JP3457209B2 - 電圧検出回路 - Google Patents

電圧検出回路

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JP3457209B2
JP3457209B2 JP07811099A JP7811099A JP3457209B2 JP 3457209 B2 JP3457209 B2 JP 3457209B2 JP 07811099 A JP07811099 A JP 07811099A JP 7811099 A JP7811099 A JP 7811099A JP 3457209 B2 JP3457209 B2 JP 3457209B2
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor

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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、電圧検出回路に係
り、特に、半導体装置の基板電圧を正確に検出する電圧
検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体装置の電圧検出回路は半
導体装置の負の基板電圧VBBを検出し、その基板電圧V
BBに基づいて基板電圧発生回路を調整する信号vbel
zを生成する。なお、基板電圧発生回路は信号vbel
zに基づいて基板電圧VBBを発生する回路である。
【0003】図1は、電圧検出回路の一例の構成図を示
す。図2は、電圧検出回路の動作の一例の説明図を示
す。図3は、電圧検出回路の一例の動作タイミング図を
示す。図1の電圧検出回路100は、負荷部110,検
出部120,及びNOT回路部130−1,130−2
を含む構成である。図3(A)の時間t100に示すよ
うに、電圧検出回路100に半導体装置外部で生成され
る電源VDD又は半導体装置内部で生成される電源Viiが
供給されると、負荷部110のPMOSトランジスタ1
11は図3(B)に示すようにON状態となる。また、
検出部120のNMOSトランジスタ121は図3
(C)に示すようにOFF状態となる。したがって、電
圧検出回路100上の部分であるノードN1は図3
(D)に示すように電位が上昇し、Highレベルとな
る。
【0004】ノードN1がHighレベルとなると、N
OT回路部130−1のPMOSトランジスタ131及
びNMOSトランジスタ132は、ゲートにHighレ
ベルが供給される。ゲートにHighレベルが供給され
ると、図3(E)及び(F)に示すようにPMOSトラ
ンジスタ131がOFF状態となりNMOSトランジス
タ132がON状態となる。したがって、ノードN3は
図3(G)に示すようにLowレベルとなる。
【0005】NOT回路130−2はNOT回路130
−1からLOWレベルを供給され、その供給されたLo
wレベルを反転してHighレベルを出力する。このN
OT回路130−2から出力される図3(H)に示す信
号は、基板電圧発生回路(図示せず)を調整する信号v
belzである。基板電圧発生回路は、供給された信号
vbelzに基づいて時間t110から基板電圧VBBを
発生する。
【0006】例えば、Highレベルの信号vbelz
が供給されると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBを
発生する。基板電圧発生回路から負の基板電圧VBBが発
生されると、図3(I)に示すように基板電圧VBBが徐
々に低下し、時間t120で以下に示す式(1)の値に
達する。 基板電圧VBB=グランド(GND)−NMOSトランジスタ121のしきい 値Vth・・・・・ (1) 基板電圧VBBが時間t120で式(1)に示す値に達す
ると、NMOSトランジスタ121は図3(C)に示す
ようにON状態となる。したがって、ノードN1は図3
(D)に示すようにLowレベルとなる。ノードN1が
Lowレベルとなると、NOT回路部130−1のPM
OSトランジスタ131及びNMOSトランジスタ13
2は、ゲートにLowレベルが供給される。
【0007】したがって、図3(E)及び(F)に示す
