JP4997453B2 - MOS transistor circuit using double insulated gate field transistor and CMOS transistor circuit, SRAM cell circuit, CMOS-SRAM cell circuit, integrated circuit using the same - Google Patents

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Description

本発明は二重絶縁ゲート電界効果トランジスタ、特に四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを用いたMOSトランジスタ回路およびそれを用いたCMOSトランジスタ回路、SRAMセル回路、CMOS−SRAMセル回路、集積回路の改良に関する。   The present invention relates to a double insulated gate field effect transistor, particularly a MOS transistor circuit using a four-terminal double insulated gate field effect transistor, and a CMOS transistor circuit, SRAM cell circuit, CMOS-SRAM cell circuit and integrated circuit using the same. About.

一般に絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MOST)(下記特許文献1参照)を用いたMOS集積回路(下記特許文献2参照)では、性能の向上(動作速度の向上、集積規模の拡大など)を図るためにMOSTの素子寸法の微細化が行われてきた。それと同時に耐圧の限界による信頼性の低下の防止と消費電力の低減化を図るために電源電圧の低下も行われてきた。動作速度の高速化と消費電力の低減化は相反する事象であるが、MOSTのいわゆるしきい値電圧の低減化を行えば動作速度の向上ができ、これらを同時に満足させることができた。しかし、一方しきい値電圧の低下はMOSTのオフ時のリーク電流の増加をもたらす。すなわちいわゆる待機時消費電力とか定常時消費電力が増加する。従来はこの待機時消費電力とか定常時消費電力は動作時消費電力に比べて十分に小さくほとんど無視してよかったが、微細化が進むにつれ前記待機時消費電力等が指数関数的に増加し、ほぼ動作時消費電力と同じくらいになると予測されている。そのために動作速度の向上が図られなくなる懸念が出てきた。
特開2002−270850号公報 特開2003−163356号公報
In general, in a MOS integrated circuit (see Patent Document 2 below) using an insulated gate field effect transistor (MOST) (see Patent Document 1 below), in order to improve performance (improvement of operation speed, expansion of integration scale, etc.) MOST element dimensions have been miniaturized. At the same time, power supply voltage has been lowered in order to prevent a reduction in reliability due to the limit of withstand voltage and to reduce power consumption. Increasing the operating speed and reducing the power consumption are contradictory events, but reducing the so-called threshold voltage of MOST can improve the operating speed and satisfy them simultaneously. However, a decrease in threshold voltage causes an increase in leakage current when the MOST is off. That is, so-called standby power consumption or steady power consumption increases. Conventionally, this standby power consumption or steady state power consumption was sufficiently small compared with the operating power consumption and could be ignored.However, as the miniaturization progressed, the standby power consumption increased exponentially, Expected to be about the same as power consumption during operation. Therefore, there has been a concern that the operation speed cannot be improved.
JP 2002-270850 A JP 2003-163356 A

上記問題点の解決策として、従来は異なるしきい値電圧を持ったMOSTを用意し、動作速度が遅くてもよい部分の回路には高いしきい値電圧を持った素子を用い、高速で動作しなければならない回路部分は低いしきい値電圧持った素子を用いることが行われてきた。機能の固定した集積回路では通常高速動作をしなければならない回路部分はその集積回路全体からみてわずかな割合であることが多くこの方法である程度まで解決できる。しかし、集積回路全体をさらに高速化する場合は低速部分もさらに早くしなければならず、リーク電流による消費電力の増加は無視できなくなるし、またそのわずかな部分の高速回路の定常状態での消費電力や待機時消費電力の増大でさえ無視できなくなる恐れがある。また、動的に回路構成を変えるFPGA(Field Programable Gate Array )などにおいてはこの手法のような固定した複数のしきい値電圧を割り当てることは困難である。
一方、従来の素子構造とは異なる四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタは二つのゲート電極を接続して用いる三端子動作では、オフ状態からオン状態に至るゲート電圧に対するドレイン電流の変化が従来素子よりも急峻でしきい値電圧が小さくても従来素子よりも待機時漏れ電流を小さくできる。あるいは同じ漏れ電流を許すならより低いしきい値電圧を設定でき、従来素子より高速動作が可能である。しかしそれでも電源電圧を1V以下とするようなさらなる微細化が図られたときはしきい値電圧を一層低くすることが求められ従来素子と同様な問題点が生じてくる。
四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタは他方のゲート電極の電位により入力信号の印加される一方のゲートからみたしきい値電圧を制御できるという特徴を有する。このことを用いて、高速の回路はしきい値電圧を低くなるようにし、その他低速で良い部分は高いしきい値電圧とする方法も考えられている。しかし、一方でオフ状態からオン状態に至るゲート電圧に対するドレイン電流の変化が三端子動作より鈍くなるので、高速回路用にしきい値電圧を低くするとリーク電流が大きくなる欠点がある。従って,しきい値電圧を低く設定した回路部分での定常時消費電力や待機時消費電力の増加がやはり問題点となる。
As a solution to the above problems, a MOST having a different threshold voltage has been prepared in the past, and an element having a high threshold voltage is used for a circuit in a portion where the operation speed may be slow, so that it operates at high speed. The circuit portion that must be used has been to use an element having a low threshold voltage. In an integrated circuit with a fixed function, a circuit portion that normally has to operate at high speed is often a small percentage of the integrated circuit as a whole, and this method can solve the problem to some extent. However, when further speeding up the entire integrated circuit, the low-speed part must be made faster, and the increase in power consumption due to leakage current cannot be ignored, and a small part of the high-speed circuit is consumed in steady state. Even an increase in power and standby power consumption may not be ignored. In FPGA (Field Programmable Gate Array) that dynamically changes the circuit configuration, it is difficult to assign a plurality of fixed threshold voltages as in this method.
On the other hand, in a four-terminal double insulated gate field effect transistor that is different from the conventional element structure, in the three-terminal operation in which two gate electrodes are connected, the change in the drain current with respect to the gate voltage from the off state to the on state is the conventional element. Even when the threshold voltage is smaller than that of the conventional device, the standby leakage current can be made smaller than that of the conventional device. Alternatively, if the same leakage current is allowed, a lower threshold voltage can be set, and a higher speed operation than the conventional device is possible. However, when further miniaturization is attempted such that the power supply voltage is 1 V or less, it is required to further reduce the threshold voltage, and the same problems as in the conventional device arise.
The four-terminal double insulated gate field effect transistor has a feature that the threshold voltage seen from one gate to which an input signal is applied can be controlled by the potential of the other gate electrode. By using this fact, a method is considered in which the threshold voltage is lowered in a high-speed circuit, and a high threshold voltage is set for other parts that are good at a low speed. However, on the other hand, the change in drain current with respect to the gate voltage from the off state to the on state becomes duller than in the three-terminal operation, so that there is a disadvantage that the leakage current increases when the threshold voltage is lowered for high-speed circuits. Therefore, an increase in steady state power consumption and standby power consumption in the circuit portion where the threshold voltage is set low is still a problem.

