function of returning the output of the comparator 3 to the normal low level.
【0020】次に本発明の第3の実施例を図4を参照し
て説明する。尚、図4において図1と同一もしくは類似
の機能の箇所は同じ符号で示している。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, portions having the same or similar functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0021】この第3の実施例のICでは、別にコトロ
ール端子16を設けこの信号とコンパレタ3の出力をそ
れぞれ入力とするANDゲート12を介し、Pチャンネ
ル型とトランジスタのゲートGに接続している。これに
より異状時→正常時にコントロール端子をハイレベル→
ロウレベルにする事によりICは正常状態に復帰でき
る。また本実施例では、ICの選別検査時にこのコント
ロール端子をロウレベルとする事により入力端子のリー
ク測定等を行なう事が出来る。In the IC according to the third embodiment, a separate control terminal 16 is provided, and is connected to the P-channel type and the gate G of the transistor via the AND gate 12 which receives the signal and the output of the comparator 3 as inputs. . This allows the control terminal to be at a high level during abnormal conditions → normal operation →
The IC can return to a normal state by setting it to the low level. Further, in this embodiment, when the control terminal is set to the low level at the time of selecting and inspecting the IC, leak measurement of the input terminal can be performed.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、自動車
分野などで最重視される対GNDとのショートモード故
障発生時に、システムを安全サイドでシャットダウンで
きるフェールセーフ機能を有する。As described above, the present invention has a fail-safe function capable of shutting down the system safely on the occurrence of a short mode failure with respect to GND, which is regarded as the most important in the field of automobiles.
【図1】本発明の第1の実施例を示す等価回路図。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明が使用されるシステムの正常時と異常時
とのそれぞれの電圧関係を示したタイミングチャート。FIG. 2 is a timing chart showing respective voltage relationships between a normal state and an abnormal state of a system using the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例を示す等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例を示す等価回路図。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図5】従来技術を示す等価回路図。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a conventional technique.
【図6】外部スイッチON/OFF時と異常時のそれぞ
れのソース電流と入力端子電位関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a source current and an input terminal potential when an external switch is turned ON / OFF and when an abnormality occurs.
【図7】従来技術を示す等価回路図。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a conventional technique.
1 入力端子(IN) 2 出力端子(OUT) 3 コンパレータ 4 Pチャンネルトランジスタ 5 内部回路 6,7 リファレンス抵抗 8 外部シリーズ抵抗 9 外部コネクタ 10 外部スイッチ 11 プルアップ用高低抗 12 ANDゲート 13 プルアップ抵抗 14 コンパレータの出力端 15 入力線とGNDとの間の不所望なショート 16 コントロール端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal (IN) 2 Output terminal (OUT) 3 Comparator 4 P-channel transistor 5 Internal circuit 6, 7 Reference resistance 8 External series resistance 9 External connector 10 External switch 11 High resistance for pull-up 12 AND gate 13 Pull-up resistance 14 Output terminal of comparator 15 Undesired short-circuit between input line and GND 16 Control terminal
Claims (5)
ロウレベルの信号を入力する入力端子と、高位側基準電
位線と、低位側基準電位線と、前記入力端子と前記高位
側基準電位線との間に接続されゲートにゲート信号を入
力するゲート素子とを有する入力プルアップ回路付半導
体集積回路において、 前記ロウレベルと前記低位側基準電位線電位の間の電位
である リファレンス電圧を発生させる回路と、 前記入力端子に接続する第1の入力端と前記リファレン
ス電圧を入力する第2の入力端と前記ゲート信号を出力
する出力端とを有するコンパレータとを具備し、 前記コンパレータの前記第1の入力端に入力される前記
入力端子の電位が前記第2の端に入力されている前記リ
ファレンス電圧より低くなった際に前記出力端から出力
される前記ゲート信号により前記ゲート素子をオフ状態
にすることを 特徴とする入力プルアップ回路付半導体集
積回路。An external resistor is connected to a high level or
An input terminal for inputting a low-level signal , a higher reference potential line, a lower reference potential line, and a gate element connected between the input terminal and the higher reference potential line for inputting a gate signal to a gate; With input pull-up circuit
In the body an integrated circuit, the potential between the said low low-side reference potential line potential
Comprising a comparator having a circuit for generating a reference voltage is, an output terminal for outputting the gate signal and a second input for the first input terminal for inputting the reference voltage to be connected to said input terminal , Which is input to the first input terminal of the comparator.
Wherein the potential of the input terminal is input to the second end;
Output from the output terminal when it becomes lower than the reference voltage
The gate element is turned off by the gate signal
A semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit.
ランジスタであり、前記ゲートは該トランジスタのゲー
ト電極であることを特徴とする請求項1に記載の入力プ
ルアップ回路付半導体集積回路。2. The semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit according to claim 1, wherein said gate element is an insulated gate field effect transistor, and said gate is a gate electrode of said transistor.
Pチャンネル型のトランジスタであることを特徴とする
請求項2に記載の入力プルアップ回路付半導体集積回
路。3. The semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit according to claim 2, wherein said insulated gate field effect transistor is a P-channel transistor.
前記高位側基準電位線との間にプルアップ抵抗を接続し
たことを特徴とする請求項1、請求項2もしくは請求項
3に記載の入力プルアップ回路付半導体集積回路。4. The device according to claim 1, wherein a pull-up resistor is connected between the input terminal and the higher reference potential line in parallel with the gate element. Semiconductor integrated circuit with input pull-up circuit.
子との間に、コントロール端子からのコントロール信号
を入力しその出力を、前記コンパレータ及び前記ゲート
素子以外の回路のリセット信号とするANDゲートを設
けたことを特徴とする請求項1、請求項2もしくは請求
項3に記載の入力プルアップ回路付半導体集積回路。5. A control signal from a control terminal is input between the gate and an output terminal of the comparator, and the output is sent to the comparator and the gate.
4. The semiconductor integrated circuit with an input pull-up circuit according to claim 1, further comprising an AND gate for setting a reset signal for a circuit other than the element .
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---|---|---|---|
JP3295366A JP3036176B2 (en) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Semiconductor integrated circuit with input pull-up circuit |
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JP3295366A JP3036176B2 (en) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | Semiconductor integrated circuit with input pull-up circuit |
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JPH05304448A JPH05304448A (en) | 1993-11-16 |
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Families Citing this family (2)
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JP6477370B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-03-06 | 株式会社豊田自動織機 | Switch signal input circuit |
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1991
- 1991-11-12 JP JP3295366A patent/JP3036176B2/en not_active Expired - Fee Related
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