ようにPMOSトランジスタ131がON状態となりN
MOSトランジスタ132がOFF状態となり、ノード
N3は図3(G)に示すようにHighレベルとなる。
NOT回路130−2はNOT回路130−1からHi
ghレベルを供給され、その供給されたHighレベル
を反転して図3(H)に示すLowレベルの信号vbe
lzを出力する。Lowレベルの信号vbelzが供給
されると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBの発生を
停止し、図3(I)に示すように基板電圧VBBの値が式
(1)に示す値に調整される。
【0008】以上のように、基板電圧VBBの検出は、ノ
ードN1の電位レベルに基づいて調整される。なお、図
2は基板電圧VBBに対する各トランジスタ等の状態を表
している。図2において、基板電圧VBBが「深い」とは
基板電圧VBBの値が式(1)の値より負側に大きいこと
を示し、基板電圧VBBが「浅い」とは基板電圧VBBの値
が式(1)の値より正側に大きいことを示す。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1の
電圧検出回路では各トランジスタの生産プロセスにおけ
るプロセスばらつきの影響により、各トランジスタのし
きい値Vthに変動が生じる場合がある。例えば、PMO
Sトランジスタ111のしきい値Vthの変動とNMOS
トランジスタ121のしきい値Vthの変動とが異なる場
合、ノードN1でしきい値Vthの変動を相殺することが
できない。
【0010】したがって、PMOSトランジスタ111
のしきい値Vthの変動が基板電圧VBBの検出に影響を与
え、正確に基板電圧VBBの調整ができないという問題が
あった。また、NOT回路130−1は、ノードN1の
レベルが遷移する時に中間レベルになるため、PMOS
トランジスタ131及びNMOSトランジスタ132が
同時にON状態になる場合がある。したがって、NOT
回路130−1に貫通電流が流れ、無駄に電力を消費し
てしまうという問題があった。
【0011】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、トランジスタのしきい値変動を減少することによ
り、基板電圧を正確に検出することが可能な電圧検出回
路を提供することを第一の目的とする。また、低消費電
力化が可能な電圧検出回路を提供することを第二の目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するため、請求項1記載の本発明は、定電圧を発生する
定電圧発生手段と、トランジスタで構成され、前記定電
圧に負荷を与える負荷手段と、該負荷手段と接続され、
前記負荷手段のトランジスタと同一極性の少なくとも一
つのトランジスタで構成され、所定の電圧を検出し、検
出信号を生成する検出手段とを有することを特徴とす
る。
【0013】このように、負荷手段を構成するトランジ
スタと検出手段を構成するトランジスタとを同一極性と
することにより、各トランジスタの生産プロセスにおけ
るプロセスばらつきの影響により生じる各トランジスタ
のしきい値Vthの変動を相殺することが可能である。こ
れは、半導体装置内の同一種類のトランジスタはしきい
値ばらつきが同様であることを利用するものである。し
たがって、本発明の電圧検出回路は、所定の電圧を正確
に検出することが可能となる。
【0014】また、請求項2記載の本発明は、前記検出
手段は、前記所定の電圧と基準電圧との関係に基づいて
前記検出信号を生成することを特徴とする。このよう
に、前記所定の電圧と基準電圧との関係に基づいて前記
検出信号を生成することにより、上記検出信号を正確に
生成することが可能となり、所定の電圧を正確に検出す
ることが可能となる。
【0015】また、請求項3記載の本発明は、前記基準
電圧は、検出手段を構成するトランジスタのしきい値に
基づく値であることを特徴とする。このように、前記基
準電圧が検出手段を構成するトランジスタのしきい値に
基づく値であることにより基準電圧を自由に設定するこ
とが可能となり、前記所定の電圧の電圧レベルを自由に
調整することが可能となる。
