JP3224125B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3224125B2
JP3224125B2 JP29873795A JP29873795A JP3224125B2 JP 3224125 B2 JP3224125 B2 JP 3224125B2 JP 29873795 A JP29873795 A JP 29873795A JP 29873795 A JP29873795 A JP 29873795A JP 3224125 B2 JP3224125 B2 JP 3224125B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、信号入力端と信
号出力端とを外部に導出し且つ内部に複数n個の第1、
第2………第nの半導体回路A1 、A2 ………An を有
する半導体集積回路を有し、その半導体回路Ai (ただ
し、i=1、2………n)が、電源E i の正極性端及び
負極性端にまたは負極性端及び正極性端にそれぞれ接続
される対の電源端V1i及びV2iを有し、また、半導体集
積回路の信号入力端と電源端V11及びV21のそれぞれと
の間;及び半導体集積回路の信号出力端と電源端V1n
びV2nのそれぞれとの間に、第1及び第2の入力側サー
ジ保護回路;及び第1及び第2の出力側サージ保護回路
がそれぞれ接続されている半導体集積回路装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】 従来、図3を伴って次に述べる半導体
集積回路装置が提案されている。
【0003】すなわち、信号入力端T1と信号出力端T
2とを外部に導出し且つ内部に信号入力線f及び信号出
力線hを外部に導出している複数n個の第1、第2……
…第nの半導体回路A1 、A2 ………An を有する半導
体集積回路Bを有する。
【0004】この場合、半導体集積回路Bは、半導体回
路A1 〜An の全てがそれらの信号入力線f及び信号出
力線hを用いて縦続接続されていたり並列接続されてい
たりしている構成を有していたり、半導体回路A1 〜A
n 中の一部が信号入力線f及び信号出力線hを用いて縦
続接続されていたり並列接続されていたりし、他部がそ
の縦続接続回路または並列接続回路と縦続接続される態
様でまたは並列接続される態様で信号入力線f及び信号
出力線hを用いて縦続接続されていたり並列接続されて
いたりしている構成を有していたりする種々の構成を有
するが、半導体回路Ai (ただし、i=1、2………
n)は、電源Ei (図示せず)に接続される対の電源端
1i及びV2i(電源Ei の正極性端及び負極性端または
負極性端及び正極性端にそれぞれ接続される)を有し、
従って、電源端V11及びV21間、V12及びV22間、……
…V1n及びV2n間に、電源E1 、E2 ………En をそれ
ぞれ供給すれば、全ての半導体回路A1 、A2 ………A
n が動作し得る状態になり、よって、半導体集積回路B
が動作し得る状態になり、また、その状態で、半導体集
積回路Bの信号入力端T1とそれに対をなす端(図示せ
ず)との間に入力信号を供給すれば、半導体集積回路B
がこれに応動し、その応動による出力信号が、信号出力
端T2とそれと対をなす端(図示せず)との間に出力さ
れるように構成されている。
【0005】また、半導体集積回路Bの信号入力端T1
と電源端V11及びV21のそれぞれとの間;及び半導体集
積回路Bの信号出力端T2と電源端V1n及びV2nのそれ
ぞれとの間に、第1及び第2の接続端a及びbを有する
第1及び第2の入力側サージ保護回路F11及びF2
1;及び第1及び第2の接続端a及びbを有する第1及
び第2の出力側サージ保護回路F12及びF22がそれ
ぞれ接続されている。
【0006】この場合、第1の入力側サージ保護回路F
11が信号入力端T1及び電源端V11間に第1の接続端
aを信号入力端T1側として接続され、第2の入力側サ
ージ保護回路F21が信号入力端T1及び電源端V21
に第2の接続端bを信号入力端T1側として接続され、
第1の出力側サージ保護回路F12が信号出力端T2及
び電源端V1n間に第1の接続端aを信号出力端T2側と
して接続され、第2の出力側サージ保護回路F22が信
号出力端T2及び電源端V2n間に第2の接続端bを信号
出力端T2側として接続されている。
【0007】また、第1及び第2の入力側サージ保護回
路F11及びF21、及び第1及び第2の出力側サージ
保護回路F12及びF22は、図示のように、正極端及
び負極端を第1及び第2の接続端a及びbにそれぞれ接
続しているダイオードDからなるものとすることもで
き、また、ソース(またはドレイン)とゲートとを互い
に接続して一端とし、その端を第1の接続端a(または
第2の接続端b)に接続し、ドレイン(またはソース)
を他端とし、その端を第2の接続端b(または第1の接
続端a)に接続している、ダイオード機能を呈するMO
S型電界効果トランジスタからなるものとすることもで
