JP5809100B2 - コンパレータ - Google Patents
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Description
本発明のチョッパ型のコンパレータの一態様について説明する。
図1(A)は、本発明のチョッパ型のコンパレータの回路図の一態様である。図1(A)において、チョッパ型のコンパレータ1000は、スイッチ1624、スイッチ1625、スイッチ1626と、インバータ1621、容量素子1622を有する。スイッチ1624はインバータ1621と並列に電気的に接続される。インバータ1621の出力端子は、チョッパ型のコンパレータ1000の出力端子(図中、OUTと表記)と電気的に接続されている。インバータ1621の入力端子は、容量素子1622の一対の電極のうちの一方と電気的に接続されている。ここで、インバータ1621の入力端子、または容量素子1622の一対の電極のうちの一方をノードM(図中、Mと表記)とする。容量素子1622の一対の電極のうちの他方は、スイッチ1626を介して、チョッパ型のコンパレータ1000の入力端子(図中、INと表記)と電気的に接続され、且つスイッチ1625を介して、参照電位が与えられる端子VRと電気的に接続される。
図1(A)に示したチョッパ型のコンパレータ1000の駆動方法について説明する。スイッチ1626をオフ状態とし、スイッチ1625をオン状態とし、且つスイッチ1624をオン状態として、端子VRに参照電位Vrefを入力する。こうして、ノードMの電位をインバータ1621のしきい値電圧(以下、Vthiともいう)に設定する。ここで、インバータ1621のしきい値電圧とは、インバータ1621の入力電位と出力電位が等しくなる際の入力電位(または出力電位)に相当する。ノードMの電位をVthiに設定することを、初期化ともいう。なお、初期化の動作は、容量素子1622の一対の電極間に所定の電圧(以下、基準電圧Vcともいう)を保持させる動作ということもできる。ここで、基準電圧Vcは参照電位Vrefからしきい値電圧Vthiを引いた値となる。
図1(A)に示したコンパレータ1000のより具体的な構成の一例について説明する。図1(B)は、図1(A)に示したコンパレータ1000の構成を示した断面図である。図1(B)では、スイッチ1624を構成するトランジスタ11と、インバータ1621を構成するトランジスタ133を代表で示す。
本発明のチョッパ型のコンパレータの別の一態様について説明する。図2(A)は、本発明のチョッパ型のコンパレータの回路図の一態様である。
図2(A)に示したコンパレータ1000のより具体的な構成の一例について説明する。図2(B)は、図2(A)に示したコンパレータ1000の構成を示した断面図である。図2(B)では、スイッチ1624を構成するトランジスタ11a及びトランジスタ11bと、インバータ1621を構成するトランジスタ133を代表で示す。トランジスタ11a及びトランジスタ11bはそれぞれ、図1(B)に示したトランジスタ11と同様の構成とすることができる。なお、図1(B)と同じ部分は説明を省略する。トランジスタ11b上には、絶縁膜724bが形成され、絶縁膜724b上には配線726bが形成され、配線726b上には絶縁膜727bが形成されている。
本発明のチョッパ型のコンパレータの別の一態様について説明する。図3(A)は、本発明のチョッパ型のコンパレータの回路図の一態様である。
図3(A)に示したコンパレータ1000のより具体的な構成の一例について説明する。図3(B)は、図3(A)に示したコンパレータ1000の構成を示した断面図である。図3(B)では、スイッチ1624を構成するトランジスタ11a、トランジスタ11b、トランジスタ11c及びトランジスタ11dと、インバータ1621を構成するトランジスタ133を代表で示す。トランジスタ11a、トランジスタ11b、トランジスタ11c及びトランジスタ11dはそれぞれ、図1(B)に示したトランジスタ11と同様の構成とすることができる。なお、図2(B)と同じ部分は説明を省略する。ここで、トランジスタ11aとトランジスタ11cとにおいて、高濃度領域908acを共有している。また、トランジスタ11a及びトランジスタ11cにおいて、導電層720acを共有している。この構成によって、トランジスタ11a及びトランジスタ11cの占める面積をより小さくすることができる。トランジスタ11bとトランジスタ11dとにおいて、高濃度領域908bdを共有している。また、トランジスタ11b及びトランジスタ11dにおいて、導電層720bdを共有している。この構成によって、トランジスタ11b及びトランジスタ11dの占める面積をより小さくすることができる。