【0016】例えば、前記所定の電圧を負側に大きくし
たい場合、複数のトランジスタを利用してしきい値を大
きくすることにより、前記所定の電圧を負側に大きくす
ることが可能となる。また、請求項4記載の本発明は、
前記検出手段を構成するトランジスタは、ドレイン端子
に前記負荷手段が接続され、ゲート端子にグランドが接
続され、ソース端子に前記所定の電圧が接続される構成
であり、前記ドレイン端子から前記検出信号を生成する
ことを特徴とする。
【0017】このように、前記検出手段を構成するトラ
ンジスタのドレイン端子に前記負荷手段を接続し、ゲー
ト端子にグランドを接続し、ソース端子に前記所定の電
圧を接続することにより、前記所定の電圧とトランジス
タのしきい値との関係に基づいて前記検出信号を生成す
ることが可能となる。また、請求項5記載の本発明は、
前記検出信号を供給され、その検出信号の信号レベルを
変換する変換手段を更に含むことを特徴とする。
【0018】このように、前記検出手段から供給される
前記検出信号の信号レベルを変換する変換手段を有する
ことにより、前記検出手段から供給される検出信号の信
号レベルを適宜変換することが可能となる。また、請求
項6記載の本発明は、前記変換手段は、前記検出信号レ
ベルを変換するレベル変換部と、前記レベル変換部に流
れる電流を調整する電流調整部とを有することを特徴と
する。
【0019】このように、前記変換手段に前記レベル変
換部に流れる電流を変換する電流調整部とを有すること
により、過大な電流が流れることを防止し、無駄な電力
消費を削減することが可能となる。また、請求項7記載
の本発明は、前記電流調整部はトランジスタで構成され
ることを特徴とする。
【0020】このように、前記電流調整部をトランジス
タで構成することにより、ゲート長の大きいトランジス
タを選択することが可能となる。したがって、前記レベ
ル調整部に過大な電流が流れることを防止し、無駄な電
力消費を削減することが可能となる。また、請求項8記
載の本発明は、前記定電圧発生手段は前記電流調整部の
トランジスタと同一極性のトランジスタで構成される電
圧補正部を更に含むことを特徴とする。
【0021】このように、前記定電圧発生手段に前記電
流調整部のトランジスタと同一極性のトランジスタで構
成される電圧補正部を設けることにより、生産プロセス
におけるプロセスばらつきの影響により生じる各トラン
ジスタのしきい値Vthの変動を相殺することが可能であ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面に
基づいて説明する。図4は、本発明の電圧検出回路の第
一実施例の構成図を示す。図4の電圧検出回路1は、定
電圧源10,電圧補正部20,負荷部30,検出部4
0,及びNOT回路部50−1,50−2を含む構成で
ある。
【0023】定電圧源10は抵抗器11,12と、PM
OSトランジスタ21で構成される電圧補正部20とを
含む。PMOSトランジスタ21は、ソースに抵抗器1
1を介して電源VDDが接続され、ゲートにグランド(G
ND)が接続され、ドレインに抵抗器12を介してグラ
ンド(GND)が接続されている。また、PMOSトラ
ンジスタ21のドレインは更にノードN0を介してNM
OSトランジスタ31のドレインに接続されている。な
お、抵抗器11,12は必要に応じて挿入すべきもので
あり、半導体装置外部で生成される電源VDDと電圧検出
回路1で必要な電圧との関係により抵抗値が決定され
る。
【0024】負荷部30はNMOSトランジスタ31を
含む。NMOSトランジスタ31は、ドレインにノード
N0及びゲートが接続され、ソースにノードN1を介し
てNMOSトランジスタ41のドレイン,PMOSトラ
ンジスタ52及びNMOSトランジスタ53のゲートに
接続されている。検出部40はNMOSトランジスタ4
1を含む。NMOSトランジスタ41は、ゲートにグラ
ンド(GND)が接続され、ソースに本発明の電圧検出
回路1が検出する基板電圧VBBが接続され、ドレインに
ノードN1が接続されている。
【0025】NOT回路部50−1は、PMOSトラン
ジスタ51,52と,NMOSトランジスタ53とを含
む。PMOSトランジスタ51はソースに電源VDDが接