き、さらに、ゲートとコレクタ(またはエミッタ)とを
互いに接続して一端とし、その端を第1の接続端a(ま
たは第2の接続端b)に接続し、エミッタ(またはコレ
クタ)を他端とし、その端を第2の接続端b(または第
1の接続端)に接続している、ダイオード機能を呈する
バイポーラ型トランジスタからなるものとすることもで
きる。ただし、以下、簡単のため、第1及び第2の入力
側サージ保護回路F11及びF21、及び第1及び第2
の出力側サージ保護回路F12及びF22が、正極端及
び負極端を第1及び第2の接続端a及びbにそれぞれ接
続しているダイオードDからなるものとする。
【0008】以上が、従来提案されている半導体集積回
路装置の構成である。
【0009】このような構成を有する従来の半導体集積
回路装置によれば、電源端V11及びV21間、V12及びV
22間、………V1n及びV2n間に、電源E1 、E2 ………
nをそれぞれ供給し、その状態で、半導体集積回路B
の信号入力端T1とそれに対をなす端(図示せず)との
間に入力信号を供給すれば、半導体集積回路Bがこれに
応動し、その応動による出力信号が、信号出力端T2と
それと対をなす端(図示せず)との間に出力される、と
いう半導体集積回路装置としての機能が得られる。
【0010】また、(a)半導体集積回路Bの信号入力
端T1と電源端V11との間に、サージが、信号入力端T
1側を正極性として印加された場合、そのサージが、第
1の入力側サージ保護回路F11を構成しているダイオ
ードDの逆方向電圧にクランプされるので、半導体集積
回路Bが、この場合のサージから保護され、また、
(b)半導体集積回路Bの信号入力端T1と電源端V11
との間に、サージが、信号入力端T1側を負極性として
印加された場合、そのサージが、第1の入力側サージ保
護回路F11を構成しているダイオードDの順方向電圧
にクランプされるので、半導体集積回路Bが、この場合
のサージから保護され、さらに、(c)半導体集積回路
Bの信号入力端T1と電源端V21との間に、サージが、
信号入力端T1側を正極性として印加された場合、その
サージが、第2の入力側サージ保護回路F21を構成し
ているダイオードDの順方向電圧にクランプされるの
で、半導体集積回路Bが、この場合のサージから保護さ
れ、また、(d)半導体集積回路Bの信号入力端T1と
電源端V21との間に、サージが、信号入力端T1側を負
極性として印加された場合、そのサージが、第2の入力
側サージ保護回路F21を構成しているダイオードDの
逆方向電圧にクランプされるので、半導体集積回路B
が、この場合のサージから保護される。
【0011】さらに、(a)半導体集積回路Bの信号出
力端T2と電源端V1nとの間に、サージが、信号出力端
T2側を正極性として印加された場合、そのサージが、
第1の出力側サージ保護回路F12を構成しているダイ
オードDの逆方向電圧にクランプされるので、半導体集
積回路Bが、この場合のサージから保護され、また、
(b)半導体集積回路Bの信号出力端T2と電源端V1n
との間に、サージが、信号出力端T2側を負極性として
印加された場合、そのサージが、第1の出力側サージ保
護回路F12を構成しているダイオードDの順方向電圧
にクランプされるので、半導体集積回路Bが、この場合
のサージから保護され、さらに、(c)半導体集積回路
Bの信号出力端T2と電源端V2nとの間に、サージが、
信号出力端T2側を正極性として印加された場合、その
サージが、第2の出力側サージ保護回路F22を構成し
ているダイオードDの順方向電圧にクランプされるの
で、半導体集積回路Bが、この場合のサージから保護さ
れ、また、(d)半導体集積回路Bの信号出力端T2と
電源端V2nとの間に、サージが、信号出力端T2側を負
極性として印加された場合、そのサージが、第2の出力
側サージ保護回路F22を構成しているダイオードDの
逆方向電圧にクランプされるので、半導体集積回路B
が、この場合のサージから保護される。
【0012】以上のことから、図3に示す従来の半導体
集積回路装置の場合、半導体集積回路Bの信号入力端T
1と電源端V11及びV21のそれぞれとの間に、サージ
が、各別にまたは同時に印加されても、また、信号出力
端T2と電源端V1n及びV2nのそれぞれとの間に、サー
ジが、各別にまたは同時に印加されても、半導体集積回
路Bが、この場合のサージから保護される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】 図3に示す従来の半
導体集積回路装置の場合、サージが、半導体集積回路B
の信号入力端T1と電源端V11〜V1n中の電源端V11
除く電源端V1a(ただし、a=2、3………n)との間
に印加されたり、信号入力端T1と電源端V21〜V2n
の電源端V21を除く電源端V2aとの間に印加されたりし
た場合、そのサージが、半導体回路Aa を構成している
半導体素子に印加されて、その半導体素子がこの場合の
サージによって破壊されたりすることによって、半導体
回路Aa が、この場合のサージによって破壊されたり、