本発明の目的は、上記欠点を除去し、単位回路の、高速動作と未使用時(電源電圧は印加されているが、所望の回路構成には用いられていないMOSトランジスタ群)または定常時または待機時における消費電力の減少を両立させた二重絶縁ゲート電界トランジスタを用いたMOSトランジスタ回路およびそれを用いたCMOSトランジスタ回路、SRAMセル回路、CMOS−SRAMセル回路、集積回路を提供することである。   The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to operate the unit circuit at high speed and not in use (a MOS transistor group to which a power supply voltage is applied but not used in a desired circuit configuration) or at a steady state or To provide a MOS transistor circuit using a double insulated gate field transistor that achieves both reduced power consumption during standby, and a CMOS transistor circuit, SRAM cell circuit, CMOS-SRAM cell circuit, and integrated circuit using the same. .

リーク電流が問題となるのは定常時あるいは待機時であるから過渡状態のみしきい値電圧を小さくし、その他の状態ではしきい値電圧が高くなるようにダイナミックに制御すればこの問題点を解決できる。実際しきい値電圧を高速用に小さくしてもリーク電流はオン電流に比べて二桁以上は小さくできるし、また過渡状態の時間は定常状態の時間に比べて通常短いし、またその場合においてリーク電流の増加が問題となる時間はさらに短い。したがって、過渡状態でこのリーク電流の増加による消費電力の増加分は全体の消費電力に比べて十分に小さくできる。従来のダイナミックにしきい値電圧を調整する方法は、定常状態も含んだ時間で調整する方法であった。これだと、定常状態でのリーク電流が増加したままであるからリーク電流による消費電力の増加を抑えることはできない。   Leakage current is a problem at steady state or standby time, so the threshold voltage is reduced only in the transient state and dynamically controlled to increase the threshold voltage in other states to solve this problem. it can. Even if the threshold voltage is actually reduced for high speed, the leakage current can be reduced by two orders of magnitude or more compared to the on-state current, and the transient state time is usually shorter than the steady state time. The time when the increase in leakage current becomes a problem is even shorter. Therefore, the increase in power consumption due to the increase in leakage current in a transient state can be made sufficiently smaller than the overall power consumption. The conventional method of dynamically adjusting the threshold voltage is a method of adjusting the time including the steady state. In this case, since the leakage current in the steady state remains increased, the increase in power consumption due to the leakage current cannot be suppressed.

本発明では以下の構成により上記目的を達成する。
四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの二つのゲートのうち、一方のゲートを信号入力端子として用い、他方のゲートに抵抗の一端を接続し、他端を一定の電位を有する電源に接続する。上記構成において、一方のゲートと他方のゲートとを外部容量で接続する。また、前記構成において、抵抗の一端が接続された他方のゲートにさらに外部容量の一端を接続し、その他端をクロック電源等のパルス電源に接続する。N形四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとP形四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを用いてCMOSトランジスタ回路を構成し、N形四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタに上記構成を用いるか、またはP形四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタに上記構成を用いるかあるいは両方に上記構成を用いる。さらにこの電源A(一定電圧の電源では無く、例えばパルス電源を用いて動作時には電圧を上げ、待機時等には電圧を下げるように時間的に電圧値を可変とし、しきい値電圧を制御して待機時等の消費電力を低減するための電源)の電位を、動作時にはしきい値電圧が小さくなる方向の電位とし、定常状態や待機時あるいは未使用時にはしきい値電圧が大きくなる方向の電位とするようにダイナミックに可変とする。さらに、これらをクロックと同期させてダイナミックに可変とする。
In the present invention, the above object is achieved by the following configuration.
Of the two gates of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, one gate is used as a signal input terminal, one end of a resistor is connected to the other gate, and the other end is connected to a power source having a constant potential. In the above structure, one gate and the other gate are connected by an external capacitor. In the above configuration, one end of the external capacitor is further connected to the other gate to which one end of the resistor is connected, and the other end is connected to a pulse power source such as a clock power source. Whether a CMOS transistor circuit is configured using an N-type four-terminal double insulated gate field effect transistor and a P-type four-terminal double insulated gate field effect transistor, and the above configuration is used for the N-type four-terminal double insulated gate field effect transistor. Alternatively, the above configuration is used for a P-type four-terminal double insulated gate field effect transistor, or the above configuration is used for both. Furthermore, this power supply A (not a constant voltage power supply, for example, a pulse power supply is used to increase the voltage during operation and to decrease the voltage during standby, etc., thereby making the voltage value variable in time and controlling the threshold voltage. The power supply for reducing power consumption during standby) is set to a potential that decreases the threshold voltage during operation, while the threshold voltage increases in the steady state, standby, or when not in use. It is dynamically variable so as to be a potential. Further, these are dynamically variable by synchronizing with the clock.

さらに具体的には以下の通りである。
(1) 一方のゲートを入力端子とし、他方のゲートに他方端を第二の電源に接続した抵抗の一方端を接続し、ソースを第一の電源に接続し、ドレインを出力端子とした第一の導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタと、一方のゲートを入力端子とし、他方のゲートに他方端を第四の電源に接続した抵抗の一方端を接続し、ソースを第三の電源に接続し、ドレインを出力端子とした前記第一の導電形とは反対の第二の導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとを、前記両方の一方のゲートを入力端子として接続し、前記両ドレインを出力端子として接続してなるCMOSトランジスタ回路とする。
More specifically, it is as follows.
(1) One gate is an input terminal, the other gate is connected to one end of a resistor connected to the second power source, the source is connected to the first power source, and the drain is the output terminal. One conductivity type four-terminal double insulated gate field effect transistor, one gate as an input terminal, the other gate connected to one end of a resistor connected to the fourth power source, and the source connected to the third A four-terminal double-insulated gate field effect transistor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type using the drain as an output terminal, and using one of the gates as an input terminal. A CMOS transistor circuit is formed by connecting the drains as output terminals.