続され、ゲートにグランド(GND)が接続され、ドレ
インにノードN2を介してPMOSトランジスタ52の
ソースが接続されている。PMOSトランジスタ52
は、ゲートがノードN1に接続され、ドレインがノード
N3を介してNMOSトランジスタ53のドレイン及び
NOT回路部50−2に接続されている。NMOSトラ
ンジスタ53は、ゲートがノードN1に接続され、ドレ
インがノードN3に接続され、ソースがグランド(GN
D)が接続されている。なお、NOT回路部50−2
は、NOT回路部50−1と同様な構成である。
【0026】また、NOT回路部50−1及び50−2
の構成は、NOT回路部50−2の後段に位置する基板
電圧発生回路(図示せず)の駆動電圧に基づいて適宜調
整される。例えば、基板電圧発生回路の駆動電圧が大き
ければ、図4のノードN1の後段に位置するNOT回路
部の段数を増加させるように構成される。次に、図4の
電圧検出回路の動作について図5及び6を利用して説明
する。図5は、本発明の電圧検出回路の動作の一例の説
明図を示す。図6は、本発明の電圧検出回路の一例の動
作タイミング図を示す。
【0027】図6(A)の時間t10に示すように、電
圧検出回路1に半導体装置外部で生成される電源VDDが
供給されると、PMOSトランジスタ21及びPMOS
トランジスタ51は図6(B)に示すようにON状態と
なる。ここで、PMOSトランジスタ21は後述するP
MOSトランジスタ51に対応して設けられたものであ
り、PMOSトランジスタ51のプロセスばらつきによ
るしきい値Vthの変動を相殺する。
【0028】PMOSトランジスタ21がON状態であ
るため、ノードN0は抵抗器11,12により図6
(C)に示すような抵抗分割されたHighレベルがN
MOSトランジスタ31のドレイン及びゲートに供給さ
れる。NMOSトランジスタ31は、図6(E)に示す
ようにゲート及びドレインにHighレベルを供給さ
れ、ON状態となる。また、NMOSトランジスタ41
は図6(D)に示すようにOFF状態となる。したがっ
て、ノードN1は図6(F)に示すように電位が上昇
し、Highレベルとなる。
【0029】ここで、本願発明の電圧検出回路1は、負
荷部30及び検出部40をNMOSトランジスタ31及
び41で構成することを特徴としている。このように、
同一種類のトランジスタで負荷部30及び検出部40を
構成することにより、検出部40のNMOSトランジス
タのしきい値Vthのばらつきを負荷部30のNMOSト
ランジスタ31のしきい値VthのばらつきでノードN1
を挟んで相殺することができる。これは、半導体装置内
の同一種類のトランジスタはしきい値ばらつきが同様で
あることを利用するものである。
【0030】図面に戻って説明を続けると、ノードN1
がHighレベルとなると、NOT回路部50−1のP
MOSトランジスタ52及びNMOSトランジスタ53
は、ゲートにHighレベルが供給される。ゲートにH
ighレベルが供給されると、図6(G)及び(H)に
示すようにPMOSトランジスタ52がOFF状態とな
りNMOSトランジスタ53がON状態となる。したが
って、ノードN3は図6(I)に示すようにLowレベ
ルとなる。
【0031】NOT回路部50−2はNOT回路部50
−1からLOWレベルを供給され、その供給されたLo
wレベルを反転してHighレベルを出力する。このN
OT回路部50−2から出力される図6(J)に示す信
号は、基板電圧発生回路(図示せず)を調整する信号v
belzである。基板電圧発生回路は、供給された信号
vbelzに基づいて時間t20から基板電圧VBBを発
生する。
【0032】例えば、Highレベルの信号vbelz
が供給されると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBを
発生する。基板電圧発生回路から負の基板電圧VBBが発
生されると、図6(K)に示すように基板電圧VBBが徐
々に低下し、時間t30で以下に示す式(2)の値に達
する。 基板電圧VBB=グランド(GND)−NMOSトランジスタ41のしきい値 Vth・・・・・ (2) 基板電圧VBBが時間t30で式(2)に示す値に達する
と、NMOSトランジスタ41は図6(D)に示すよう