また、サージが、半導体集積回路Bの信号出力端T2と
電源端V11〜V1n中の電源端V1nを除く電源端V1b(た
だし、b=1、2………(n−1))との間に印加され
たり、信号出力端T2と電源端V21〜V2n中の電源端V
2nを除く電源端V2bとの間に印加されたりした場合、そ
のサージが、半導体回路Ab を構成している半導体素子
に印加されて、その半導体素子がこの場合のサージによ
って破壊されたりすることによって、半導体回路A
b が、この場合のサージによって破壊されたりし、よっ
て、半導体集積回路Bが、この場合のサージによって破
壊される、というおそれを有する。
【0014】すなわち、例示して述べれば、半導体集積
回路Bが、例えばその半導体回路A1 について、図示の
ように、例えば、pチャンネル型(またはnチャンネル
型)のMOS電界効果トランジスタQ11とnチャンネル
型(またはpチャンネル型)のMOS電界効果トランジ
スタQ21とが両MOS電界効果トランジスタQ11及びQ
21のドレインを互いに接続している態様で直列に接続さ
れ、そしてその直列回路の両端(MOS電界効果トラン
ジスタQ11のソース及び電界効果トランジスタQ21のソ
ース)が、電源端V11及びV21にそれぞれ接続され、ま
た、両MOS電界効果トランジスタQ11及びQ21のドレ
インの接続中点が、信号出力線hに導出されている構成
を有し、また、例えば半導体回路A2 について、図示の
ように、例えば、pチャンネル型(またはnチャンネル
型)のMOS電界効果トランジスタQ12とnチャンネル
型(またはpチャンネル型)のMOS電界効果トランジ
スタQ22とが両MOS電界効果トランジスタQ12及びQ
22のドレインを互いに接続している態様で直列に接続さ
れ、そしてその直列回路の両端(MOS電界効果トラン
ジスタQ12のソース及び電界効果トランジスタQ22のソ
ース)が、電源端V21及びV22にそれぞれ接続され、ま
た、両MOS電界効果トランジスタQ12及びQ22のドレ
インの接続中点が、信号入力線fに導出されている構成
を有し、そして、半導体回路A1 の信号出力線hが半導
体回路A2 の信号入力線fに接続されているという構成
を有するものとする。
【0015】しかるときは、電源端V11及びV12間に
は、半導体回路A1 のMOS電界効果トランジスタQ11
及びQ21と半導体回路A2 のMOS電界効果トランジス
タQ21及びQ22とがそれらに共通の半導体基板を用いて
構成され、そして、(a)それらが絶縁体で互いに分離
されている場合でみられるように、電流路が、実質的に
形成されていないか、(b)それらが拡散層で互いに分
離されている場合でみられるように、電流路が形成され
ているとしてもその電流路が高い抵抗値を有する寄生抵
抗または寄生ダイオードを介して形成されているだけで
あるので、半導体集積回路Bの信号入力端T1と電源端
12との間にサージが印加された場合、この場合のサー
ジが、第1の入力側サージ保護回路F11を通し、次で
半導体回路A1 のMOS電界効果トランジスタQ11のソ
ース及びドレインを通じ、次で半導体回路A1 の信号出
力線h及び半導体回路A2 の信号入力線fを通じて、半
導体回路A2 のMOS電界効果トランジスタQ12のゲー
ト及びソース間に印加され、または第2の入力側サージ
保護回路F21を通じ、次で半導体回路A1 のMOS電
界効果トランジスタQ21のソース及びドレインを通じ、
次で半導体回路A1 の信号出力線h及び半導体回路A2
の信号入力線fを通じて、半導体回路A2 のMOS電界
効果トランジスタQ12のゲート及びソース間に印加さ
れ、よって、半導体回路A2 のMOS電界効果トランジ
スタQ12が、この場合のサージによって破壊される。ま
た、半導体集積回路Bの信号入力端T1と電源端V22
の間にサージが印加された場合、この場合のサージが、
第1の入力側サージ保護回路F11を通じ、次で半導体
回路A1 のMOS電界効果トランジスタQ11のソース及
びドレインを通じ、次で半導体回路A1 の信号出力線h
及び半導体回路A2 の信号入力線fを通じて、半導体回
路A2 のMOS電界効果トランジスタQ22のゲート及び
ソース間に印加され、または第2の入力側サージ保護回
路F21を通じ、次で半導体回路A1 のMOS電界効果
トランジスタQ21のソース及びドレインを通じ、次で半
導体回路A1 の信号出力線h及び半導体回路A2 の信号
入力線fを通じて、半導体回路A2 のMOS電界効果ト
ランジスタQ22のゲート及びソース間に印加され、よっ
て、半導体回路A2 のMOS電界効果トランジスタQ22
が、この場合のサージによって破壊される。
【0016】以上例示したところから明らかなように、
図3に示す従来の半導体集積回路装置の場合、半導体集
積回路Bの信号入力端T1と電源端V1a及びV2aのそれ
ぞれとの間にサージが各別にまたは同時に印加された場
合、及び半導体集積回路Bの信号出力端T2と電源端V
1b及びV2bのそれぞれとの間にサージが各別にまたは同
時に印加された場合、半導体集積回路Bが、この場合の