(2) 上記(1)記載のCMOSトランジスタ回路を2個設け、一方の回路の入力端子を他方の回路の出力端子におよび他方の回路の入力端子を一方の回路の出力端子に、それぞれ互いに接続し,それぞれの出力端子にはそれぞれ絶縁ゲート電界効果トランジスタよりなるパストランジスタのソースまたはドレインを接続したCMOS−SRAMセル回路とする。 (2) Two CMOS transistor circuits described in (1 ) above are provided, and the input terminal of one circuit is connected to the output terminal of the other circuit, and the input terminal of the other circuit is connected to the output terminal of one circuit, respectively. Each output terminal is a CMOS-SRAM cell circuit in which the source or drain of a pass transistor made of an insulated gate field effect transistor is connected.

上記各回路の負荷素子を絶縁ゲート電界効果トランジスタまたは抵抗としたMOSトランジスタ回路とする。
上記のMOSトランジスタ回路またはSRAMセル回路において、一個または複数個の前記第三の電源の電位の一部または全てをダイナミックに変化させることを特徴としたMOSトランジスタ回路とする。
上記MOSトランジスタ回路において、負荷素子に前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとは反対導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタまたは反対導電形の絶縁ゲート電界効果トランジスタを用い、これらのゲートを前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの前記一方のゲートに接続したことを特徴としたCMOSトランジスタ回路とする。
The load element of each circuit is an insulated gate field effect transistor or a MOS transistor circuit having a resistor.
In the above MOS transistor circuit or SRAM cell circuit, a part or all of the potentials of one or a plurality of the third power supplies are dynamically changed.
In the MOS transistor circuit, a load element is a four-terminal double insulated gate field effect transistor having a conductivity type opposite to that of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, or an insulated gate field effect transistor having an opposite conductivity type. Is connected to the one gate of the four-terminal double insulated gate field effect transistor.

(3) 前記パストランジスタを四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとし、前記それぞれの一方のゲートをそれぞれセル選択線に接続し,前記それぞれの他方のゲート電極をそれぞれのしきい値電圧制御用電源に接続してなる上記(2)記載のCMOS−SRAMセル回路(3) The pass transistor is a four-terminal double insulated gate field effect transistor, each one of the gates is connected to a cell selection line, and each of the other gate electrodes is connected to a respective threshold voltage control power source. The CMOS-SRAM cell circuit according to the above (2), which is connected to the CMOS .

(4) 第一の導電形の請求項10記載の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個並列に接続した並列接続回路の一方の接続点を、第一とは反対の第二の導電形の請求項10記載の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを同数個直列に接続した直列接続回路の一方の端に接続して出力端子とし、前記直列接続回路の他方の端は第1の電源に接続され、前記並列接続回路の他方の端は第2の電源に接続され、複数個の第一の導電形の前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの各々一方のゲートは複数個の第二の導電形の前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの対応する各一個の一方のゲートに各々電気的に接続して同数個の入力端子とし、複数個の第一の導電形の前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの各々他方のゲートに接続された各抵抗の他端および複数個の第二の導電形の前記四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの各々他方のゲートに接続された各抵抗の他端はそれぞれ一定の電位の複数個の第3および複数個の第4の電源に接続された多入力CMOSトランジスタ回路とする。
(5) 上記(1)乃至(4)のいずれか1項記載のCMOSトランジスタ回路において、前記各抵抗を通して接続される前記第三の電源または前記第四の電源の電位をそれぞれダイナミックに制御する手段を設けたCMOSトランジスタ回路とする
(6) 上記(1)乃至(5)のいずれか1項記載の回路から構成した集積回路とする
(4) One connection point of a parallel connection circuit in which a plurality of four-terminal double insulated gate field effect transistors according to claim 10 of the first conductivity type are connected in parallel is defined as a second conductivity opposite to the first. The same number of four-terminal double insulated gate field effect transistors as claimed in claim 10 are connected to one end of a series connection circuit connected in series to form an output terminal, and the other end of the series connection circuit is a first terminal. Connected to a power source, the other end of the parallel connection circuit is connected to a second power source, and each one gate of the four-terminal double insulated gate field effect transistors of a plurality of first conductivity types is a plurality of Each of the corresponding four-terminal double insulated gate field effect transistors of the second conductivity type is electrically connected to the corresponding one of the gates to form the same number of input terminals, and a plurality of the first conductivity types of the four-terminal double insulated gate field effect transistors. Four terminal double insulated gate field effect transistor And the other end of each resistor connected to the other gate of each of the four terminal double insulated gate field effect transistors of the second conductivity type. A multi-input CMOS transistor circuit is connected to a plurality of third and fourth power supplies each having a constant potential.
(5) In the CMOS transistor circuit according to any one of (1) to (4), means for dynamically controlling the potential of the third power supply or the fourth power supply connected through the resistors. A CMOS transistor circuit provided with
(6) An integrated circuit including the circuit described in any one of (1) to (5 ) above .

本発明で言うところの四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとは、いわゆる二重ゲート電界効果トランジスタあるいはダブルゲートMOSトランジスタであって、さらに二つのゲート電極が電気的に独立した構造の素子である。そして、一方のゲート電極の電位により他方のゲートからみたしきい値電圧を制御できるという特徴を有する。チャネルはそれぞれのゲートが面している半導体表面に形成されるが、両ゲートの電位がしきい値電圧より低い場合はそれぞれの半導体表面にチャネルは形成されない。   The four-terminal double insulated gate field effect transistor as referred to in the present invention is a so-called double gate field effect transistor or double gate MOS transistor, and is an element having a structure in which two gate electrodes are electrically independent. . The threshold voltage seen from the other gate can be controlled by the potential of one gate electrode. The channel is formed on the semiconductor surface facing each gate. However, when the potentials of both gates are lower than the threshold voltage, the channel is not formed on each semiconductor surface.

図1は本発明の第1の実施例を示す。図中、Rgは四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの他方のゲートに接続された抵抗であり、Vtcは一定の電位を有する電源であり、抵抗に接続されている。VSSおよびVDDはそれぞれ電源である。四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレインは負荷素子Loadを通して電源VDDに接続されている。
そこで、図1のようにゲート1を信号入力端子とし、ゲート2には抵抗Rgを接続し、Rgの他端を例えば一定の電位を有する電源Vtcを通して電源VSSに接続する回路構成を考える。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, Rg is a resistor connected to the other gate of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, and Vtc is a power source having a constant potential and is connected to the resistor. VSS and VDD are power supplies, respectively. The drain of the four-terminal double insulated gate field effect transistor is connected to the power supply VDD through the load element Load.
Therefore, consider a circuit configuration in which the gate 1 is a signal input terminal as shown in FIG. 1, the resistor Rg is connected to the gate 2, and the other end of Rg is connected to the power supply VSS through the power supply Vtc having a constant potential, for example.

