JP5564869B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

Description

この発明は、半導体集積回路、及び信号調整方法に関する。

従来、局所的な特性変動の問題に対して対応することを目的とした半導体装置が知られている。例えば、半導体装置は、内部に満遍なく配置され、配置された場所の局所的な特性変動を遅延情報として検出する複数のセンサ回路と、複数のセンサ回路により検出された遅延情報をとりまとめて外部に送出する出力インターフェース回路とを備え、その外側に、検出された遅延情報を統計的に処理し、プロセスばらつき等の状態を判断して制御コードを生成する演算部と、不揮発性メモリに記録された制御コードから出力すべき電圧を決定する出力電圧制御部と、半導体装置に電源電圧と接地電位を供給する電源電圧発生部とを備える（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１４１０１３号公報

しかしながら、従来の技術では、回路の電圧や温度などの動作状態の変化を検出し、その検出結果に基づいてスルーレートや信号の遅延などを制御することができない、という問題点がある。また、大量のセンサ回路や、複数のセンサ回路に位相の異なるクロック信号を供給する回路や、テスト信号を発生する回路が必要であるため、回路の構成が複雑であり、回路の規模が大きくなる、という問題点がある。

この半導体集積回路は、第１信号生成部、第２信号生成部および検出部を備える。第１信号生成部と第２信号生成部とでは、動作状態の変化に対する遅延の変化量が異なる。第１信号生成部は、第１信号に対して遅延を有し、互いに異なるタイミングで状態が遷移する複数の第２信号を生成する。第２信号生成部は、第１信号に対して遅延を有する第３信号を生成する。検出部は、第３信号の状態が遷移する場合の、複数の第２信号の状態に基づいて、信号の遅延状態を検出する。また、信号調整方法は、信号の遅延状態に基づいて、信号を制御する回路を調整する。

この半導体集積回路、及び信号調整方法によれば、回路の電圧や温度などの動作状態の変化を検出することができるという効果を奏する。また、この半導体集積回路によれば、構成が簡素になるという効果を奏する。

実施の形態１の半導体集積回路を示すブロック図である。 実施の形態１の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態１の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態１の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第１の例を示す回路図である。 実施の形態２の被制御回路の第１の例を示す回路図である。 実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第２の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第３の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第４の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第５の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第６の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第７の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第８の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第９の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第９の例を用いたときの動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の被制御回路の第２の例を示す回路図である。 実施の形態２の被制御回路の第３の例を示す回路図である。 実施の形態２の被制御回路の第４の例を示す回路図である。 実施の形態２の被制御回路の第５の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第１０の例と被制御回路の第６の例を示す回路図である。 実施の形態２の遅延差検出回路の第１０の例と被制御回路の第６の例を用いたときの動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例を示す回路図である。 実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例の動作を示すタイミング図である。 実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例の動作を示すタイミング図である。 実施の形態３の遅延差検出回路の一例を示す回路図である。 実施の形態３の第２インバータ列の一例を示す回路図である。 実施の形態３の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。 実施の形態３の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。

以下に添付図面を参照して、この半導体集積回路、及び信号調整方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
（構成）
図１は、実施の形態１の半導体集積回路を示すブロック図である。図１に示すように、半導体集積回路は、第１信号生成部１、第２信号生成部２および検出部３を備える。第１信号生成部１と第２信号生成部２とでは、動作状態の変化に対する遅延の変化量が異なる。例えば、第１信号生成部１は、第２信号生成部２よりも、動作状態の変化に対する遅延の変化量が小さい。動作状態として、例えば回路の電圧や温度が挙げられる。また、半導体集積回路を製造したときのプロセス条件がばらつくと、トランジスタのオン抵抗や閾値がばらつく。オン抵抗や閾値がばらつくと、遅延の程度もばらつく。従って、プロセス条件のばらつきも、動作状態の変化に含まれる。

第１信号生成部１は、第１信号Ｓ１を遅延させて、複数の第２信号Ｓ２を生成する。複数の第２信号Ｓ２は、互いに異なるタイミングで、相対的に高いハイ（Ｈ）から相対的に低いロー（Ｌ）に遷移し、またロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する。第２信号生成部２は、第３信号Ｓ３を遅延させて、第４信号Ｓ４を生成する。第３信号Ｓ３は、第１信号Ｓ１と同じタイミングで状態が遷移する信号であってもよいし、第１信号Ｓ１と同じ信号であってもよい。検出部３は、第４信号Ｓ４がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するタイミング、またはロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングで、複数の第２信号Ｓ２の状態を検出する。そして、検出部３は、複数の第２信号Ｓ２の状態に基づいて、信号の遅延状態を検出し、検出信号Ｓ５を出力する。

（動作）
図２〜図４は、実施の形態１の半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。特に限定しないが、図２〜図４には、第４信号Ｓ４がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングで、例えば二つの第２信号Ｓ２（Ｓ２（１）およびＳ２（２）とする）の状態を検出する例が示されている。図２に示すように、遅延の程度が標準であるときには、例えば第４信号Ｓ４の立ち上がりで第２信号Ｓ２（１）およびＳ２（２）は、それぞれロー（Ｌ）およびハイ（Ｈ）である。図３に示すように、遅延の程度が標準よりも速いときには、第４信号Ｓ４の立ち上がりのタイミングが速くなる。そして、例えば第４信号Ｓ４の立ち上がりで第２信号Ｓ２（１）およびＳ２（２）は、ともにハイ（Ｈ）である。図４に示すように、遅延の程度が標準よりも遅いときには、第４信号Ｓ４の立ち上がりのタイミングが遅くなる。そして、例えば第４信号Ｓ４の立ち上がりで第２信号Ｓ２（１）およびＳ２（２）は、ともにロー（Ｌ）である。

このように、遅延の程度によって、複数の第２信号Ｓ２の状態が異なる。つまり、検出部３により複数の第２信号Ｓ２の状態を検出することにより、遅延の程度を検出することができる。そして、遅延の程度を検出することにより、動作状態の変化を検出することができる。従って、実施の形態１によれば、プロセス条件のばらつきや、回路の電圧や温度の変化を検出することができる。また、プロセス条件のばらつきや、回路の電圧や温度の変化を検出する回路の構成を簡素にすることができる。なお、第２信号生成部２の方が、第１信号生成部１よりも、動作状態の変化に対する遅延の変化量が小さくなるような構成としてもよい。

（実施の形態２）
（遅延差検出回路の第１の例）
実施の形態２の半導体集積回路は、遅延の程度を検出する遅延差検出回路を備えている。図５は、実施の形態２の遅延差検出回路の第１の例を示す回路図である。図５に示すように、遅延差検出回路１００は、第１インバータ列１１を備えている。説明の便宜上、第１インバータ列１１の中間のノードをＮ１２とし、第１インバータ列１１の終点のノードをＮ１３とする。第１インバータ列１１の始点とノードＮ１２との間、およびノードＮ１２とノードＮ１３との間に、それぞれ、複数（図示例では、２個）のインバータ１２が直列に接続されている。インバータ１２は、遅延素子として動作する。ノードＮ１２およびノードＮ１３の直前には、バッファ１６，１７が挿入されている。第１インバータ列１１の始点は、遅延差検出回路１００の入力端子ＩＮに接続されている。

第１インバータ列１１の各インバータ１２は、例えばスイッチング素子として動作するＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）インバータ１３の電源電位側および接地電位側にそれぞれ第１抵抗素子１４および第２抵抗素子１５が接続された構成を有する。第１抵抗素子１４の抵抗値および第２抵抗素子１５の抵抗値は、ＣＭＯＳインバータ１３の各トランジスタのオン抵抗のばらつきを無視し得る程度に十分に大きい。また、第１抵抗素子１４および第２抵抗素子１５の抵抗値のばらつきはＣＭＯＳインバータ１３のトランジスタのオン抵抗のばらつきに比べて小さい。第１抵抗素子１４および第２抵抗素子１５は、特に限定しないが、例えばポリシリコンでできている。ＣＭＯＳインバータ１３への入力信号がロー（Ｌ）であるとき、第１抵抗素子１４が信号経路に接続されるので、ＣＭＯＳインバータ１３の出力信号がハイ（Ｈ）となる。ＣＭＯＳインバータ１３への入力信号がハイ（Ｈ）であるときには、第２抵抗素子１５が信号経路に接続されるので、ＣＭＯＳインバータ１３の出力信号はロー（Ｌ）となる。