サージから保護されないおそれを有する、という欠点を
有していた。
【0017】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な半導体集積回路装置を提案せんとするものであ
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願第1番目の発明によ
る半導体集積回路装置は、図3で上述した従来の半導体
集積回路装置の場合と同様に、信号入力端と信号出力
端とを外部に導出し且つ内部に複数n個の第1、第2…
……第nの半導体回路A1 、A2 ………An を有する半
導体集積回路を有し、そして、上記半導体回路A
i (ただし、i=1、2………n)が、電源Ei の正極
性端及び負極性端にまたは負極性端及び正極性端にそれ
ぞれ接続される対の電源端V1i及びV2iを有し、また、
上記半導体集積回路の信号入力端と電源端V11及びV
21のそれぞれとの間;及び上記半導体集積回路の信号出
力端と電源端V1n及びV2nのそれぞれとの間に、第1及
び第2の入力側サージ保護回路;及び第1及び第2の出
力側サージ保護回路がそれぞれ接続されている、という
構成を有する。
【0019】しかしながら、本願第1番目の発明による
半導体集積回路装置は、このような構成を有する半導体
集積回路装置において、上記電源端V11と上記電源端V
22、V23………V2nのそれぞれとの間;上記電源端V12
と上記電源端V21、V23………V2nのそれぞれとの間;
………;上記電源端V1nと上記電源端V21、V22………
2(n-1)のそれぞれとの間に、サージ保護素子P12、P
13………P1n;P21、P23………P2n;………;Pn1
n2………P(n-1)nがそれぞれ接続されている。
【0020】また、本願第2番目の発明による半導体集
積回路装置は、上述した本願第1番目の発明による半導
体集積回路装置において、上記電源端V11と上記電源端
21との間;上記電源端V12と上記電源端V22との間;
………;上記電源端V1nと上記電源端V2nとの間に、サ
ージ保護素子P11;P22;………;Pnnがそれぞれ接続
されている。
【0021】
【発明の実施の形態1】 次に、図1を伴って本発明に
よる半導体集積回路装置の実施の形態の第1の例を述べ
よう。
【0022】図1において、図3との対応部分には同一
符号を付し、詳細説明を省略する。
【0023】図1に示す本発明による半導体集積回路装
置の実施の形態の第1の例は、図3で上述した従来の半
導体集積回路装置の構成において、電源端V11と電源端
22、V23………V2nのそれぞれとの間;電源端V12
電源端V21、V23………V2nのそれぞれとの間;……
…;電源端V1nと電源端V21、V22………V2(n-1)のそ
れぞれとの間に、サージ保護素子P12、P13………
1n;P21、P23………P2n;………;Pn1、Pn2……
…P(n-1)nがそれぞれ接続されている、という事項を除
いて、図3で上述した従来の半導体集積回路装置の場合
と同様の構成を有する。
【0024】この場合、サージ保護素子P12、P13……
…P1n;P21、P23………P2n;………;Pn1、Pn2
……P(n-1)nは、ともに、図示のようにダイオードでな
り得、そして、サージ保護素子P12、P13………P1n
21、P23………P2n;………;Pn1、Pn2………P
(n-1)nが、ともに、ダイオードでなる場合、サージ保護
素子P12、P13………P1nとしてのダイオード;サージ
保護素子P21、P23………P2nとしてのダイオード;…
……;サージ保護素子Pn1、Pn2………P(n-1)nとして
のダイオードが、ともに、正極端を、それぞれ電源端V
11;V12;………;V1nとしている。
【0025】以上が、本発明による半導体集積回路装置
の実施の形態の第1の例である。
【0026】このような本発明による半導体集積回路装
置の実施の形態の第1の例によれば、上述した事項を除
いて、図3で上述した従来の半導体集積回路装置の場合
と同様の構成を有するので、詳細説明は省略するが、図
3で上述した従来の半導体集積回路装置の場合と同様
に、電源端V11及びV21間、V12及びV22間、………V
1n及びV2n間に、電源E1 、E2 ………En をそれぞれ
供給し、その状態で、半導体集積回路Bの信号入力端T
1とそれに対をなす端(図示せず)との間に入力信号を
供給すれば、半導体集積回路Bがこれに応動し、その応
動による出力信号が、信号出力端T2とそれと対をなす
端(図示せず)との間に出力される、という半導体集積
回路装置としての機能が得られる。
【0027】また、図3で上述した従来の半導体集積回
路装置の場合と同様に、半導体集積回路Bの信号入力端
T1と電源端V11及びV21のそれぞれとの間に、サージ
が、各別にまたは同時に印加されても、また、信号出力
端T2と電源端V1n及びV2nのそれぞれとの間に、サー
ジが、各別にまたは同時に印加されても、半導体集積回