図2は図1の実施例の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの入力端子である一方のゲートから他方のゲートを見たときの等価回路を示す。
チャネルが形成されていないのでゲート1とゲート2間はそれぞれのゲート絶縁膜容量Cg1とCg2および両ゲートに挟まれた半導体の容量Csiとが図2のように直列接続されたものと見なすことができ、いわゆる微分回路が構成されていると見なすことができる。そうするとゲート2の電位はゲート1の入力信号を微分したものとなる。
図3は図2の等価回路で、ゲート1に矩形波入力(図3(a))を与えたときゲート2に現れる波形(図3(b))を模式的に示したものである。
FIG. 2 shows an equivalent circuit when the other gate is viewed from one gate which is the input terminal of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of the embodiment of FIG.
Since no channel is formed, it can be considered that the gate insulating film capacitors Cg1 and Cg2 and the semiconductor capacitor Csi sandwiched between the gates 1 and 2 are connected in series as shown in FIG. It can be considered that a so-called differentiation circuit is configured. Then, the potential of the gate 2 is obtained by differentiating the input signal of the gate 1.
FIG. 3 is an equivalent circuit of FIG. 2 and schematically shows a waveform (FIG. 3B) appearing at the gate 2 when a rectangular wave input (FIG. 3A) is given to the gate 1. FIG.

入力信号を矩形波としてゲート2の電位の時間変化を模式的に描けば図3のようになる。従ってN形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを想定すると、入力信号の立ち上がり部分はゲート1が面している半導体表面にチャネル1が形成される、すなわちトランジスタをオンにする方向であり、立ち下がり部分はチャネル1を消失させる、すなわちトランジスタをオフにする方向となる。そして、ゲート2の電位の変化を見てみると、トランジスタがオンとなる方向ではそのしきい値電圧を小さくするように作用し、したがってより早くオンとなるように作用し、オフ方向ではしきい値電圧を高くするように作用し、したがってより早くオフとなるように作用している。作用している時間や、ピーク値は抵抗と容量による時定数で調整できるが、容量は四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの構造で決まってしまうので、抵抗Rgの値を調節することになる。ピーク値は過渡時間がゼロの理想的入力波形ならば変わらないが、通常は正の値の過渡時間を有するから時定数で変わり、時定数が小さければピーク値も小さくなる傾向を有する。さらに、定常状態では一定電位、この場合はVSS+Vtcとなっており、この電位をゲート2に与えたときのトランジスタのしきい値電圧をそのオン、オフ動作に支障を来さない範囲で適切に高く設定し、ゲート1の電位がトランジスタをオフ状態にする場合にリーク電流が十分低い状態となるようにしておけば定常状態での消費電力を十分に低くすることができる。すなわち高速動作と定常時、あるいは待機時における消費電力の低減とを同時に実現することができる。   If the input signal is a rectangular wave and the time change of the potential of the gate 2 is schematically shown in FIG. Therefore, assuming an N-type four-terminal double insulated gate field effect transistor, the rising portion of the input signal is the direction in which the channel 1 is formed on the semiconductor surface facing the gate 1, that is, the transistor is turned on. The falling part disappears channel 1, that is, turns the transistor off. Looking at the change in the potential of the gate 2, the threshold voltage is reduced in the direction in which the transistor is turned on, and thus the threshold voltage is turned on earlier and the threshold is turned off in the off direction. It acts to increase the value voltage and thus to turn off earlier. The working time and peak value can be adjusted by the time constant depending on the resistance and capacitance, but the capacitance is determined by the structure of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, so the value of the resistance Rg is adjusted. . The peak value does not change if an ideal input waveform has a transient time of zero, but usually has a positive value of the transient time, and therefore changes with a time constant. If the time constant is small, the peak value tends to be small. Furthermore, in the steady state, the potential is constant, in this case VSS + Vtc, and the threshold voltage of the transistor when this potential is applied to the gate 2 is appropriately increased within a range that does not hinder the on / off operation. If it is set so that the leakage current is sufficiently low when the potential of the gate 1 turns off the transistor, the power consumption in the steady state can be sufficiently reduced. That is, it is possible to simultaneously realize high-speed operation and reduction of power consumption during normal operation or standby.

リーク電流による消費電力の低減化を多少犠牲にしても高速化を図りたい場合、あるいは逆に十分高速化が得られるしきい値電圧となっているが、そのためリーク電流が大きいなどの場合は、Rgの他端の電源Vtcの値を前者の場合にはしきい値電圧が低くなるような電位に設定し、後者の場合にはしきい値電圧が高くなるような電位に設定して定常状態のしきい値電圧を調整して同様効果を得ることができる。この場合はゲート2にかかる微分波形の定常値は図3のように一定電位、VSS + Vtcとなるのでオン側とオフ側の高速化効果は異なるが、従来のように単に一定電位にしておく場合に比べるとどちらも高速化される。さらに、この電位をダイナミックに制御し、例えば未使用時には極めてしきい値電圧が高くなるように電位を設定し、使用時には動作に適したしきい値電圧に設定する(上記電源Aに関する説明を参照)などして高速動作とリーク電流による消費電力の低減との両立をより効果的に実現することもできる。   If you want to increase speed even at the expense of some reduction in power consumption due to leakage current, or conversely, the threshold voltage is sufficiently high, but if the leakage current is large, The value of the power supply Vtc at the other end of Rg is set to a potential that lowers the threshold voltage in the former case, and is set to a potential that increases the threshold voltage in the latter case. The same effect can be obtained by adjusting the threshold voltage. In this case, the steady-state value of the differential waveform applied to the gate 2 is a constant potential as shown in FIG. 3 and VSS + Vtc, so that the speed-up effect on the ON side and the OFF side is different. Both are faster than the case. Furthermore, this potential is dynamically controlled, for example, the potential is set so that the threshold voltage becomes extremely high when not in use, and is set to a threshold voltage suitable for operation when in use (see the description regarding the power supply A above). For example, it is possible to more effectively realize both high-speed operation and reduction of power consumption due to leakage current.