にON状態となる。したがって、ノードN1は図6
(F)に示すようにLowレベルとなる。ノードN1が
Lowレベルとなると、NOT回路部50−1のPMO
Sトランジスタ52及びNMOSトランジスタ53は、
ゲートにLowレベルが供給される。
【0033】したがって、図6(G)及び(H)に示す
ようにPMOSトランジスタ52がON状態となりNM
OSトランジスタ53がOFF状態となり、ノードN3
は図6(I)に示すようにHighレベルとなる。NO
T回路部50−2はNOT回路部50−1からHigh
レベルを供給され、その供給されたHighレベルを反
転して図6(J)に示すLowレベルの信号vbelz
を出力する。Lowレベルの信号vbelzが供給され
ると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBの発生を停止
し、図6(K)に示すように基板電圧VBBの値が式
(2)に示す値に調整される。
【0034】次に、定電圧源10とNOT回路部50−
1とにPMOSトランジスタ21及び51を設けた理由
について説明する。例えばノードN1のレベルが遷移す
るときPMOSトランジスタ52とNMOSトランジス
タ53とが同時にON状態となる場合がある。この場
合、NOT回路部50−1は貫通電流が流れるのである
が、ゲート長の大きいPMOSトランジスタ51を電源
VDDとPMOSトランジスタ52及びNMOSトランジ
スタ53との間に設けることにより、貫通電流を削減す
ることが可能となる。したがって、無駄な電力消費を削
減することができる。
【0035】しかし、PMOSトランジスタ51を設け
ることにより、信号vbelzの信号レベルの減少,及
びNOT回路部50−1のノードN2と定電圧源10の
ノードN0とのプロセスばらつきによる電圧レベル変動
の不一致の問題が生じる場合がある。そこで、ノードN
3の後段のNOT回路部50−1,50−2の段数を増
加させるように構成することにより、信号vbelzの
信号レベルを十分確保することが可能となる。また、P
MOSトランジスタ51のプロセスばらつきによるしき
い値Vthの変動を相殺するために、定電圧源10内の電
圧補正部20にPMOSトランジスタ21を設けること
により、NOT回路部50−1のノードN2及び定電圧
源10のノードN0のプロセスばらつきによる電圧レベ
ル変動を一致させることが可能となる。
【0036】以上のように、基板電圧VBBの検出は、ノ
ードN1の電位レベルに基づいて調整される。なお、図
5は基板電圧VBBに対する各トランジスタ等の状態を表
している。図5において、基板電圧VBBが「深い」とは
基板電圧VBBの値が式(2)の値より負側に大きいこと
を示し、基板電圧VBBが「浅い」とは基板電圧VBBの値
が式(2)の値より正側に大きいことを示す。
【0037】次に、本発明の電圧検出回路の他の実施例
について説明する。図7は、本発明の電圧検出回路の第
二実施例の構成図を示す。図7の定電圧源10は図4の
定電圧源10とPMOSトランジスタ21及び抵抗器1
1の位置が異なっている。なお、電圧補正部20を構成
するPMOSトランジスタ21の位置は、電源VDDと電
源電圧が分圧されるノードN0との間に挿入されていれ
ば効果が同様であり、抵抗器11とPMOSトランジス
タ21との前後関係は問わない。第二実施例の電圧検出
回路1は、定電圧源10の他は第一実施例と同様であり
説明を省略する。
【0038】次に、本発明の電圧検出回路の第三実施例
について説明する。図8は、本発明の電圧検出回路の第
三実施例の構成図を示す。図8の定電圧源10は半導体
装置外部で生成される電源VDDではなく、半導体装置内
部で生成される電源Viiを利用することが図4の定電圧
源10と異なっている。図8の電源Viiは半導体装置内
部で生成されるため、ノイズの影響が少なく、電圧レベ
ルが調整されている場合が多い。したがって、電圧補正
部20を構成するPMOSトランジスタ21は、ソース
に直接電源Viiを接続し、ゲートにグランド(GND)
を接続し、ドレインにノードN0を接続することが可能
である。なお、第三実施例の電圧検出回路1は、定電圧
源10の他は第一実施例と同様であり説明を省略する。