路Bが、この場合のサージから保護される。
【0028】しかしながら、図1に示す本発明による半
導体集積回路装置の実施の形態によれば、電源端V11
電源端V22、V23………V2nのそれぞれとの間;電源端
12と電源端V21、V23………V2nのそれぞれとの間;
………;電源端V1nと電源端V21、V22………V2(n-1)
のそれぞれとの間に、サージ保護素子P12、P13………
1n;P21、P23………P2n;………;Pn1、Pn2……
…P(n-1)nがそれぞれ接続されているので、サージが、
半導体集積回路Bの信号入力端T1と、電源端V11〜V
1n中の電源端V11を除く電源端V1a(ただし、a=2、
3………n)との間に印加されたり、信号入力端T1
と、電源端V21〜V2n中の電源端V21を除く電源端V2a
との間に印加されたりした場合であっても、そのサージ
が、半導体回路Aa を構成している半導体素子に印加さ
れず、このため、半導体回路Aa が、この場合のサージ
によって破壊されるおそれを有さず、また、サージが、
半導体集積回路Bの信号出力端T2と電源端V11〜V1n
中の電源端V1nを除く電源端V1b(ただし、b=1、2
………(n−1))との間に印加されたり、信号出力端
T2と電源端V21〜V2n中の電源端V2nを除く電源端V
2bとの間に印加されたりした場合であっても、そのサー
ジが、半導体回路Ab を構成している半導体素子に印加
されず、このため、半導体回路Ab が、この場合のサー
ジによって破壊されるおそれを有さず、よって、半導体
集積回路Bが、この場合のサージによって破壊される、
というおそれを有しない。
【0029】すなわち、例示して述べれば、半導体集積
回路Bが、図3で上述した従来の半導体集積回路装置に
ついて述べたと同様に、例えばその半導体回路A1 につ
いて、例えば、pチャンネル型(またはnチャンネル
型)のMOS電界効果トランジスタQ11とnチャンネル
型(またはpチャンネル型)のMOS電界効果トランジ
スタQ21とが両MOS電界効果トランジスタQ11及びQ
21のドレインを互いに接続している態様で直列に接続さ
れ、そしてその直列回路の両端(MOS電界効果トラン
ジスタQ11のソース及び電界効果トランジスタQ21のソ
ース)が、電源端V11及びV21にそれぞれ接続され、ま
た、両MOS電界効果トランジスタQ11及びQ21のドレ
インの接続中点が、信号出力線hに導出されている構成
を有し、また、例えば半導体回路A2 について、例え
ば、pチャンネル型(またはnチャンネル型)のMOS
電界効果トランジスタQ12とnチャンネル型(またはp
チャンネル型)のMOS電界効果トランジスタQ22とが
両MOS電界効果トランジスタQ12及びQ22のドレイン
を互いに接続している態様で直列に接続され、そしてそ
の直列回路の両端(MOS電界効果トランジスタQ12
ソース及び電界効果トランジスタQ22のソース)が、電
源端V21及びV22にそれぞれ接続され、また、両MOS
電界効果トランジスタQ12及びQ22のドレインの接続中
点が、信号入力線fに導出されている構成を有し、そし
て、半導体回路A1 の信号出力線hが半導体回路A2
信号入力線fに接続されているという構成を有するもの
とする。
【0030】しかるときは、図3で上述した従来の半導
体集積回路装置について述べたと同様に、電源端V11
びV12間には、半導体回路A1 のMOS電界効果トラン
ジスタQ11及びQ21と半導体回路A2 のMOS電界効果
トランジスタQ21及びQ22とがそれらに共通の半導体基
板を用いて構成され、そして、(a)それらが絶縁体で
互いに分離されている場合でみられるように、電流路
が、実質的に形成されていないか、(b)それらが拡散
層で互いに分離されている場合でみられるように、電流
路が形成されているとしてもその電流路が高い抵抗値を
有する寄生抵抗または寄生ダイオードを介して形成され
ているだけであるので、半導体集積回路Bの信号入力端
T1と電源端V12との間にサージが印加された場合、こ
の場合のサージが、第1の入力側サージ保護回路F11
を通じ、次で半導体回路A1 のMOS電界効果トランジ
スタQ11のソース及びドレインを通じ、次で半導体回路
1の信号出力線h及び半導体回路A2 の信号入力線f
を通じて、半導体回路A2 のMOS電界効果トランジス
タQ12のゲート及びソース間に印加されんとし、または
第2の入力側サージ保護回路F21を通じ、次で半導体
回路A1 のMOS電界効果トランジスタQ21のソース及
びドレインを通じ、次で半導体回路A1 の信号出力線h
及び半導体回路A2 の信号入力線fを通じて、半導体回
路A2 のMOS電界効果トランジスタQ12のゲート及び
ソース間に印加されんとし、よって、半導体回路A2
MOS電界効果トランジスタQ12が、この場合のサージ
によって破壊されんとしても、この場合のサージが、信
号入力端T1と電源端V12との間で、第2の入力側サー
ジ保護回路F21のダイオードDの順方向電圧とサージ
保護素子P21としてのダイオードの逆方向電圧との和の