また、遅延差検出回路１００は、第２インバータ列２１を備えている。説明の便宜上、第２インバータ列２１の中間のノードをＮ０１とし、第２インバータ列２１の終点のノードをＮ０２とする。第２インバータ列２１の始点とノードＮ０１との間には、第１インバータ２２が接続されている。ノードＮ０１とノードＮ０２との間には、複数のＣＭＯＳインバータ２３が直列に接続されている。ＣＭＯＳインバータ２３は、遅延素子として動作する。第２インバータ列２１の始点は、遅延差検出回路１００の入力端子ＩＮに接続されている。前記第１インバータ列１１の第１抵抗素子１４の抵抗値および第２抵抗素子１５の抵抗値は、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の各トランジスタのオン抵抗のばらつきを無視し得る程度に十分に大きい。従って、第１インバータ列１１は、第２インバータ列２１よりも、動作状態の変化に対する遅延の変化量が小さい。動作状態として、例えば回路の電圧や温度が挙げられる。また、動作状態の変化には、プロセス条件のばらつきも含まれる。

また、遅延差検出回路１００は、第２インバータ３１および例えば４個の順序回路３２，３３，３４，３５を備えている。第２インバータ３１は、第２インバータ列２１の出力信号、すなわちノードＮ０２の信号を反転する。説明の便宜上、第２インバータ３１の出力ノードをＮ０３とする。順序回路３２，３３，３４，３５は、例えばＤフリップフロップを備えている。第１フリップフロップ回路（第１順序回路）３２および第２フリップフロップ回路（第２順序回路）３３のクロック端子は、ノードＮ０２に接続されている。第１フリップフロップ回路３２および第４フリップフロップ回路（第４順序回路）３５のＤ端子は、ノードＮ１２に接続されている。第３フリップフロップ回路（第３順序回路）３４および第４フリップフロップ回路３５のクロック端子は、ノードＮ０３に接続されている。第２フリップフロップ回路３３および第３フリップフロップ回路３４のＤ端子は、ノードＮ１３に接続されている。第１フリップフロップ回路３２のＱ端子、第２フリップフロップ回路３３のＱ端子、第３フリップフロップ回路３４のＱ端子および第４フリップフロップ回路３５のＱ端子は、それぞれ端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃおよび端子Ｄに接続されている。また、ノードＮ０１は、端子Ｅに接続されている。

（被制御回路の第１の例）
実施の形態２の半導体集積回路は、上述した遅延差検出回路１００により制御される被制御回路を備えている。図６は、実施の形態２の被制御回路の第１の例を示す回路図である。図６に示すように、被制御回路２００は、例えば３個のオア回路４１，４２，４３、例えば３個のアンド回路４４，４５，４６、例えば３個のＰＭＯＳ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ５１，５２，５３および例えば３個のＮＭＯＳ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ５４，５５，５６を備えている。

第１オア回路４１、第２オア回路４２、第３オア回路４３、第１アンド回路４４、第２アンド回路４５および第３アンド回路４６のそれぞれの一方の入力端子は、前記遅延差検出回路１００の端子Ｅに接続されている。第１オア回路４１のもう一方の入力端子は、接地されている。第２オア回路４２、第３オア回路４３、第１アンド回路４４および第２アンド回路４５のそれぞれのもう一方の入力端子は、それぞれ前記遅延差検出回路１００の端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃおよび端子Ｄに接続されている。第３アンド回路４６のもう一方の入力端子は、電源に接続されている。

第１オア回路４１、第２オア回路４２および第３オア回路４３のそれぞれの出力端子は、それぞれ第１ＰＭＯＳトランジスタ５１、第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３のそれぞれのゲート端子に接続されている。第１ＰＭＯＳトランジスタ５１、第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３のそれぞれのドレイン端子は、被制御回路２００の出力端子ＯＵＴに接続されている。第１アンド回路４４、第２アンド回路４５および第３アンド回路４６のそれぞれの出力端子は、それぞれ第１ＮＭＯＳトランジスタ５４、第２ＮＭＯＳトランジスタ５５および第３ＮＭＯＳトランジスタ５６のそれぞれのゲート端子に接続されている。第１ＮＭＯＳトランジスタ５４、第２ＮＭＯＳトランジスタ５５および第３ＮＭＯＳトランジスタ５６のそれぞれのドレイン端子は、被制御回路２００の出力端子ＯＵＴに接続されている。第１の例の被制御回路２００は、スルーレートを制御する回路として動作する。説明の便宜上、第１オア回路４１、第２オア回路４２、第３オア回路４３、第１アンド回路４４、第２アンド回路４５および第３アンド回路４６のそれぞれの出力ノードを、それぞれＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３、Ｎ３３、Ｎ３２およびＮ３１とする。

（動作）
図７は、実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図であり、遅延の程度が標準であるときの図である。図７に示すように、入力端子ＩＮへの入力信号がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移すると、ノードＮ１２はｄ１だけ遅延してハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移し、ノードＮ１３はｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）だけ遅延してハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移する。ノードＮ０１は、第１インバータ２２による遅延分だけ遅延してロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する。ノードＮ０２は、ノードＮ０１の遷移から遅延してロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する。遅延の程度が標準であるときには、ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングが、丁度、ノードＮ１２がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するタイミングと、ノードＮ１３がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するタイミングとの間になる。このようなタイミングの関係になるように、遅延差検出回路１００の第１インバータ列１１において、第１インバータ列１１の始点とノードＮ１２との間のインバータ１２の数、およびノードＮ１２とノードＮ１３との間のインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の数が調節されている。

また、入力端子ＩＮへの入力信号がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移すると、ノードＮ１２およびノードＮ１３は、それぞれｄ３およびｄ４（ただし、ｄ３＜ｄ４）だけ遅延してロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する。通常、ｄ３およびｄ４は、それぞれｄ１およびｄ２にほぼ等しい。ノードＮ０１は、第１インバータ２２による遅延分だけ遅延してハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移する。ノードＮ０３は、ノードＮ０１の遷移から遅延してロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する。遅延の程度が標準であるときには、ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングが、丁度、ノードＮ１２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングと、ノードＮ１３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングとの間になる。このようなタイミングの関係になるように、遅延差検出回路１００の第１インバータ列１１において、第１インバータ列１１の始点とノードＮ１２との間のインバータ１２の数、およびノードＮ１２とノードＮ１３との間のインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の数が調節されている。

ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ２１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第１フリップフロップ回路３２は、ノードＮ１２のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ａがロー（Ｌ）となり、ノードＮ２２は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第２フリップフロップ回路３３は、ノードＮ１３のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｂがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ２３は、ハイ（Ｈ）となる。これを繰り返すので、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１および第２ＰＭＯＳトランジスタ５２は、入力端子ＩＮへの入力信号がハイ（Ｈ）およびロー（Ｌ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。第３ＰＭＯＳトランジスタ５３は、動作しない。

ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ３１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第４フリップフロップ回路３５は、ノードＮ１２のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｄがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ３２は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第３フリップフロップ回路３４は、ノードＮ１３のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｃがロー（Ｌ）となり、ノードＮ３３は、ロー（Ｌ）となる。これを繰り返すので、第３ＮＭＯＳトランジスタ５６および第２ＮＭＯＳトランジスタ５５は、入力端子ＩＮへの入力信号がロー（Ｌ）およびハイ（Ｈ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。第１ＮＭＯＳトランジスタ５４は、動作しない。