【0039】次に、本発明の電圧検出回路の第四実施例
について説明する。図9は、本発明の電圧検出回路の第
四実施例の構成図を示す。図9の検出部40は、二つの
NMOSトランジスタ42及び43で構成されているこ
とが図4の検出部40と異なっている。NMOSトラン
ジスタ42は、ドレインにノードN1を介してNMOS
トランジスタ31のソースが接続され、ゲートにグラン
ド(GND)が接続され、ソースにNMOSトランジス
タ43のドレイン及びゲートが接続されている。また、
NMOSトランジスタ43は、ソースに基板電圧VBBが
接続されている。
【0040】以下、検出部40の動作について説明す
る。ノードN1がHighレベルとなると、NOT回路
部50−1はLowレベルを出力する。また、NOT回
路部50−2はNOT回路部50−1からLOWレベル
を供給され、その供給されたLowレベルを反転してH
ighレベルを出力する。このNOT回路部50−2か
ら出力される信号は、基板電圧発生回路(図示せず)を
調整する信号vbelzである。基板電圧発生回路は、
供給された信号vbelzに基づいて基板電圧VBBを発
生する。
【0041】例えば、Highレベルの信号vbelz
が供給されると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBを
発生する。基板電圧発生回路から負の基板電圧VBBが発
生されると基板電圧VBBは徐々に低下し、以下の式
(3)の値に達する。 基板電圧VBB=グランド(GND)−NMOSトランジスタのしきい値Vth・・・・・ (3) このとき、NMOSトランジスタ43がON状態とな
る。更に、基板電圧VBBは低下を続け、以下の式(4)
の値に達すると、NMOSトランジスタ42がON状態
となる。
【0042】 基板電圧VBB=グランド(GND)−NMOSトランジスタのしきい値の2 倍(2Vth)・・・・・ (4) したがって、ノードN1は基準電圧VBBが前述の式
(4)の値に達するとLowレベルとなる。ノードN1
がLowレベルとなると、NOT回路部50−1はHi
ghレベルを出力する。また、NOT回路部50−2は
NOT回路部50−1からHighレベルを供給され、
その供給されたHighレベルを反転してLowレベル
の信号vbelzを出力する。Lowレベルの信号vb
elzが供給されると基板電圧発生回路は負の基板電圧
VBBの発生を停止し、基板電圧VBBの値が式(4)に示
す値に調整される。なお、第四実施例の電圧検出回路1
は、検出部40の他は第一実施例と同様であり説明を省
略する。
【0043】以上のように、本発明の第四実施例の電圧
検出回路は、検出する基板電圧VBBの電圧レベルを更に
負側に大きくする、すなわち深くすることが可能とな
る。よって、基板電圧VBBの値を更に負側に大きい、す
なわち深い値に調整することが可能となる。次に、本発
明の電圧検出回路の第五実施例について説明する。図1
0は、本発明の電圧検出回路の第五実施例の構成図を示
す。図10の検出部40は、二つのNMOSトランジス
タ44及び45で構成されていることが図4の検出部4
0と異なっている。
【0044】NMOSトランジスタ44は、ドレインに
ノードN1を介してNMOSトランジスタ31のソース
が接続され、ゲートにグランド(GND)が接続され、
ソースにNMOSトランジスタ45のドレインが接続さ
れている。また、NMOSトランジスタ45は、ゲート
にグランド(GND)が接続され、ソースに基板電圧V
BBが接続されている。
【0045】以下、検出部40の動作について説明す
る。ノードN1がHighレベルとなると、NOT回路
部50−1はLowレベルを出力する。また、NOT回
路部50−2はNOT回路部50−1からLowレベル
を供給され、その供給されたLowレベルを反転してH
ighレベルを出力する。このNOT回路部50−2か
ら出力される信号は、基板電圧発生回路(図示せず)を
調整する信号vbelzである。基板電圧発生回路は、
供給された信号vbelzに基づいて基板電圧VBBを発
生する。
【0046】例えば、Highレベルの信号vbelz
が供給されると基板電圧発生回路は負の基板電圧VBBを
発生する。基板電圧発生回路から負の基板電圧VBBが発