電圧にクランプされ、また、電源端V21と電源端V12
の間がサージ保護素子P21としてのダイオードの逆方向
電圧にクランプされ、または、信号入力端T1と電源端
12との間で、第2の入力側サージ保護回路F21のダ
イオードDの逆方向電圧とサージ保護素子P21としての
ダイオードの順方向電圧との和の電圧にクランプされ、
また、電源端V21と電源端V12との間がサージ保護素子
21としてのダイオードの順方向電圧にクランプされる
ので、この場合のサージが、半導体回路A2 のMOS電
界効果トランジスタQ12のゲート及びソース間に印加さ
れず、よって、半導体回路A2のMOS電界効果トラン
ジスタQ12が、この場合のサージによって破壊されず、
そのサージから保護される。
【0031】また、半導体集積回路Bの信号入力端T1
と電源端V22との間にサージが印加された場合、この場
合のサージが、第1の入力側サージ保護回路F11を通
じ、次で半導体回路A1 のMOS電界効果トランジスタ
11のソース及びドレインを通じ、次で半導体回路A1
の信号出力線h及び半導体回路A2 の信号入力線fを通
じて、半導体回路A2 のMOS電界効果トランジスタQ
22のゲート及びソース間に印加されんとし、または第2
の入力側サージ保護回路F21を通じ、次で半導体回路
1 のMOS電界効果トランジスタQ21のソース及びド
レインを通じ、次で半導体回路A1 の信号出力線h及び
半導体回路A2 の信号入力線fを通じて、半導体回路A
2 のMOS電界効果トランジスタQ22のゲート及びソー
ス間に印加されんとし、よって、半導体回路A2 のMO
S電界効果トランジスタQ22が、この場合のサージによ
って破壊されんとしても、この場合のサージが、信号入
力端T1と電源端V22との間で、第1の入力側サージ保
護回路F11のダイオードDの逆方向電圧とサージ保護
素子P12としてのダイオードの順方向電圧との和の電圧
にクランプされ、また、電源端V11と電源端V22との間
がサージ保護素子P12としてのダイオードの順方向電圧
にクランプされ、または、信号入力端T1と電源端V22
との間で、第1の入力側サージ保護回路F11のダイオ
ードDの順方向電圧とサージ保護素子P12としてのダイ
オードの逆方向電圧との和の電圧にクランプされ、ま
た、電源端V11と電源端V22との間がサージ保護素子P
12としてのダイオードの逆方向電圧にクランプされるの
で、この場合のサージが、半導体回路A2 のMOS電界
効果トランジスタQ12のゲート及びソース間に印加され
ず、よって、半導体回路A2 のMOS電界効果トランジ
スタQ12が、この場合のサージによって破壊されず、そ
のサージから保護される。
【0032】以上例示したところから明らかなように、
図1に示す本発明による半導体集積回路装置の実施の形
態によれば、半導体集積回路Bの信号入力端T1と電源
端V1a及びV2aのそれぞれとの間にサージが各別にまた
は同時に印加された場合でも、また半導体集積回路Bの
信号出力端T2と電源端V1b及びV2bのそれぞれとの間
にサージが各別にまたは同時に印加された場合でも、半
導体集積回路Bが、この場合のサージから保護され、そ
して、この場合のサージからの保護が、一般的に述べれ
ば、半導体回路の電源の負極性端(または正極性端)に
接続される電源端と、その電源端が接続される半導体回
路の電源とは異なる他の半導体回路の電源の正極性端
(または負極性端)に接続される電源端すなわち前者の
電源の負極性端(または正極性端)に接続される電源端
と対をなしていない電源端との間に、サージ保護素子が
接続されているので、確実に行われる。
【0033】
【発明の実施の形態2】 次に、図2を伴って本発明に
よる半導体集積回路装置の実施の形態の第2の例を述べ
よう。図2において、図1との対応部分には同一符号を
付し、詳細説明を省略する。
【0034】図2に示す本発明による半導体集積回路装
置の実施の形態の第2の例は、図1で上述した本発明に
よる半導体集積回路装置の実施の形態において、電源端
11と電源端V21との間;電源端V12と電源端V22との
間;………;電源端V1nと電源端V2nとの間に、サージ
保護素子P11;P22;………;Pnnがそれぞれ接続され
ている、という事項を除いて、図1に示す本発明による
半導体集積回路装置の実施の形態の場合と同様の構成を
有する。
【0035】以上が、本発明による半導体集積回路装置
の実施の形態の第2の例である。
【0036】このような本発明による半導体集積回路装
置の実施の形態の第2の例によれば、上述した事項を除
いて、図1に示す本発明による半導体集積回路装置の実
施の形態と同様の構成を有するので、詳細説明は省略す
るが、図1に示す本発明による半導体集積回路装置の場
合と同様に、電源端V11及びV21間、V12及びV22間、
………V1n及びV2n間に、電源E1 、E2 ………En
それぞれ供給し、その状態で、半導体集積回路Bの信号
入力端T1とそれに対をなす端(図示せず)との間に入
力信号を供給すれば、半導体集積回路Bがこれに応動