つまり、被制御回路２００は、遅延差検出回路１００への入力信号を、２個のＰＭＯＳトランジスタ５１，５２と２個のＮＭＯＳトランジスタ５５，５６を駆動して、出力端子ＯＵＴから、入力端子ＩＮと同じレベルの信号を出力する。上述したように、ＰＭＯＳトランジスタ５１，５２は、ＰＭＯＳトランジスタの駆動数を制御するために入力端子ＩＮへの入力信号が立ち下がってから半周期遅れて制御される。同様に、ＮＭＯＳトランジスタ５５，５６は、ＮＭＯＳトランジスタの駆動数を制御するために入力信号が立ち上がってから半周期遅れて制御される。つまり、入力端子ＩＮへの入力信号の立ち下がりでＰＭＯＳトランジスタの駆動数が制御され、入力端子ＩＮへの入力信号の立ち上がりでＮＭＯＳトランジスタの駆動数が制御されている。このように、出力のトランジスタを制御するタイミングを入力信号に対して半周期遅らせることによって、遅延差検出回路１００において入力信号を遅延させることによる影響がなくなる。

図８は、実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図であり、遅延の程度が標準よりも速いときの図である。図８に示すように、遅延の程度が標準よりも速いときには、標準の場合と比べて、ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングが速くなる。ノードＮ１２およびノードＮ１３がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するタイミングは、ほとんど変化しない。ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングは、ノードＮ１２およびノードＮ１３がともにハイ（Ｈ）のときである。また、ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングは、ノードＮ１２およびノードＮ１３がともにロー（Ｌ）のときである。このようなタイミングの関係になるように、遅延差検出回路１００の第１インバータ列１１において、第１インバータ列１１の始点とノードＮ１２との間のインバータ１２の数、およびノードＮ１２とノードＮ１３との間のインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の数が調節されている。

ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ２１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第１フリップフロップ回路３２は、ノードＮ１２のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ａがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ２２は、ハイ（Ｈ）となる。第２フリップフロップ回路３３は、ノードＮ１３のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｂがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ２３は、ハイ（Ｈ）となる。これを繰り返すので、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１は、入力端子ＩＮへの入力信号がハイ（Ｈ）およびロー（Ｌ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３は、動作しない。

ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ３１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第４フリップフロップ回路３５は、ノードＮ１２のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｄがロー（Ｌ）となり、ノードＮ３２は、ロー（Ｌ）となる。第３フリップフロップ回路３４は、ノードＮ１３のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｃがロー（Ｌ）となり、ノードＮ３３は、ロー（Ｌ）となる。これを繰り返すので、第３ＮＭＯＳトランジスタ５６は、入力端子ＩＮへの入力信号がロー（Ｌ）およびハイ（Ｈ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。第１ＮＭＯＳトランジスタ５４および第２ＮＭＯＳトランジスタ５５は、動作しない。従って、被制御回路２００は、遅延差検出回路１００への入力信号を、１個のＰＭＯＳトランジスタ５１と１個のＮＭＯＳトランジスタ５６を駆動して、出力端子ＯＵＴから、入力端子ＩＮと同じレベルの信号を出力する。

図９は、実施の形態２の半導体集積回路の動作を示すタイミング図であり、遅延の程度が標準よりも遅いときの図である。図９に示すように、遅延の程度が標準よりも遅いときには、標準の場合と比べて、ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングが遅くなる。ノードＮ１２およびノードＮ１３がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するタイミングは、ほとんど変化しない。ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングは、ノードＮ１２およびノードＮ１３がともにロー（Ｌ）のときである。また、ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するタイミングは、ノードＮ１２およびノードＮ１３がともにハイ（Ｈ）のときである。このようなタイミングの関係になるように、遅延差検出回路１００の第１インバータ列１１において、第１インバータ列１１の始点とノードＮ１２との間のインバータ１２の数、およびノードＮ１２とノードＮ１３との間のインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の数が調節されている。

ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ２１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第１フリップフロップ回路３２は、ノードＮ１２のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ａがロー（Ｌ）となり、ノードＮ２２は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第２フリップフロップ回路３３は、ノードＮ１３のロー（Ｌ）を出力するので、次にノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｂがロー（Ｌ）となり、ノードＮ２３は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。これを繰り返すので、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１、第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３は、入力端子ＩＮへの入力信号がハイ（Ｈ）およびロー（Ｌ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。

ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときには、次のようになる。ノードＮ３１は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第４フリップフロップ回路３５は、ノードＮ１２のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｄがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ３２は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。第３フリップフロップ回路３４は、ノードＮ１３のハイ（Ｈ）を出力するので、次にノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するまで、端子Ｃがハイ（Ｈ）となり、ノードＮ３３は、端子Ｅ（ノードＮ０１）と同じになる。これを繰り返すので、第１ＮＭＯＳトランジスタ５４、第２ＮＭＯＳトランジスタ５５および第３ＮＭＯＳトランジスタ５６は、入力端子ＩＮへの入力信号がロー（Ｌ）およびハイ（Ｈ）のときにそれぞれオン状態およびオフ状態となる。従って、被制御回路２００は、遅延差検出回路１００への入力信号を、３個のＰＭＯＳトランジスタ５１，５２，５３と３個のＮＭＯＳトランジスタ５４，５５，５６を駆動して、出力端子ＯＵＴから、入力端子ＩＮと同じレベルの信号を出力する。

（遅延差検出回路の第２の例）
図１０は、実施の形態２の遅延差検出回路の第２の例を示す回路図である。図１０に示す第２の例の遅延差検出回路１０１のように、第１インバータ列１１の各インバータ１２において、ＣＭＯＳインバータ１３の各トランジスタのバックゲートがそれぞれのソース端子に接続されていてもよい。図５に示す第１の例では、ＣＭＯＳインバータ１３のＰＭＯＳトランジスタのバックゲートは、電源に接続されている。また、第１の例では、ＣＭＯＳインバータ１３のＮＭＯＳトランジスタのバックゲートは、接地されている。その他の構成および動作は、第１の例と同様である。

（遅延差検出回路の第３の例）
図１１は、実施の形態２の遅延差検出回路の第３の例を示す回路図である。図１１に示す第３の例の遅延差検出回路１０２のように、第１インバータ列１１の各インバータ１２において、ＣＭＯＳインバータ１３のＰＭＯＳトランジスタとＮＭＯＳトランジスタとの間に第１抵抗素子１４および第２抵抗素子１５が接続されていてもよい。その他の構成および動作は、第１の例と同様である。

（遅延差検出回路の第４の例）
図１２は、実施の形態２の遅延差検出回路の第４の例を示す回路図である。図１２に示す第４の例の遅延差検出回路１０３のように、第１インバータ列１１の各インバータ１２のＣＭＯＳインバータ１３および第２インバータ列２１の各ＣＭＯＳインバータ２３において、トランジスタの配線がポリシリコンで形成されていてもよい。そして、第１インバータ列１１のＣＭＯＳインバータ１３の配線幅が、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の配線幅よりも太くなっていてもよい。このような構成にすれば、第１インバータ列１１における動作状態の変化に対する遅延の変化量は、第２インバータ列２１における変化量よりも小さくなる。この場合、第１インバータ列１１のインバータ１２に第１抵抗素子や第２抵抗素子が接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。その他の構成および動作は、第１の例と同様である。