図3に示した微分波形のピーク値は理想的には入力波形のピーク値となるが実際はその前にゲート1に面してチャネル1が形成され始めるのでそのシールド効果によりゲート1からはゲート2が電気的に見えなくなる、逆に言えばゲート2からゲート1が電気的に見えなくなるのでピーク値は低い値に押さえられる。
図4は本発明の第2の実施例である。図1の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート2にはさらに外部容量Cggが接続され、Cggの他端はゲート1に接続されている。
この場合には図4のようにゲート1とゲート2とを外部容量Cggで接続し、この現象を軽減することができる。
図5は本発明の第3の実施例である。図1の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート2にはさらに外部容量Cckが接続され、Cckの他端はクロックまたはパルス電源に接続されている。
さらに、動作がクロックと同期している場合には図5のように外部容量Cckによりゲート2をクロック電源と接続すれば上記現象を軽減することができる。過渡時間だけ電位が定常値より変化するパルス電源、例えばオン側ではしきい値電圧が低なるように変化し,オフ側では高くなるように変化するパルス電源などに接続できれば理想的である。
The peak value of the differential waveform shown in FIG. 3 is ideally the peak value of the input waveform, but actually, channel 1 starts to form facing gate 1 before that, so that the shielding effect causes gate 1 to gate 2 to be formed. Is not visible electrically. In other words, since the gate 1 is not electrically visible from the gate 2, the peak value is kept low.
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. An external capacitor Cgg is further connected to the gate 2 of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of FIG. 1, and the other end of Cgg is connected to the gate 1.
In this case, as shown in FIG. 4, the gate 1 and the gate 2 can be connected by an external capacitor Cgg to reduce this phenomenon.
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. An external capacitor Cck is further connected to the gate 2 of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of FIG. 1, and the other end of Cck is connected to a clock or pulse power source.
Further, when the operation is synchronized with the clock, the above phenomenon can be reduced by connecting the gate 2 to the clock power supply by the external capacitor Cck as shown in FIG. It is ideal if it can be connected to a pulse power source whose potential changes from the steady value for the transient time, for example, a pulse power source that changes so that the threshold voltage decreases on the ON side and increases on the OFF side.

本発明の第1の実施例を示す。1 shows a first embodiment of the present invention. 図1の実施例の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの入力端子である一方のゲートから他方のゲートを見たときの等価回路を示す。The equivalent circuit when the other gate is seen from one gate which is the input terminal of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of the embodiment of FIG. 1 is shown. 図2の等価回路で、ゲート1に矩形波入力を与えたときゲートに現れる波形を模式的に示したものである。In the equivalent circuit of FIG. 2, a waveform that appears at the gate when a rectangular wave input is given to the gate 1 is schematically shown. 本発明の第2の実施例である。It is a 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例である。It is a 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例である。It is a 4th example of the present invention. 本発明の第5の実施例である。It is a 5th example of the present invention. 本発明の第6の実施例である。It is a 6th example of the present invention. 本発明の第7の実施例である。It is a 7th example of the present invention. 本発明の第8の実施例で、多入力ゲート回路の例である。The eighth embodiment of the present invention is an example of a multi-input gate circuit. 本発明の第9の実施例で、多入力ゲート回路の他の例である。The ninth embodiment of the present invention is another example of the multi-input gate circuit. 本発明の第10の実施例である。It is a 10th example of the present invention. 本発明の第11の実施例である。This is an eleventh embodiment of the present invention. 本発明の第12の実施例である。It is a twelfth embodiment of the present invention. 本発明の第13の実施例で、多入力CMOSゲート回路の例である。The thirteenth embodiment of the present invention is an example of a multi-input CMOS gate circuit.

本発明の実施の形態を以下図に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本発明の第1の実施例を図1に示す。
図1は本発明の第1の実施例を示す。図中、Rgは四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの他方のゲートに接続された抵抗であり、Vtcは一定の電位を有する電源であり、抵抗に接続されている。VSSおよびVDDはそれぞれ電源である。四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレインは負荷素子Loadを通して電源VDDに接続されている。
N形でもP形でも良いが四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの二つのゲートのうちゲート1を入力端子としゲート2は抵抗Rgの一端を接続し,その抵抗の他端を一定電位の電源Vtcを通して電源VSSに接続される。さらにソースはVSS、ドレインは負荷素子Loadを通して電源VDDにそれぞれ接続されている。この回路はゲート1を入力端子とするインバータ回路の作用をする。
図4は第2の実施例である。図1の構成に加えて、四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート2にはさらに外部容量Cggの一端が接続され、その他端はゲート1に接続されている。この外部容量Cggを加えることにより、チャネルが形成され始め従ってゲート1とゲート2が電気的に分離され始めることによりゲート2に現れる微分波形のピーク値の低下を防止する。
A first embodiment of the present invention is shown in FIG.
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, Rg is a resistor connected to the other gate of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, and Vtc is a power source having a constant potential and is connected to the resistor. VSS and VDD are power supplies, respectively. The drain of the four-terminal double insulated gate field effect transistor is connected to the power supply VDD through the load element Load.
N-type or P-type may be used. Of the two gates of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, gate 1 is used as an input terminal, gate 2 is connected to one end of resistor Rg, and the other end of the resistor is connected to a constant potential power source. It is connected to the power source VSS through Vtc. Further, the source is connected to VSS, and the drain is connected to the power supply VDD through the load element Load. This circuit acts as an inverter circuit having the gate 1 as an input terminal.
FIG. 4 shows a second embodiment. In addition to the configuration of FIG. 1, one end of the external capacitor Cgg is further connected to the gate 2 of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, and the other end is connected to the gate 1. By adding the external capacitance Cgg, a channel starts to be formed, and accordingly, the gate 1 and the gate 2 start to be electrically separated, thereby preventing the peak value of the differential waveform appearing at the gate 2 from being lowered.