し、その応動による出力信号が、信号出力端T2とそれ
と対をなす端(図示せず)との間に出力される、という
半導体集積回路装置としての機能が得られる。
【0037】また、図1に示す本発明による半導体集積
回路装置の実施の形態の場合と同様に、半導体集積回路
Bの信号入力端T1と電源端V11及びV21のそれぞれと
の間に、サージが、各別にまたは同時に印加されても、
また、信号出力端T2と電源端V1n及びV2nのそれぞれ
との間に、サージが、各別にまたは同時に印加されて
も、半導体集積回路Bが、この場合のサージから保護さ
れる。
【0038】さらに、図1に示す本発明による半導体集
積回路装置の場合と同様に、電源端V11と電源端V22
23………V2nのそれぞれとの間;電源端V12と電源端
21、V23………V2nのそれぞれとの間;………;電源
端V1nと電源端V21、V22………V2(n-1)のそれぞれと
の間に、サージ保護素子P12、P13………P1n;P21
23………P2n;………;Pn1、Pn2………P(n-1)n
それぞれ接続されている構成を有するので、図1に示す
本発明による半導体集積回路装置の実施の形態の場合と
同様に、サージが、半導体集積回路Bの信号入力端T1
と、電源端V11〜V1n中の電源端V11を除く電源端V1a
(ただし、a=2、3………n)との間に印加された
り、信号入力端T1と電源端V21〜V2n中の電源端V21
を除く電源端V2aとの間に印加されたりした場合であっ
ても、そのサージが、半導体回路Aa を構成している半
導体素子に印加されず、このため、半導体回路Aa が、
この場合のサージによって破壊されるおそれを有さず、
また、サージが、半導体集積回路Bの信号出力端T2
と、電源端V11〜V1n中の電源端V1nを除く電源端V1b
(ただし、b=1、2………(n−1))との間に印加
されたり、信号出力端T2と電源端V21〜V2n中の電源
端V2nを除く電源端V2bとの間に印加されたりした場合
であっても、そのサージが、半導体回路Ab を構成して
いる半導体素子に印加されず、このため、半導体回路A
b が、この場合のサージによって破壊されるおそれを有
さず、よって、半導体集積回路Bが、この場合のサージ
によって破壊される、というおそれを有しない。
【0039】また、電源端V11と電源端V21との間;電
源端V12と電源端V22との間;………;電源端V1nと電
源端V2nとの間にも、サージ保護素子P11;P22;……
…;Pnnがそれぞれ接続されているので、例示してのべ
れば、サージが、半導体集積回路Bの信号入力端T1と
電源端V11との間に印加された場合、この場合のサージ
が、上述したように第1の入力側サージ保護回路F11
の両端電圧にクランプされるようになされている、とい
う以外に、第2の入力側サージ保護回路F21の両端電
圧とサージ保護素子P11の両端電圧との和の電圧にクラ
ンプされるようにもなされており、また、サージが、信
号入力端T1と電源端V21との間に印加された場合、こ
の場合のサージが、上述したように第2の入力側サージ
保護回路F21の両端電圧にクランプされるようになさ
れている、という以外に、第1の入力側サージ保護回路
F11の両端電圧とサージ保護素子P11の両端電圧との
和の電圧にクランプされるようにもなされており、さら
に、サージが、信号入力端T1と電源端V12との間に印
加された場合、この場合のサージが、上述したように第
2の入力側サージ保護回路F21の両端電圧とサージ保
護素子P21の両端電圧との和の電圧にクランプされるよ
うになされている、という以外に、第1の入力側サージ
保護回路F11の両端電圧とサージ保護素子P12の両端
電圧とサージ保護素子P22の両端電圧との和の電圧にク
ランプされるようにもなされており、また、サージが、
信号入力端T1と電源端V22との間に印加された場合、
この場合のサージが、上述したように第1の入力側サー
ジ保護回路F11の両端電圧とサージ保護素子P12の両
端電圧との和の電圧にクランプされるようになされてい
る、という以外に、第2の入力側サージ保護回路F21
の両端電圧とサージ保護素子P21の両端電圧とサージ保
護素子P22の両端電圧との和の電圧にクランプされるよ
うにもなされているなどによって、サージが、半導体集
積回路Bの信号入力端T1と電源端V1i及びV2iのそれ
ぞれとの間に各別にまたは同時に印加された場合でも、
また、信号出力端T2と電源端V1i及びV2iのそれぞれ
との間に各別にまたは同時に印加された場合でも、半導
体集積回路Bが、この場合のサージから、図1に示す本
発明による半導体集積回路装置の実施の形態の場合に比
しより確実に保護される。
【0040】
【発明の効果】 本願第1番目の発明による半導体集積
回路装置によれば、半導体集積回路Bの信号入力端T1
と電源端V1a及びV2aのそれぞれとの間にサージが各別
にまたは同時に印加された場合でも、また、半導体集積
回路Bの信号出力端T2と電源端V1b及びV2bのそれぞ
れとの間にサージが各別にまたは同時に印加された場合