（遅延差検出回路の第５〜第８の例）
図１３〜図１６は、それぞれ実施の形態２の遅延差検出回路の第５〜第８の例を示す回路図である。図１３に示すように、第５の遅延差検出回路１０４では、図５に示す第１の例において、第１順序回路３２および第４順序回路３５の２個のＤフリップフロップの代わりに、順序回路としてＲＳフリップフロップ６１が用いられている。また、第２順序回路３３および第３順序回路３４の２個のＤフリップフロップの代わりに、ＲＳフリップフロップ６２が用いられている。第１インバータ列１１の始点および第２インバータ列２１の始点は、パワーオンリセット端子／ＰＯＲ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ Ｒｅｓｅｔ）に接続されている。ここで、／ＰＯＲの「／」は、ローアクティブであることを表す。なお、特に断らない限り、端子および信号は、ハイアクティブである。第５の例では、パワーオンリセット信号の立ち上がりエッジを利用して、第１インバータ列１１で遅延した信号と、第２インバータ列２１で遅延した信号が得られる。第２インバータ列２１には、偶数段のＣＭＯＳインバータ２３が直列に接続されている。第２インバータ列２１の先頭の第１インバータ、および第２インバータ列２１の出力信号を反転させる第２インバータは、不要である。入力端子ＩＮと端子Ｅとの間には、第３インバータ２４が接続されている。入力端子ＩＮへの入力信号を、第１インバータ列１１や第２インバータ列２１へ入力させずに、第３インバータ２４を介して端子Ｅへ送信する構成の場合には、第３インバータ２４の出力ノードがノードＮ０１となる。

図１４に示す第６の遅延差検出回路１０５は、図１０に示す第２の例において、前記第５の例と同様に、順序回路としてＲＳフリップフロップ６１，６２を用いたものである。図１５に示す第７の遅延差検出回路１０６および図１６に示す第８の遅延差検出回路１０７は、それぞれ、図１１に示す第３の例および図１２に示す第４の例において、前記第５の例と同様にＲＳフリップフロップ６１，６２を用いたものである。遅延差検出回路の第５〜第８の例によれば、遅延差検出回路がリセット直後に動作した後、停止するので、遅延差検出回路で消費する電力が抑えられる。

（遅延差検出回路の第９の例）
図１７は、実施の形態２の遅延差検出回路の第９の例を示す回路図である。図１７に示すように、第９の遅延差検出回路１０８では、図５に示す第１の例において、第１インバータ列１１の始点および第２インバータ列２１の始点が、初期信号の入力端子ＩＮＩＴに接続されている。入力端子ＩＮと端子Ｅとの間には、第３インバータ２４が接続されている。ノードＮ０１は、第３インバータ２４の出力ノードである。図１８は、実施の形態２の遅延差検出回路の第９の例を用いたときの動作を示すタイミング図であり、遅延の程度が標準であるときの図である。初期信号は、ハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移した後、ロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移し、ハイ（Ｈ）で固定される。第９の例では、初期信号の１回の立ち下がりと１回の立ち上がりの各エッジを利用して、第１インバータ列１１で遅延した信号と、第２インバータ列２１で遅延した信号が得られる。遅延差検出回路の第９の例によれば、遅延差検出回路が１回動作した後、動作が停止するので、遅延差検出回路で消費する電力が抑えられる。なお、初期信号として、ハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移する信号と、ロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移する信号を、遷移のタイミングをずらして用いてもよい。また、上述した遅延差検出回路の第２〜第４の例において、第９の例と同様の構成としてもよい。

（被制御回路の第２の例）
図１９は、実施の形態２の被制御回路の第２の例を示す回路図である。図１９に示すように、第２の例の被制御回路２０１は、例えば６個のアンド回路７１，７２，７３，７４，７５，７６、例えば２個の遅延回路７７，７８およびオア回路７９を備えている。前記遅延差検出回路の端子Ａおよび端子Ｂがともにハイ（Ｈ）である場合には、端子Ｅから入力した信号は、２個の遅延回路７７，７８を経由して出力端子ＯＵＴから出力される。端子Ａがロー（Ｌ）であり、かつ端子Ｂがハイ（Ｈ）である場合には、端子Ｅから入力した信号は、１個の遅延回路７７を経由して出力端子ＯＵＴから出力される。端子Ａおよび端子Ｂがともにロー（Ｌ）である場合には、端子Ｅから入力した信号は、遅延回路７７，７８を経由せずに、出力端子ＯＵＴから出力される。第２の例の被制御回路２０１は、遅延のばらつきを小さくするように制御する回路として動作する。

（被制御回路の第３の例）
図２０は、実施の形態２の被制御回路の第３の例を示す回路図である。図２０に示すように、第３の例の被制御回路２０２は、例えば２個のインバータ８１，８２、例えば５個のトランジスタ８３，８４，８５，８６，８７および例えば入力バッファとして動作するバッファ８８を備えている。３個のトランジスタ８３，８４，８５は、直列に接続されており、バッファ８８の入力に対するプルダウン抵抗として動作する。前記遅延差検出回路の端子Ａおよび端子Ｂがともにハイ（Ｈ）である場合には、３個のトランジスタ８３，８４，８５がプルダウン抵抗として動作する。端子Ａがロー（Ｌ）であり、かつ端子Ｂがハイ（Ｈ）である場合には、２個のトランジスタ８３，８５がプルダウン抵抗として動作する。端子Ａおよび端子Ｂがともにロー（Ｌ）である場合には、１個のトランジスタ８３がプルダウン抵抗として動作する。第３の例の被制御回路２０２は、プルダウン抵抗の大きさを制御する回路として動作する。なお、プルダウン抵抗は、トランジスタでなくてもよい。

（被制御回路の第４の例）
図２１は、実施の形態２の被制御回路の第４の例を示す回路図である。図２１に示すように、第４の例の被制御回路２０３は、例えば５個のトランジスタ９１，９２，９３，９４，９５および例えば入力バッファとして動作するバッファ９６を備えている。３個のトランジスタ９１，９２，９３は、直列に接続されており、バッファ９６の入力に対するプルアップ抵抗として動作する。前記遅延差検出回路の端子Ａおよび端子Ｂがともにハイ（Ｈ）である場合には、３個のトランジスタ９１，９２，９３がプルアップ抵抗として動作する。端子Ａがロー（Ｌ）であり、かつ端子Ｂがハイ（Ｈ）である場合には、２個のトランジスタ９１，９３がプルアップ抵抗として動作する。端子Ａおよび端子Ｂがともにロー（Ｌ）である場合には、１個のトランジスタ９１がプルアップ抵抗として動作する。第４の例の被制御回路２０３は、プルアップ抵抗の大きさを制御する回路として動作する。なお、プルアップ抵抗は、トランジスタでなくてもよい。

（被制御回路の第５の例）
図２２は、実施の形態２の被制御回路の第５の例を示す回路図である。図２２に示すように、第５の例の被制御回路２０４は、例えば２個のインバータ３０１，３０２、例えば３個のＶＢＢ電位発生回路３０３，３０４，３０５、６個のトランジスタ３０６，３０７，３０８，３０９，３１０，３１１および３個のコンデンサ３１２，３１３，３１４を備えている。前記遅延差検出回路の端子Ａおよび端子Ｂがともにハイ（Ｈ）である場合には、１個のＶＢＢ電位発生回路３０３が動作する。端子Ａがロー（Ｌ）であり、かつ端子Ｂがハイ（Ｈ）である場合には、２個のＶＢＢ電位発生回路３０３，３０４が動作する。端子Ａおよび端子Ｂがともにロー（Ｌ）である場合には、３個のＶＢＢ電位発生回路３０３，３０４，３０５が動作する。第５の例の被制御回路２０４は、ＶＢＢ電位のばらつきを小さくするように制御する回路として動作する。