生されると基板電圧VBBは徐々に低下し、前述の式
(3)の値に達する。このとき、NMOSトランジスタ
45がON状態となる。更に、基板電圧VBBは低下を続
け、前述の式(4)の値に達すると、NMOSトランジ
スタ44がON状態となる。
【0047】したがって、ノードN1は基準電圧VBBが
前述の式(4)の値に達するとLowレベルとなる。ノ
ードN1がLowレベルとなると、NOT回路部50−
1はHighレベルを出力する。また、NOT回路部5
0−2はNOT回路部50−1からHighレベルを供
給され、その供給されたHighレベルを反転してLo
wレベルの信号vbelzを出力する。Lowレベルの
信号vbelzが供給されると基板電圧発生回路は負の
基板電圧VBBの発生を停止し、基板電圧VBBの値が式
(4)に示す値に調整される。なお、第五実施例の電圧
検出回路1は、検出部40の他は第一実施例と同様であ
り説明を省略する。
【0048】以上のように、本発明の第五実施例の電圧
検出回路は、検出する基板電圧VBBの電圧レベルを更に
負側に大きくする、すなわち深くすることが可能とな
る。よって、基板電圧VBBの値を更に負側に大きい、す
なわち深い値に調整することが可能となる。なお、特許
請求の範囲に記載した定電圧発生手段は定電圧源10に
対応し、負荷手段は負荷部30に対応し、検出手段は検
出部40に対応し、変換手段はNOT回路部50−1,
50−2に対応し、レベル変換部はPMOSトランジス
タ52及びNMOSトランジスタ53に対応し、電流調
整部はPMOSトランジスタ51に対応し、電圧補正部
は電圧補正部20に対応し、所定の電圧は基板電圧VBB
に対応し、検出信号は信号vbelzに対応し、基準電
圧は式(2)〜(4)で表される基板電圧VBBが対応す
る。
【0049】
【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の本発明によ
れば、負荷手段を構成するトランジスタと検出手段を構
成するトランジスタとを同一極性とすることにより、各
トランジスタの生産プロセスにおけるプロセスばらつき
の影響により生じる各トランジスタのしきい値Vthの変
動を相殺することが可能である。
【0050】これは、半導体装置内の同一種類のトラン
ジスタはしきい値ばらつきが同様であることを利用する
ものである。したがって、本発明の電圧検出回路は、所
定の電圧を正確に検出することが可能となる。また、請
求項2記載の本発明によれば、前記所定の電圧と基準電
圧との関係に基づいて前記検出信号を生成することによ
り、上記検出信号を正確に生成することが可能となり、
所定の電圧を正確に検出することが可能となる。
【0051】また、請求項3記載の本発明によれば、前
記基準電圧が検出手段を構成するトランジスタのしきい
値に基づく値であることにより基準電圧を自由に設定す
ることが可能となり、前記所定の電圧の電圧レベルを自
由に調整することが可能となる。例えば、前記所定の電
圧を負側に大きくしたい場合、複数のトランジスタを利
用してしきい値を大きくすることにより、前記所定の電
圧を負側に大きくすることが可能となる。
【0052】また、請求項4記載の本発明によれば、前
記検出手段を構成するトランジスタのドレイン端子に前
記負荷手段を接続し、ゲート端子にグランドを接続し、
ソース端子に前記所定の電圧を接続することにより、前
記所定の電圧とトランジスタのしきい値との関係に基づ
いて前記検出信号を生成することが可能となる。また、
請求項5記載の本発明によれば、前記検出手段から供給
される前記検出信号の信号レベルを変換する変換手段を
有することにより、前記検出手段から供給される検出信
号の信号レベルを適宜変換することが可能となる。
【0053】また、請求項6記載の本発明によれば、前
記変換手段に前記レベル変換部に流れる電流を変換する
電流調整部とを有することにより、過大な電流が流れる
ことを防止し、無駄な電力消費を削減することが可能と
なる。また、請求項7記載の本発明によれば、前記電流
調整部をトランジスタで構成することにより、ゲート長
の大きいトランジスタを選択することが可能となる。し
たがって、前記レベル調整部に過大な電流が流れること