でも、半導体集積回路Bが、この場合のサージから保護
され、そして、この場合のサージからの保護が、一般的
に述べれば、半導体回路の電源の負極性端(または正極
性端)に接続される電源端と、その電源端が接続される
半導体回路の電源とは異なる他の半導体回路の電源の正
極性端(または負極性端)に接続される電源端すなわち
前者の電源の負極性端(または正極性端)に接続される
電源端と対をなしていない電源端との間に、サージ保護
素子が接続されているので、確実に行われる
【0041】また、本願第2番目の発明による半導体集
積回路装置によれば、半導体集積回路Bが、信号入力端
T1と電源端V1i及びV2iのそれぞれとの間に各別にま
たは同時に印加されるサージ、及び信号出力端T2と電
源端V1i及びV2iのそれぞれとの間に各別にまたは同時
に印加されるサージから、本願第1番目の発明による半
導体集積回路装置の場合に比しより確実に保護される。
【0042】なお、上述した本発明による半導体集積回
路装置の実施の形態においては、サージ保護素子P11
12………P1n;P21、P22………P2n;Pn1、Pn2
……PnnがダイオードDでなるものとして述べたが、ソ
ース(またはドレイン)とゲートとを互いに接続して一
端とし、ドレイン(またはソース)を他端としている、
ダイオード機能を呈するMOS型電界効果トランジスタ
からなるものとすることもでき、さらに、ゲートとコレ
クタ(またはエミッタ)とを互いに接続して一端とし、
エミッタ(またはコレクタ)を他端としている、ダイオ
ード機能を呈するバイポーラ型トランジスタからなるも
のとすることもできる。
【0043】また、上述においては、半導体集積回路B
が有する半導体回路A1 〜An が、半導体素子としてM
OS電界効果トランジスタを用いている場合で例示した
が、半導体素子としてバイポーラトランジスタを用いて
いる場合にも本発明を適用して、同様の作用・効果を得
ることができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体集積回路装置の実施の形
態の第1の例を示す接続図である。
【図2】 本発明による半導体集積回路装置の実施の形
態の第2の例を示す接続図である。
【図3】 従来の半導体集積回路装置を示す接続図であ
る。
【符号の説明】
1 、A2 、A3 ………An 半導体回路 B 半導体集積回路 D ダイオード T1 信号入力端 T2 信号出力端 P11、P12、P13………P1n サージ保護素子 P21、P22、P23………P2n サージ保護素子 P31、P32、P33………P3n サージ保護素子 Pn1、Pn2、Pn3………Pnn サージ保護素子 Q11、Q12、Q21、Q22 MOS電界効果トラ
ンジスタ V11、V12、V13………V1n 電源端 V21、V22、V23………V2n 電源端 a 接続端 b 接続端 f 信号入力線 h 信号出力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号入力端と信号出力端とを外部に導出
    し且つ内部に複数n個の第1、第2………第nの半導体
    回路A1 、A2 ………An を有する半導体集積回路を有
    し、 上記半導体回路Ai (ただし、i=1、2………n)
    が、電源Ei の正極性端及び負極性端にまたは負極性端
    及び正極性端にそれぞれ接続される対の電源端V1i及び
    2iを有し、 上記半導体集積回路の信号入力端と電源端V11及びV21
    のそれぞれとの間;及び上記半導体集積回路の信号出力
    端と電源端V1n及びV2nのそれぞれとの間に、第1及び
    第2の入力側サージ保護回路;及び第1及び第2の出力
    側サージ保護回路がそれぞれ接続されている半導体集積
    回路装置において、 上記電源端V11と上記電源端V22、V23………V2nのそ
    れぞれとの間;上記電源端V12と上記電源端V21、V23
    ………V2nのそれぞれとの間;………;上記電源端V1n
    と上記電源端V21、V22………V2(n-1)のそれぞれとの
    間に、サージ保護素子P12、P13………P1n;P21、P
    23………P2n;………;Pn1、Pn2………P(n-1)nがそ
    れぞれ接続されていることを特徴とする半導体集積回路
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
    いて、 上記電源端V11と上記電源端V21との間;上記電源端V
    12と上記電源端V22との間;………;上記電源端V1n
    上記電源端V2nとの間に、サージ保護素子P11;P22
    ………;Pnnがそれぞれ接続されていることを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
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