（遅延差検出回路の第１０の例および被制御回路の第６の例）
図２３は、実施の形態２の遅延差検出回路の第１０の例および被制御回路の第６の例を示す回路図である。図２３に示すように、第１０の遅延差検出回路１０９は、図５に示す遅延差検出回路の第１の例において、第１インバータ列１１を、３個以上、図示例では例えば５個の遅延素子３２１，３２２，３２３，３２４，３２５を備えた構成としたものである。各遅延素子３２１，３２２，３２３，３２４，３２５は、図５に示す遅延差検出回路の第１の例において、ノードＮ１２とノードＮ１３との間に直列に接続された複数のインバータ１２およびバッファ１７に相当する。便宜上、１番目の遅延素子３２１と２番目の遅延素子３２２との間のノード、２番目の遅延素子３２２と３番目の遅延素子３２３との間のノード、３番目の遅延素子３２３と４番目の遅延素子３２４との間のノードおよび４番目の遅延素子３２４と５番目の遅延素子３２５との間のノードをそれぞれＮ１２、Ｎ１３、Ｎ１４およびＮ１５とする。第１インバータ列１１の終点のノードをＮ１６とする。

第１インバータ列１１における遅延素子の段数が増えた分、順序回路も増えている。図示例では、図５に示す第１の例に、ノードＮ０２の立ち上がりタイミングでノードＮ１４、ノードＮ１５およびノードＮ１６をそれぞれ出力する第５フリップフロップ回路３３１、第６フリップフロップ回路３３２および第７フリップフロップ回路３３３が追加されている。また、ノードＮ０３の立ち上がりタイミングでノードＮ１４、ノードＮ１５およびノードＮ１６をそれぞれ出力する第８フリップフロップ回路３３４、第９フリップフロップ回路３３５および第１０フリップフロップ回路３３６が追加されている。

図２３に示すように、第６の例の被制御回路２０５は、図６に示す被制御回路の第１の例に、第５フリップフロップ回路３３１、第６フリップフロップ回路３３２および第７フリップフロップ回路３３３にそれぞれ対応する第４オア回路３４１、第５オア回路３４２および第６オア回路３４３が追加されている。また、第８フリップフロップ回路３３４、第９フリップフロップ回路３３５および第１０フリップフロップ回路３３６にそれぞれ対応する第４アンド回路３４４、第５アンド回路３４５および第６アンド回路３４６が追加されている。便宜上、第４オア回路３４１、第５オア回路３４２、第６オア回路３４３、第４アンド回路３４４、第５アンド回路３４５および第６アンド回路３４６のそれぞれの出力ノードを、それぞれＮ２４、Ｎ２５、Ｎ２６、Ｎ３４、Ｎ３５およびＮ３６とする。

図２４は、実施の形態２の遅延差検出回路の第１０の例と被制御回路の第６の例を用いたときの動作を示すタイミング図である。図２４に示すように、遅延の程度が標準であるときには、例えばノードＮ０２の立ち上がりタイミングのときにノードＮ１２およびノードＮ１３がロー（Ｌ）であり、ノードＮ１４、ノードＮ１５およびノードＮ１６がハイ（Ｈ）となる。また、例えばノードＮ０３の立ち上がりタイミングのときにノードＮ１２およびノードＮ１３がハイ（Ｈ）であり、ノードＮ１４、ノードＮ１５およびノードＮ１６がロー（Ｌ）となる。遅延の程度が標準よりも速くなるのに伴って、ノードＮ０２の立ち上がりタイミングのときにロー（Ｌ）であるノードが減り、ハイ（Ｈ）であるノードが増える。また、遅延の程度が標準よりも速くなるのに伴って、ノードＮ０３の立ち上がりタイミングのときにハイ（Ｈ）であるノードが減り、ロー（Ｌ）であるノードが増える。反対に、遅延の程度が標準よりも遅くなるのに伴って、ノードＮ０２の立ち上がりタイミングのときにロー（Ｌ）であるノードが増え、ハイ（Ｈ）であるノードが減る。また、遅延の程度が標準よりも遅くなるのに伴って、ノードＮ０３の立ち上がりタイミングのときにハイ（Ｈ）であるノードが増え、ロー（Ｌ）であるノードが減る。

このように、第１インバータ列１１の遅延素子の段数を増やすことによって、被制御回路をより高精度に制御することができる。なお、第１インバータ列１１の遅延素子の段数は３段、４段または６段以上でもよい。その際、順序回路の数、オア回路やアンド回路の数は、第１インバータ列１１の遅延素子の段数に応じた数となる。なお、遅延差検出回路の第１〜第９のいずれかの例と被制御回路の第１〜第５のいずれかの例とを組み合わせた構成において、第１インバータ列１１の遅延素子の段数を３段、４段または６段以上にしてもよい。

（単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例）
図２５は、実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例を示す回路図である。図２５に示すように、単一の遅延差検出回路１１０が複数の被制御回路２０６，２０７，２０８，２０９を制御する構成としてもよい。この場合、遅延差検出回路１１０は、例えば図１７に示す第９の例の遅延差検出回路１０８であってもよい。また、第９の例の遅延差検出回路１０８における初期信号の代わりに、遅延差検出回路１１０をクロック信号の入力端子ＣＬＫに接続し、クロック信号の立ち下がりと立ち上がりの各エッジを利用して、遅延差検出回路１１０で遅延した信号を得る構成としてもよい。クロック信号は、遅延差検出回路１１０で遅延状態を検出したいときに、ハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）へ遷移し、ロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）へ遷移する。また、各被制御回路２０６，２０７，２０８，２０９は、上述した各被制御回路のうち、同じ構成の回路であってもよいし、異なる構成の回路であってもよい。入力端子ＩＮ１、入力端子ＩＮ２、入力端子ＩＮ３および入力端子ＩＮｎからそれぞれ第１被制御回路２０６、第２被制御回路２０７、第３被制御回路２０８および第ｎ被制御回路２０９への入力信号を反転させる各インバータ２５，２６，２７，２８は、第９の例の遅延差検出回路１０８の第３インバータに相当する。

図２６〜図２８は、実施の形態２の単一の遅延差検出回路で複数の被制御回路を制御する例の動作を示すタイミング図である。図２７は、図２６の続きであり、図２８は、図２７の続きである。これらの図において、ＩＮｋは、複数の被制御回路のうちの第ｋ被制御回路に対応する入力端子の挙動を表す。従って、Ｎ０１は、入力端子ＩＮｋから第ｋ被制御回路への入力信号を反転させる第３インバータの出力ノードの挙動を表す。ただし、ｋは、１〜ｎの整数である。ここでは、例えば、遅延差検出回路１１０は、図１７に示す遅延差検出回路の第９の例であるとし、第ｋ被制御回路は、図６に示す被制御回路の第１の例であるとする。図２６には、遅延の程度が標準であるときの挙動が示されている。図２７には、遅延の程度が標準である状態からそれよりも速い状態へ変化したときの挙動が示されている。図２８には、遅延の程度が標準よりも速い状態から遅延の程度が標準よりも遅い状態へ変化したときの挙動が示されている。

実施の形態２によれば、遅延差検出回路により遅延の程度を検出することができるので、プロセス条件のばらつきや、回路の電圧や温度の変化を検出することができる。また、プロセス条件のばらつきや、回路の電圧や温度の変化を検出する回路の構成を簡素にすることができる。また、遅延差検出回路がインバータで構成されているので、定常電流が流れない。従って、消費電力を削減することができる。また、被制御回路を第１の例の構成とすれば、スルーレートを制御することができるので、スルーレートの最小値と最大値が決められているような装置に適用することができる。スルーレートの最小値と最大値が決められている規格として、例えば「Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ＡＣ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａ ＤＭＡ ｍｏｄｅｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｍｏｄｅ ４」というＡＴＡの規格がある。なお、第１インバータ列１１のインバータ１２の代わりに、ナンド（ＮＡＮＤ）回路やノア（ＮＯＲ）回路などの論理回路を用いてもよい。また、第２インバータ列２１のＣＭＯＳインバータ２３の代わりに、ナンド回路やノア回路などの論理回路を用いてもよい。