図5は第3の実施例で、図1の構成に加えて、四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート2にはさらに外部容量Cckの一端が接続され、その他端はクロックまたはパルス電源Vckに接続し、クロックと同期した微分波形をゲート2に誘起する。
図6は本発明の第4の実施例である。図1の回路を二組用意し,一方の出力を他方の出力に互いに接続してSRAMセル回路の記憶部を構成し,各出力端子にパストランジスタPT1およびPT2を接続、その他端をそれぞれビット線BL1およびBL2に接続、さらにPT1およびPT2のゲートは行選択線WLに接続してなるSRAMセル回路である。
実施例図1の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを2個用意し,一方の入力端子を他方の出力端子にそれぞれ接続し、それぞれの出力端子にパストランジスタPT1およびPT2のドレインあるいはソースを接続し、それらの他端であるソースあるいはドレインをビット線BL1およびBL2に接続し、またパストランジスタのゲートは行選択線WLに接続されている。さらに、それぞれの四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのドレインまたは出力端子はそれぞれ負荷素子Load1およびLoad2を通して電源VDDに接続され,またそれぞれのゲートにはそれぞれ抵抗Rg1およびRg2を通して一定電位の電源Vtc1およびVtc2に接続され,さらに電源VSSに接続されていわゆるSRAMセル回路が構成されている。この場合もRg1およびRg2の効果により状態変化は高速で、かつ定常状態あるいは待機時などではリーク電流による消費電力の増加が軽減される。
FIG. 5 shows a third embodiment. In addition to the configuration of FIG. 1, one end of an external capacitor Cck is further connected to the gate 2 of the four-terminal double insulated gate field effect transistor, and the other end is a clock or pulse power supply Vck. The differential waveform synchronized with the clock is induced in the gate 2.
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. Two sets of the circuit shown in FIG. 1 are prepared, one output is connected to the other output to form the memory portion of the SRAM cell circuit, pass transistors PT1 and PT2 are connected to each output terminal, and the other ends are bit lines. This is an SRAM cell circuit connected to BL1 and BL2, and further connected to the row selection line WL at the gates of PT1 and PT2.
EXAMPLE Two four-terminal double insulated gate field effect transistors of FIG. 1 are prepared, one input terminal is connected to the other output terminal, and the drains or sources of the pass transistors PT1 and PT2 are connected to the respective output terminals. The other end of the source or drain is connected to the bit lines BL1 and BL2, and the gate of the pass transistor is connected to the row selection line WL. Furthermore, the drain or output terminal of each four-terminal double insulated gate field effect transistor is connected to the power supply VDD through load elements Load1 and Load2, respectively, and the respective potentials of the power supply Vtc1 and the constant potential through resistors Rg1 and Rg2, respectively. A so-called SRAM cell circuit is configured by being connected to Vtc2 and further to the power source VSS. Also in this case, the effect of Rg1 and Rg2 changes the state at a high speed, and an increase in power consumption due to a leakage current is reduced in a steady state or during standby.

図7は本発明の第5の実施例である。図4の回路を二組用意し,一方の出力を他方の出力に互いに接続してSRAMセル回路の記憶部を構成し,各出力端子にパストランジスタPT1およびPT2を接続、その他端をそれぞれビット線BL1およびBL2に接続、さらにPT1およびPT2のゲートは行選択線WLに接続してなるSRAMセル回路である。
図8は本発明の第6の実施例である。図5の回路を二組用意し,一方の出力を他方の出力に互いに接続してSRAMセル回路の記憶部を構成し,各出力端子にパストランジスタPT1およびPT2を接続、その他端をそれぞれビット線BL1およびBL2に接続、さらにPT1およびPT2のゲートは行選択線WLに接続してなるSRAMセル回路である。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. Two sets of the circuit shown in FIG. 4 are prepared, one output is connected to the other output to form the memory portion of the SRAM cell circuit, pass transistors PT1 and PT2 are connected to each output terminal, and the other ends are bit lines. This is an SRAM cell circuit connected to BL1 and BL2, and further connected to the row selection line WL at the gates of PT1 and PT2.
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention. Two sets of the circuit shown in FIG. 5 are prepared, one output is connected to the other output to form the memory portion of the SRAM cell circuit, pass transistors PT1 and PT2 are connected to each output terminal, and the other ends are bit lines. This is an SRAM cell circuit connected to BL1 and BL2, and further connected to the row selection line WL at the gates of PT1 and PT2.

図9は第7の実施例であり,上記第4ないし第6の実施例におけるSRAMセル回路において、パストランジスタPT1およびPT2を四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとし、それぞれのゲート1はWL線に接続し、それぞれゲート2はそれらのしきい値電圧制御用電源VPT1およびVPT2に接続されている。すなわち、セル選択時においてしきい値電圧を低く設定して高速動作を行い,待機時においてはしきい値電圧を高く設定してパストランジスタを通したリーク電流の低減化を図っている。なお、集積回路においては一定電位の電源と言っても電源線を通して供給されるのでパルス雑音の混入などでダイナミックに多少変動することがあるが、ここでは意図的には変えないという意味で上記では一定電位の電源と称している。以下同様である。   FIG. 9 shows a seventh embodiment. In the SRAM cell circuit in the fourth to sixth embodiments, the pass transistors PT1 and PT2 are four-terminal double insulated gate field effect transistors, and each gate 1 is connected to the WL line. The gates 2 are connected to the threshold voltage control power sources VPT1 and VPT2, respectively. That is, the threshold voltage is set low during cell selection to perform high-speed operation, and the threshold voltage is set high during standby to reduce leakage current through the pass transistor. In an integrated circuit, even if it is a constant potential power supply, it is supplied through a power supply line, so there may be some dynamic fluctuation due to mixing of pulse noise, etc. It is called a constant potential power source. The same applies hereinafter.