コンパレータの作製方法について説明する。本実施の形態では、図1(A)に示したコンパレータ1000のうち、チャネルが酸化物半導体層に形成されるトランジスタ11、容量素子1622、及びインバータ1621を構成するトランジスタ133を例に挙げて、コンパレータ1000の作製方法について説明する。インバータ1621を相補型トランジスタによって構成する場合には、トランジスタ133と極性が異なる別のトランジスタを設けることになる。ここで、トランジスタ133は、チャネルがシリコン層に形成されるトランジスタである場合を例に挙げる。
本実施の形態では、酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタの電界効果移動度について説明する。
11a トランジスタ
11b トランジスタ
11c トランジスタ
11d トランジスタ
133 トランジスタ
421 RF回路
422 アナログベースバンド回路
423 デジタルベースバンド回路
424 バッテリー
425 電源回路
426 アプリケーションプロセッサ
427 CPU
428 DSP
429 インターフェース
430 フラッシュメモリ
431 ディスプレイコントローラ
432 メモリ回路
433 ディスプレイ
434 表示部
435 ソースドライバ
436 ゲートドライバ
437 音声回路
438 キーボード
439 タッチセンサ
451 バッテリー
452 電源回路
453 マイクロプロセッサ
454 フラッシュメモリ
455 音声回路
456 キーボード
457 メモリ回路
458 タッチパネル
459 ディスプレイ
460 ディスプレイコントローラ
461 CPU
462 DSP
463 インターフェース
700 基板
701 絶縁膜
702 半導体膜
703 絶縁膜
704 半導体層
707 ゲート電極
709 不純物領域
710 チャネル形成領域
712 絶縁膜
713 絶縁膜
716 酸化物半導体層
717 絶縁膜
718 絶縁層
719 導電層
720 導電層
721 絶縁膜
722 ゲート電極
724 絶縁膜
726 配線
727 絶縁膜
908 高濃度領域
909 領域
1000 コンパレータ
1621 インバータ
1622 容量素子
1624 スイッチ
1625 スイッチ
1626 スイッチ
2621 インバータ
2622 容量素子
2624 スイッチ
2625 スイッチ
2626 スイッチ
721a 絶縁物
721b 絶縁物
724b 絶縁膜
726b 配線
727b 絶縁膜
7301 導電層
7302 絶縁膜
7303 導電膜
720ac 導電層
720bd 導電層
908ac 高濃度領域
908bd 高濃度領域
Claims (1)
- インバータと、容量素子と、第1のスイッチと、第2のスイッチと、第3のスイッチとを有し、
前記インバータの入力端子と出力端子とは、前記第1のスイッチを介して電気的に接続され、
前記インバータの入力端子は、前記容量素子の一対の電極のうちの一方と電気的に接続され、
前記容量素子の一対の電極のうちの他方は、前記第2のスイッチを介して参照電位が与えられ、
入力された信号電位は前記第3のスイッチを介して前記容量素子の一対の電極のうちの他方に与えられ、
前記インバータの出力端子から出力される電位を出力信号とし、
前記第1のスイッチは、チャネルが第1の酸化物半導体層に形成される第1のトランジスタと、チャネルが第2の酸化物半導体層に形成される第2のトランジスタと、を用いて構成され、
前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方とは電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方と前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方とは電気的に接続され、
前記インバータ、前記第2のスイッチ、及び前記第3のスイッチのうち少なくとも1つは、チャネルがシリコン層またはシリコン基板に形成される第3のトランジスタを用いて構成され、
前記第3のトランジスタのゲートの上方に、第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層の上方に、前記第1のトランジスタを有し、
前記第1のトランジスタのゲートの上方に、第2の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層の上方に、前記第2のトランジスタを有し、
前記第2のトランジスタのゲートの上方に、第3の絶縁層を有し、
前記第3の絶縁層の上方に、前記容量素子を有することを特徴とするコンパレータ。
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