（実施の形態３）
（遅延差検出回路）
実施の形態２の遅延差検出回路において、プロセス条件がばらついた場合に、ＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとで一方のオンする速さが標準よりも速くなり、かつ他方のオンする速さが標準よりも遅くなることがある。実施の形態３の半導体集積回路は、そのような場合に、遅延の程度を検出する遅延差検出回路である。例えばプロセス条件が設計通りであるときにトランジスタのオンする速さが標準となる。以下の説明において、上記実施の形態２と同様の構成については、実施の形態２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図２９は、実施の形態３の遅延差検出回路の一例を示す回路図である。図２９に示すように、遅延差検出回路１１１は、実施の形態２と同様の構成の第１インバータ列１１を備えている。遅延差検出回路１１１は、後述する第２インバータ列１２１を備えている。第２インバータ列１２１の端子Ｆは、遅延差検出回路１１１の入力端子ＩＮに接続されている。第２インバータ列１２１の端子Ｇは、端子Ｅに接続されている。第２インバータ列１２１の端子Ｈは、第１フリップフロップ回路３２のクロック端子および第２フリップフロップ回路３３のクロック端子に接続されている。第２インバータ列１２１の端子Ｉは、第２インバータ３１の入力ノードに接続されている。第２インバータ３１の出力ノードは、第３フリップフロップ回路３４のクロック端子および第４フリップフロップ回路３５のクロック端子に接続されている。実施の形態３においては、ノードＮ０１は端子Ｇ（すなわち端子Ｅ）であり、ノードＮ０２は端子Ｈであり、ノードＮ０３は第２インバータ３１の出力ノードである。

図３０は、実施の形態３の第２インバータ列の一例を示す回路図である。図３０に示すように、第２インバータ列１２１は、第１インバータ２２、第２インバータ列（Ｐ）１２２および第２インバータ列（Ｎ）１２３を備えている。第２インバータ列（Ｐ）１２２は、Ｐチャネルトランジスタのプロセス条件のばらつきを検出する回路である。第２インバータ列（Ｎ）１２３は、Ｎチャネルトランジスタのプロセス条件のばらつきを検出する回路である。第１インバータ２２の入力ノードは、端子Ｆに接続されている。第１インバータ２２の出力ノードは、端子Ｇ、第２インバータ列（Ｐ）１２２の始点および第２インバータ列（Ｎ）１２３の始点に接続されている。第２インバータ列（Ｐ）１２２の終点は、端子Ｈに接続されている。第２インバータ列（Ｎ）１２３の終点は、端子Ｉに接続されている。

第２インバータ列（Ｐ）１２２の始点と終点との間には、偶数個のＣＭＯＳインバータ１２４，１２５が直列に接続されている。ＣＭＯＳインバータ１２４，１２５は、遅延素子として動作する。第２インバータ列（Ｐ）１２２の始点側から奇数番目のインバータ１２４の接地電位側には抵抗素子１２６が接続されている。抵抗素子１２６の抵抗値は、Ｐチャネルトランジスタのオン抵抗のばらつきを無視し得る程度に十分に大きい。抵抗素子１２６の抵抗値のばらつきは、Ｐチャネルトランジスタのオン抵抗のばらつきに比べて小さい。抵抗素子１２６は、特に限定しないが、例えばポリシリコンでできている。奇数番目のインバータ１２４への入力信号がハイ（Ｈ）であるとき、抵抗素子１２６が信号経路に接続されるので、奇数番目のインバータ１２４の出力信号はロー（Ｌ）となる。奇数番目のインバータ１２４の出力信号がロー（Ｌ）になると、偶数番目のインバータ１２５への入力信号がロー（Ｌ）になるので、偶数番目のインバータ１２５の出力信号はハイ（Ｈ）になる。これが第２インバータ列（Ｐ）１２２の最終段の偶数番目のインバータ１２５まで繰り返されるので、端子Ｈ、すなわちノードＮ０２がハイ（Ｈ）となる。

奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタに抵抗素子１２６が接続されているので、奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタがオンするときの速さは、ほぼ標準の速さである。一方、偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタには抵抗素子が接続されていないので、偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタがオンするときの速さは、例えばＰチャネルトランジスタのプロセス条件のばらつきの影響を受ける。つまり、偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタがオンするときの速さは、標準よりも速くなったり遅くなったりする。

第２インバータ列（Ｎ）１２３の始点と終点との間には、偶数個のＣＭＯＳインバータ１２７，１２８が直列に接続されている。ＣＭＯＳインバータ１２７，１２８は、遅延素子として動作する。第２インバータ列（Ｎ）１２３の始点側から奇数番目のインバータ１２７の電源電位側には抵抗素子１２９が接続されている。抵抗素子１２９の抵抗値は、Ｎチャネルトランジスタのオン抵抗のばらつきを無視し得る程度に十分に大きい。抵抗素子１２９の抵抗値のばらつきは、Ｎチャネルトランジスタのオン抵抗のばらつきに比べて小さい。抵抗素子１２９は、特に限定しないが、例えばポリシリコンでできている。奇数番目のインバータ１２７への入力信号がロー（Ｌ）であるとき、抵抗素子１２９が信号経路に接続されるので、奇数番目のインバータ１２７の出力信号はハイ（Ｈ）となる。奇数番目のインバータ１２７の出力信号がハイ（Ｈ）になると、偶数番目のインバータ１２８への入力信号がハイ（Ｈ）になるので、偶数番目のインバータ１２８の出力信号はロー（Ｌ）になる。これが第２インバータ列（Ｎ）１２３の最終段の偶数番目のインバータ１２８まで繰り返されるので、端子Ｉがロー（Ｌ）となる。

奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタに抵抗素子１２９が接続されているので、奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタがオンするときの速さは、ほぼ標準の速さである。一方、偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタには抵抗素子が接続されていないので、偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタがオンするときの速さは、例えばＮチャネルトランジスタのプロセス条件のばらつきの影響を受ける。つまり、偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタがオンするときの速さは、標準よりも速くなったり遅くなったりする。

なお、第２インバータ列（Ｐ）１２２において、奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタに接続されている抵抗素子１２６は、該トランジスタのソース端子に接続されていてもよいし、ドレイン端子に接続されていてもよい。また、第２インバータ列（Ｐ）１２２において、奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタのソース配線がポリシリコンで形成されており、該ソース配線の抵抗値が偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタのドレイン配線の抵抗値よりも大きくなっていてもよい。第２インバータ列（Ｎ）１２３において、奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタに接続されている抵抗素子１２９は、該トランジスタのソース端子に接続されていてもよいし、ドレイン端子に接続されていてもよい。また、第２インバータ列（Ｎ）１２３において、奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタのソース配線がポリシリコンで形成されており、該ソース配線の抵抗値が偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタのドレイン配線の抵抗値よりも大きくなっていてもよい。

（動作）
実施の形態３の遅延差検出回路を実施の形態２の被制御回路の第１の例（図６参照）と組み合わせた例を用いて、実施の形態３の遅延差検出回路の動作について説明する。Ｐチャネルトランジスタの遅延の程度およびＮチャネルトランジスタの遅延の程度がともに標準であるときの動作は、図７に示すように、ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときに、ノードＮ１２がロー（Ｌ）であり、ノードＮ１３がハイ（Ｈ）である。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｐ）１２２のインバータ１２４，１２５の数が調節されている。ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときに、ノードＮ１２がハイ（Ｈ）であり、ノードＮ１３がロー（Ｌ）である。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｎ）１２３のインバータ１２７，１２８の数が調節されている。

Ｐチャネルトランジスタの遅延の程度およびＮチャネルトランジスタの遅延の程度がともに標準であるときには、例えば被制御回路の第１の例２００において、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１および第２ＰＭＯＳトランジスタ５２が動作する。第３ＰＭＯＳトランジスタ５３は動作しない。また、第２ＮＭＯＳトランジスタ５５および第３ＮＭＯＳトランジスタ５６が動作する。第１ＮＭＯＳトランジスタ５４は動作しない。つまり、被制御回路２００は、ＰＭＯＳトランジスタおよびＮＭＯＳトランジスタが２個ずつ駆動されて、遅延差検出回路１１１の入力端子ＩＮへの入力信号と同じレベルの信号を出力端子ＯＵＴから出力する。