図10は第8の実施例で、図1の実施例における四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個(図では2個、T1およびT2で示す)直列に接続し、一方の端を電源VSSに接続し、他方の端を出力端子としかつ負荷素子Loadを通して電源VDDに接続し、それぞれT1およびT2の一方のゲートを入力端子として複数個の入力端子を構成し、抵抗Rg1およびRg2の接続されているそれぞれ他方のゲートは一定電位の電源Vtc1およびVtc2にそれぞれ接続されてなるいわゆる正論理でのNAND回路である。一般にNAND回路では,前の動作でT1がオフ、T2がオンで終わった時、T1とT2の接続点がハイレベルになっている。この状態は浮遊容量などの影響でしばらく続くが、この状態でT1をオン、T2をオンとする信号が入力された時T1がオンとなるまで時間がかかり、正しい出力が出るのが遅くなる恐れがある。しかし、図10の回路では,Rg1とT1のゲート容量で構成される微分回路によりT1をゲート2でもオンとなるように作用し,T1の動作を加速する効果があり、上記欠点を軽減できる。なお、図4および図5の実施例での四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個用いても図10と同様な回路が構成でき、同様な効果を得ることができる。   FIG. 10 shows an eighth embodiment in which a plurality of four-terminal double insulated gate field effect transistors in the embodiment of FIG. 1 are connected in series (two in the figure, indicated by T1 and T2), and one end is connected to a power source. Connected to VSS, the other end as an output terminal, and connected to the power supply VDD through the load element Load, and a plurality of input terminals are configured with one of the gates of T1 and T2 as an input terminal, and the resistors Rg1 and Rg2 are connected. Each of the other gates is a so-called positive logic NAND circuit connected to power sources Vtc1 and Vtc2 having a constant potential. In general, in the NAND circuit, when T1 is turned off and T2 is turned on in the previous operation, the connection point between T1 and T2 is at a high level. This state continues for a while due to the influence of stray capacitance, etc., but when a signal for turning on T1 and turning on T2 is input in this state, it takes time until T1 is turned on, and there is a risk that a correct output is delayed. There is. However, the circuit shown in FIG. 10 has the effect of accelerating the operation of T1 by acting so that T1 can be turned on even by the gate 2 by the differential circuit composed of the gate capacitance of Rg1 and T1. Note that even when a plurality of four-terminal double insulated gate field effect transistors in the embodiment of FIGS. 4 and 5 are used, a circuit similar to that of FIG.

図11は第9の実施例で、図1の実施例における四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個(図では2個、T1およびT2で示す)並列に接続し、共通に接続された一方の端を電源VSSに接続し、他方の端を出力端子としかつ負荷素子Loadを通して電源VDDに接続し、それぞれT1およびT2の一方のゲートを入力端子として複数個の入力端子を構成し、抵抗Rg1およびRg2の接続されているそれぞれ他方のゲートは一定電位の電源Vtc1およびVtc2にそれぞれ接続されてなるいわゆる正論理でのNOR回路である。なお、図4および図5の実施例での四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個用いても図11と同様な回路が構成でき、同様な効果を得ることができる。
図12は第10の実施例で、図1の負荷素子LoadをT1と反対導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタT2としたCMOSインバータ回路である。この場合はT2の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタのゲート1とゲート2を接続し,三端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとして用いているので、これを通常のようにゲート1とゲート2があらかじめ接続された三端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタや通常の絶縁ゲート電界効果トランジスタに置き換えても良い。この回路では、T1がオンのときT2はオフであるが、このときのリーク電流はT2のリーク電流で決まるからT2のしきい値電圧を絶対値で大きくしておかないとリーク電流による定常時消費電力の削減効果は小さくなる。しかしそうすると動作速度がしきい値電圧が大きくなった分遅くなるから、両者の調整が必要である。図4ないし図11の負荷素子LoadをT1と反対導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタに置き換えても同様な効果を得ることができる。
FIG. 11 shows a ninth embodiment in which a plurality of four-terminal double insulated gate field effect transistors in the embodiment of FIG. 1 are connected in parallel (two in the figure, indicated by T1 and T2) and connected in common. One end is connected to the power supply VSS, the other end is connected to the power supply VDD through the load element Load, and a plurality of input terminals are formed with one gate of T1 and T2 as input terminals, The other gates to which Rg1 and Rg2 are connected are so-called positive logic NOR circuits respectively connected to power sources Vtc1 and Vtc2 having a constant potential. Note that even when a plurality of four-terminal double insulated gate field effect transistors in the embodiments of FIGS. 4 and 5 are used, a circuit similar to that in FIG. 11 can be configured, and similar effects can be obtained.
FIG. 12 shows a CMOS inverter circuit according to the tenth embodiment, in which the load element Load of FIG. 1 is a four-terminal double insulated gate field effect transistor T2 having a conductivity type opposite to that of T1. In this case, the gate 1 and the gate 2 of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of T2 are connected and used as a three-terminal double insulated gate field effect transistor, so that this is used as usual. May be replaced with a three-terminal double insulated gate field effect transistor connected in advance or a normal insulated gate field effect transistor. In this circuit, T2 is off when T1 is on, but the leakage current at this time is determined by the leakage current of T2. The effect of reducing power consumption is reduced. However, if this is done, the operating speed becomes slower by the increase in the threshold voltage, and both must be adjusted. The same effect can be obtained by replacing the load element Load in FIGS. 4 to 11 with a four-terminal double insulated gate field effect transistor having a conductivity type opposite to that of T1.

上記実施例をより改良した構成例が図13に示される第11の実施例で、負荷素子LoadをT1と反対導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタT2としたCMOSインバータ回路である。この場合はT1とT2のそれぞれ一方のゲートを接続して入力端子とし、それぞれ他方のゲートは抵抗Rg1およびRg2が接続され、さらにそれぞれ一定の電位の電源Vtc1およびVtc2を通して電源VSSおよびVDDに接続されている。T1とT2の接続点は出力端子となっている。この場合は、T2においてもRg2によってT1と同様な効果があり、CMOSトランジスタ回路においても定常時にはリーク電流が少なく、動作時には高速動作とその両立が図れる。図1、図4および図5の実施例で示した四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタの構成と同じであるが、これらとは反対導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタで同様構成をそれぞれ負荷素子として用いて同様に構成しても同様な効果を得ることができる。また、これらを自由に組み合わせて用いても良い。この構成法は図6ないし図11の実施例の負荷素子にも適用できる。   A configuration example in which the above embodiment is further improved is an eleventh embodiment shown in FIG. 13, which is a CMOS inverter circuit in which the load element Load is a four-terminal double insulated gate field effect transistor T2 having a conductivity type opposite to that of T1. In this case, one of the gates of T1 and T2 is connected to serve as an input terminal, and the other gate is connected to resistors Rg1 and Rg2, and further connected to power sources VSS and VDD through power sources Vtc1 and Vtc2 having a constant potential, respectively. ing. The connection point between T1 and T2 is an output terminal. In this case, Tg has the same effect as T1 due to Rg2, and even in the CMOS transistor circuit, there is little leakage current in the steady state, and both high-speed operation and compatibility can be achieved during operation. The configuration is the same as that of the four-terminal double insulated gate field effect transistor shown in the embodiments of FIGS. 1, 4 and 5, but is the same as the configuration of the four-terminal double insulated gate field effect transistor of the opposite conductivity type. The same effect can be obtained even if they are configured in the same manner using each as a load element. Moreover, you may use combining these freely. This configuration method can also be applied to the load elements of the embodiments shown in FIGS.