を防止し、無駄な電力消費を削減することが可能とな
る。
【0054】また、請求項8記載の本発明によれば、前
記定電圧発生手段に前記電流調整部のトランジスタと同
一極性のトランジスタで構成される電圧補正部を設ける
ことにより、生産プロセスにおけるプロセスばらつきの
影響により生じる各トランジスタのしきい値Vthの変動
を相殺することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】電圧検出回路の一例の構成図である。
【図2】電圧検出回路の動作の一例の説明図である。
【図3】電圧検出回路の一例の動作タイミング図であ
る。
【図4】本発明の電圧検出回路の第一実施例の構成図で
ある。
【図5】本発明の電圧検出回路の動作の一例の説明図で
ある。
【図6】本発明の電圧検出回路の一例の動作タイミング
図である。
【図7】本発明の電圧検出回路の第二実施例の構成図で
ある。
【図8】本発明の電圧検出回路の第三実施例の構成図で
ある。
【図9】本発明の電圧検出回路の第四実施例の構成図で
ある。
【図10】本発明の電圧検出回路の第五実施例の構成図
である。
【符号の説明】
1 電圧検出回路 10 定電圧源 11,12 抵抗器 20 電圧補正部 21,51,52 PMOSトランジスタ 30 負荷部 31,41〜45,53 NMOSトランジスタ 40 検出部 50−1,50−2 NOT回路部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−160768(JP,A) 特開 平6−265584(JP,A) 特開 平1−182757(JP,A) 特開 平8−125503(JP,A) 特開 平8−178975(JP,A) 特開 昭62−261967(JP,A) 特開 平6−308171(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 19/165 G05F 3/24 H01L 27/04 H03K 19/094

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 定電圧を発生する定電圧発生手段と、 トランジスタで構成され、前記定電圧に負荷を与える負
    荷手段と、 該負荷手段と接続され、前記負荷手段のトランジスタと
    同一極性の少なくとも一つのトランジスタで構成され、
    所定の電圧を検出し、検出信号を生成する検出手段とを
    有することを特徴とする電圧検出回路。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、 前記所定の電圧と基準電圧との関係に基づいて前記検出
    信号を生成することを特徴とする請求項1記載の電圧検
    出回路。
  3. 【請求項3】 前記基準電圧は、検出手段を構成するト
    ランジスタのしきい値に基づく値であることを特徴とす
    る請求項2記載の電圧検出回路。
  4. 【請求項4】 前記検出手段を構成するトランジスタ
    は、ドレイン端子に前記負荷手段が接続され、ゲート端
    子にグランドが接続され、ソース端子に前記所定の電圧
    が接続される構成であり、 前記ドレイン端子から前記検出信号を生成することを特
    徴とする請求項3記載の電圧検出回路。
  5. 【請求項5】 前記検出信号を供給され、その検出信号
    の信号レベルを変換する変換手段を更に含むことを特徴
    とする請求項1記載の電圧検出回路。
  6. 【請求項6】 前記変換手段は、 前記検出信号レベルを変換するレベル変換部と、 前記レベル変換部に流れる電流を調整する電流調整部と
    を有することを特徴とする請求項5記載の電圧検出回
    路。
  7. 【請求項7】 前記電流調整部はトランジスタで構成さ
    れることを特徴とする請求項6記載の電圧検出回路。
  8. 【請求項8】 前記定電圧発生手段は前記電流調整部の
    トランジスタと同一極性のトランジスタで構成される電
    圧補正部を更に含むことを特徴とする請求項7記載の電
    圧検出回路。
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