図３１は、実施の形態３の半導体集積回路の動作を示すタイミング図であり、Ｐチャネルトランジスタのオンする速さが標準よりも速く、Ｎチャネルトランジスタのオンする速さが標準よりも遅いときの図である。図３１に示すように、ノードＮ０１がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するとき、第２インバータ列（Ｐ）１２２において奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタは、抵抗素子１２６に接続されているので、標準の速さでオンする。それに伴って、第２インバータ列（Ｐ）１２２において偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタが標準よりも速くオンする。従って、端子Ｈ、すなわちノードＮ０２は、図７に比べて速くロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移し、ノードＮ１２およびノードＮ１３はともにハイ（Ｈ）となる。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｐ）１２２のインバータ１２４，１２５の数が調節されている。

一方、ノードＮ０１がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するとき、第２インバータ列（Ｎ）１２３において奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタは、抵抗素子１２９に接続されているので、標準の速さでオンする。それに伴って、第２インバータ列（Ｎ）１２３において偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタが標準よりも遅くオンする。ノードＮ０３のレベルは、端子Ｉのレベルを第２インバータ３１により反転させたレベルである。従って、ノードＮ０３は、図７に比べて遅くロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移し、ノードＮ１２およびノードＮ１３はともにハイ（Ｈ）となる。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｎ）１２３のインバータ１２７，１２８の数が調節されている。

ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときにノードＮ１２およびノードＮ１３がともにハイ（Ｈ）である場合のノードＮ２１、ノードＮ２２およびノードＮ２３の状態については、図８に示す動作と同様である。従って、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１が動作し、第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３は動作しない。ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときにノードＮ１２およびノードＮ１３がともにハイ（Ｈ）である場合のノードＮ３１、ノードＮ３２およびノードＮ３３の状態については、図９に示す動作と同様である。従って、第１ＮＭＯＳトランジスタ５４、第２ＮＭＯＳトランジスタ５５および第３ＮＭＯＳトランジスタ５６が動作する。それによって、被制御回路２００において、動作するＰＭＯＳトランジスタの数が減るので、ＰＭＯＳトランジスタによる駆動能力が下がる。一方、動作するＮＭＯＳトランジスタの数が増えることによって、ＮＭＯＳトランジスタによる駆動能力が上がる。このようにして、例えばプロセス条件のばらつきによる被制御回路２００のスルーレートのアンバランスを解消することができる。

図３２は、実施の形態３の半導体集積回路の動作を示すタイミング図であり、Ｐチャネルトランジスタのオンする速さが標準よりも遅く、Ｎチャネルトランジスタのオンする速さが標準よりも速いときの図である。図３２に示すように、ノードＮ０１がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するとき、第２インバータ列（Ｐ）１２２において奇数番目のインバータ１２４のＮチャネルトランジスタは、標準の速さでオンする。それに伴って、第２インバータ列（Ｐ）１２２において偶数番目のインバータ１２５のＰチャネルトランジスタが標準よりも遅くオンする。従って、ノードＮ０２は、図７に比べて遅くロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移し、ノードＮ１２およびノードＮ１３はともにロー（Ｌ）となる。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｐ）１２２のインバータ１２４，１２５の数が調節されている。

一方、ノードＮ０１がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に遷移するとき、第２インバータ列（Ｎ）１２３において奇数番目のインバータ１２７のＰチャネルトランジスタは、標準の速さでオンする。それに伴って、第２インバータ列（Ｎ）１２３において偶数番目のインバータ１２８のＮチャネルトランジスタが標準よりも速くオンする。従って、ノードＮ０３は、図７に比べて速くロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移し、ノードＮ１２およびノードＮ１３はともにロー（Ｌ）となる。このような関係になるように、遅延差検出回路１１１の第１インバータ列１１においてインバータ１２の数が調節されている。また、第２インバータ列１２１において、第２インバータ列（Ｎ）１２３のインバータ１２７，１２８の数が調節されている。

ノードＮ０２がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときにノードＮ１２およびノードＮ１３がともにロー（Ｌ）である場合のノードＮ２１、ノードＮ２２およびノードＮ２３の状態については、図９に示す動作と同様である。従って、第１ＰＭＯＳトランジスタ５１、第２ＰＭＯＳトランジスタ５２および第３ＰＭＯＳトランジスタ５３が動作する。ノードＮ０３がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に遷移するときにノードＮ１２およびノードＮ１３がともにロー（Ｌ）である場合のノードＮ３１、ノードＮ３２およびノードＮ３３の状態については、図８に示す動作と同様である。従って、第３ＮＭＯＳトランジスタ５６が動作し、第１ＮＭＯＳトランジスタ５４および第２ＮＭＯＳトランジスタ５５は動作しない。それによって、被制御回路２００において、動作するＰＭＯＳトランジスタの数が増えるので、ＰＭＯＳトランジスタによる駆動能力が上がる。一方、動作するＮＭＯＳトランジスタの数が減ることによって、ＮＭＯＳトランジスタによる駆動能力が下がる。このようにして、例えばプロセス条件のばらつきによる被制御回路２００のスルーレートのアンバランスを解消することができる。

実施の形態３によれば、実施の形態２にと同様の効果が得られる。また、プロセス条件のばらつきなどによって、ＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとで特性が逆の方向に振れた場合でも、遅延差検出回路により遅延の程度を検出することができる。なお、第２インバータ列１２１のインバータ１２４，１２５，１２７，１２８の代わりに、ナンド回路やノア回路などの論理回路を用いてもよい。また、実施の形態３の遅延差検出回路１１１を、例えば図２３に示すように、第１インバータ列１１が３個以上の遅延素子３２１，３２２，３２３，３２４，３２５を備えた構成に適用することができる。また、実施の形態３の遅延差検出回路１１１を、例えば図２５に示すように、複数の被制御回路２０６，２０７，２０８，２０９を制御する構成に適用することができる。

上述した実施の形態１、２、３に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）第１信号に対して遅延を有し、互いに異なるタイミングで状態が遷移する複数の第２信号を生成する第１信号生成部と、前記第１信号に対して遅延を有する第３信号を生成する第２信号生成部と、前記第３信号の状態が遷移する場合の、前記複数の前記第２信号の状態に基づいて、信号の遅延状態を検出する検出部と、を備え、前記第１信号生成部と前記第２信号生成部とでは、動作状態の変化に対する遅延の変化量が異なることを特徴とする半導体集積回路。

（付記２）前記第１信号生成部は、前記第２信号生成部よりも、動作状態の変化に対する遅延の変化量が小さいことを特徴とする付記１に記載の半導体集積回路。

（付記３）前記第１信号生成部は、複数のインバータ部が直列に接続された第１インバータ列を備え、前記第１インバータ列の各インバータ部は、高電位側に接続された第１抵抗素子、低電位側に接続された第２抵抗素子、並びに前記第１信号の状態に応じて前記第１抵抗素子および前記第２抵抗素子のいずれか一方を前記第１信号生成部の回路から切り離すスイッチング素子を備えることを特徴とする付記２に記載の半導体集積回路。

（付記４）前記スイッチング素子は、トランジスタを含むスイッチング素子であり、前記第１抵抗素子および前記第２抵抗素子の各抵抗値は、前記スイッチング素子のトランジスタのオン抵抗の値よりも大きく、抵抗値のばらつきはトランジスタのオン抵抗のばらつきに比べて小さいことを特徴とする付記３に記載の半導体集積回路。

（付記５）前記第１抵抗素子および前記第２抵抗素子は、ポリシリコンでできていることを特徴とする付記４に記載の半導体集積回路。

（付記６）前記第２信号生成部は、複数のＣＭＯＳインバータ部が直列に接続された第２インバータ列を備えることを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の半導体集積回路。