図14は本発明の第12の実施例である。図13の回路を二組用意し,一方の出力を他方の出力に互いに接続してSRAMセル回路の記憶部を構成し,各出力端子にパストランジスタPT1およびPT2を接続、その他端をそれぞれビット線BL1およびBL2に接続、さらにPT1およびPT2のゲートは行選択線WLに接続してなるSRAMセル回路である。
図15は本発明の第13の実施例で、多入力CMOSゲート回路の例である。図1における四端子絶縁ゲート電界効果トランジスタを複数個(図では2個、T1とT2)用意され、これらは直列に接続され、一方の端は電源VSSに接続され,他方の端は出力端子であり、またこれらとは反対導電形の四端子絶縁ゲート電界効果トランジスタを同数個(図では2個、T3とT4)用意され,これらは並列に接続され一方の端は出力端子に接続され,他方の端は電源VDDに接続されている。さらに、T1とT3のゲート1は互いに接続され入力端子1となり、T2とT4のゲート1は互いに接続され入力端子2となり、多入力CMOSゲート回路を構成している。直列、並列接続を取り替えて同様回路も構成でき,別の論理動作を行わせることもできる。
FIG. 14 shows a twelfth embodiment of the present invention. Two sets of the circuit shown in FIG. 13 are prepared, one output is connected to the other output to form the memory portion of the SRAM cell circuit, pass transistors PT1 and PT2 are connected to each output terminal, and the other ends are bit lines. This is an SRAM cell circuit connected to BL1 and BL2, and further connected to the row selection line WL at the gates of PT1 and PT2.
FIG. 15 shows an example of a multi-input CMOS gate circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention. A plurality of four-terminal insulated gate field effect transistors in FIG. 1 (two in the figure, T1 and T2) are prepared, these are connected in series, one end is connected to the power supply VSS, and the other end is an output terminal. There are also the same number of four-terminal insulated gate field effect transistors (two in the figure, T3 and T4) of the opposite conductivity type, which are connected in parallel, one end connected to the output terminal, and the other Is connected to the power supply VDD. Furthermore, the gates 1 of T1 and T3 are connected to each other as an input terminal 1, and the gates 1 of T2 and T4 are connected to each other as an input terminal 2 to constitute a multi-input CMOS gate circuit. A similar circuit can be configured by switching the series and parallel connections, and another logic operation can be performed.

T1、T2 : 四端子絶縁ゲート電界効果トランジスタ
T3、T4 : 反対導電形の四端子絶縁ゲート電界効果トランジスタ
PT1、PT2 : パストランジスタ
Load、Load1、Load2 : 負荷素子
Rg、Rg1、Rg2、Rg3、Rg4 : 抵抗
Cg1、Cg2、Csi、Cgg、Cck、Cgg1、Cgg2、Cck1、Cck2 :容量
VDD、VSS : 電源
Vtc、Vtc1、Vtc2、Vtc3、Vtc4 : 電源またはダイナミックに可変な電源
BL1、BL2 : ビット線
WL : 行選択線
T1, T2: Four-terminal insulated gate field effect transistors T3, T4: Four-terminal insulated gate field effect transistors PT1, PT2 of opposite conductivity type: Pass transistors Load, Load1, Load2: Load elements Rg, Rg1, Rg2, Rg3, Rg4: Resistors Cg1, Cg2, Csi, Cgg, Cck, Cgg1, Cgg2, Cck1, Cck2: Capacitance VDD, VSS: Power supply Vtc, Vtc1, Vtc2, Vtc3, Vtc4: Power supply or dynamically variable power supply BL1, BL2: Bit line WL: Row selection line

Claims (3)

一方のゲートを入力端子とし、
他方のゲートに他方端を第二の電源に接続した抵抗の一方端を接続し、
ソースを第一の電源に接続し、
ドレインを出力端子とした
第一の導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタと、
一方のゲートを入力端子とし、
他方のゲートに他方端を第四の電源に接続した抵抗の一方端を接続し、
ソースを第三の電源に接続し、
ドレインを出力端子とした
前記第一の導電形とは反対の第二の導電形の四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとを、
前記両方の一方のゲートを入力端子として接続し、前記両ドレインを出力端子として接続したCMOSトランジスタ回路を2個設け、
一方の回路の入力端子を他方の回路の出力端子におよび他方の回路の入力端子を一方の回路の出力端子に、それぞれ互いに接続し,それぞれの出力端子にはそれぞれ絶縁ゲート電界効果トランジスタよりなるパストランジスタのソースまたはドレインを接続したCMOS−SRAMセル回路において、
前記パストランジスタを四端子二重絶縁ゲート電界効果トランジスタとし、前記それぞれの一方のゲートをそれぞれセル選択線に接続し,前記それぞれの他方のゲート電極をそれぞれのしきい値電圧制御用電源に接続してなることを特徴とするCMOS−SRAMセル回路。
One gate is the input terminal,
Connect one end of the resistor with the other end connected to the second power supply to the other gate,
Connect the source to the first power source,
A four-terminal double insulated gate field effect transistor of the first conductivity type with the drain as the output terminal;
One gate is the input terminal,
Connect one end of the resistor with the other end connected to the fourth power supply to the other gate,
Connect the source to a third power source
A four-terminal double insulated gate field effect transistor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type with the drain as an output terminal;
Two CMOS transistor circuits are provided in which both the gates are connected as input terminals and the drains are connected as output terminals ,
The input terminal of one circuit is connected to the output terminal of the other circuit, the input terminal of the other circuit is connected to the output terminal of one circuit, and each output terminal is a path comprising an insulated gate field effect transistor. In a CMOS-SRAM cell circuit in which the source or drain of a transistor is connected,
The pass transistor is a four-terminal double insulated gate field effect transistor, each one of the gates is connected to a cell selection line, and each of the other gate electrodes is connected to a respective threshold voltage control power source. And a CMOS-SRAM cell circuit.
請求項1記載のCMOSトランジスタ回路において、前記各抵抗を通して接続される前記第二の電源または前記第四の電源の電位をそれぞれダイナミックに制御する手段を設けたことを特徴とするCMOS−SRAMセル回路。 2. The CMOS- SRAM cell circuit according to claim 1, further comprising means for dynamically controlling the potential of the second power source or the fourth power source connected through the resistors. . 求項1乃至2のいずれか1項記載の回路から構成したことを特徴とする集積回路。 Motomeko 1 to the integrated circuit, characterized in that consisted circuit according to any one of 2.
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