（付記７）前記第１信号生成部は、複数のＣＭＯＳインバータ部が直列に接続された第１インバータ列を備え、前記第２信号生成部は、複数のＣＭＯＳインバータ部が直列に接続された第２インバータ列を備え、前記第１インバータ列のトランジスタおよび前記第２インバータ列のトランジスタは、ポリシリコンでできた配線を備え、前記第１インバータ列のトランジスタの配線幅は、前記第２インバータ列のトランジスタの配線幅よりも太いことを特徴とする付記２に記載の半導体集積回路。

（付記８）前記検出部は、前記第２信号生成部で生成された前記第３信号が第１の状態から第２の状態に遷移するときに、前記第１信号生成部で生成された複数の前記第２信号を出力する第１順序回路部を備えることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の半導体集積回路。

（付記９）前記検出部は、前記第２信号生成部で生成された前記第３信号が前記第２の状態から前記第１の状態に遷移するときに、前記第１信号生成部で生成された複数の前記第２信号を出力する第２順序回路部を備えることを特徴とする付記８に記載の半導体集積回路。

（付記１０）前記第２信号生成部は、Ｐチャネルトランジスタの遅延の変化量がＮチャネルトランジスタの遅延の変化量よりも大きいインバータ列を含む第１の回路部と、Ｎチャネルトランジスタの遅延の変化量がＰチャネルトランジスタの遅延の変化量よりも大きいインバータ列を含む第２の回路部と、を備え、前記第１順序回路部に前記第３信号として前記第１の回路部の出力信号を出力し、前記第２順序回路部に前記第３信号として前記第２の回路部の出力信号を出力することを特徴とする付記９に記載の半導体集積回路。

（付記１１）前記第１順序回路部および前記第２順序回路部からそれぞれ出力された信号に基づいて制御される被制御回路を備えることを特徴とする付記１０に記載の半導体集積回路。

（付記１２）前記被制御回路は、信号経路に接続された複数のＰチャネルトランジスタおよび前記信号経路に接続された複数のＮチャネルトランジスタを備え、前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて、オン状態となる前記Ｐチャネルトランジスタの数が制御され、前記第２順序回路部から出力された信号に基づいて、オン状態となる前記Ｎチャネルトランジスタの数が制御されることを特徴とする付記１１に記載の半導体集積回路。

（付記１３）入力信号を反転させた反転信号、前記第１順序回路部から出力された信号、および前記第２順序回路部から出力された信号に基づいて、前記入力信号の状態の遷移に対して半周期遅れて前記Ｐチャネルトランジスタおよび前記Ｎチャネルトランジスタのオン状態とオフ状態が切り替わることを特徴とする付記１２に記載の半導体集積回路。

（付記１４）前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて制御される被制御回路を備えることを特徴とする付記８に記載の半導体集積回路。

（付記１５）前記被制御回路は、一つ以上の遅延回路を備え、前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて、信号経路内の前記遅延回路の数が制御されることを特徴とする付記１４に記載の半導体集積回路。

（付記１６）前記被制御回路は、直列に接続された複数の第３抵抗素子、およびそれぞれの前記第３抵抗素子の両端を短絡可能な素子を備え、前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて、両端が短絡された前記第３抵抗素子の数が制御されることを特徴とする付記１４に記載の半導体集積回路。

（付記１７）前記被制御回路は、並列に接続された複数の電位発生回路を備え、前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて、動作する前記電位発生回路の数が制御されることを特徴とする付記１４に記載の半導体集積回路。

（付記１８）複数の前記被制御回路を備えることを特徴とする付記１１〜１７のいずれか一つに記載の半導体集積回路。

（付記１９）前記第１信号は、所定回数状態を遷移した後、固定されることを特徴とする付記１〜１８のいずれか一つに記載の半導体集積回路。

（付記２０）第１信号に対して第１の変化量で変化する動作状態に応じて、互いに異なるタイミングで状態が遷移する複数の第２信号を生成し、前記第１信号に対して第２の変化量で変化する動作状態に応じて、第３信号を生成し、前記第３信号の状態が遷移する場合の、前記複数の前記第２信号の状態に基づいて、信号の遅延状態を検出し、前記遅延状態に基づいて、前記信号を制御する回路を調整することを特徴とする信号調整方法。

Ｓ１ 第１信号
Ｓ２ 第２信号
Ｓ３ 第３信号
Ｓ４ 第４信号
１ 第１信号生成部
２ 第２信号生成部
３ 検出部
１１ 第１インバータ列
１２ インバータ部
１３ スイッチング素子
１４ 第１抵抗素子
１５ 第２抵抗素子
２１，１２１ 第２インバータ列
２３ ＣＭＯＳインバータ部
３２，３３，３３１〜３３３ 第１順序回路部
３４，３５，３３４〜３３６ 第２順序回路部
５１〜５３ Ｐチャネルトランジスタ
５４〜５６ Ｎチャネルトランジスタ
７７，７８ 遅延回路
８３〜８５，９１〜９３ 第３抵抗素子
８６，８７，９４，９５ 第３抵抗素子の両端を短絡可能な素子
１００〜１１１ 半導体集積回路
２００〜２０９ 被制御回路
３０３〜３０５ 電位発生回路

Claims (8)

1. 第１信号に対して遅延を有し、互いに異なるタイミングで状態が遷移する複数の第２信号を生成する第１信号生成部と、前記第１信号に対して遅延を有する第３信号を生成する第２信号生成部と、前記第３信号の状態が遷移する場合の、前記複数の前記第２信号の状態に基づいて、信号の遅延状態を検出する検出部と、を備え、
   前記第１信号生成部は、複数のインバータ部が直列に接続された第１インバータ列を備え、
   前記第１インバータ列の各インバータ部は、高電位側に接続された第１抵抗素子、低電位側に接続された第２抵抗素子、並びに前記第１信号の状態に応じて前記第１抵抗素子および前記第２抵抗素子のいずれか一方を前記第１信号生成部の回路から切り離すスイッチング素子を備え、
   前記第１信号生成部と前記第２信号生成部とでは、動作状態の変化に対する遅延の変化量が異なることを特徴とする半導体集積回路。
2. 前記第１信号生成部は、前記第２信号生成部よりも、動作状態の変化に対する遅延の変化量が小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
3. 前記スイッチング素子は、トランジスタを含むスイッチング素子であり、
   前記第１抵抗素子および前記第２抵抗素子の各抵抗値は、前記スイッチング素子のトランジスタのオン抵抗の値よりも大きく、抵抗値のばらつきはトランジスタのオン抵抗のばらつきに比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
4. 前記第２信号生成部は、複数のＣＭＯＳインバータ部が直列に接続された第２インバータ列を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体集積回路。
5. 前記検出部は、前記第２信号生成部で生成された前記第３信号が第１の状態から第２の状態に遷移するときに、前記第１信号生成部で生成された複数の前記第２信号を出力する第１順序回路部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体集積回路。
6. 前記検出部は、前記第２信号生成部で生成された前記第３信号が前記第２の状態から前記第１の状態に遷移するときに、前記第１信号生成部で生成された複数の前記第２信号を出力する第２順序回路部を備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
7. 前記第１順序回路部および前記第２順序回路部からそれぞれ出力された信号に基づいて制御される被制御回路を備えることを特徴とする請求項６に記載の半導体集積回路。
8. 前記被制御回路は、信号経路に接続された複数のＰチャネルトランジスタおよび前記信号経路に接続された複数のＮチャネルトランジスタを備え、
   前記第１順序回路部から出力された信号に基づいて、オン状態となる前記Ｐチャネルトランジスタの数が制御され、前記第２順序回路部から出力された信号に基づいて、オン状態となる前記Ｎチャネルトランジスタの数が制御されることを特徴とする請求項７に記載の半導体集積回路。

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