JPH01140808A - 伝達ゲートスイッチング回路 - Google Patents

伝達ゲートスイッチング回路

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JPH01140808A
JPH01140808A JP29910487A JP29910487A JPH01140808A JP H01140808 A JPH01140808 A JP H01140808A JP 29910487 A JP29910487 A JP 29910487A JP 29910487 A JP29910487 A JP 29910487A JP H01140808 A JPH01140808 A JP H01140808A
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JP
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potential
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transistor
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back gate
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Yoshiaki Daimon
義明 大門
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は伝達ゲートスイッチング回路に関し、特にNチ
ャネルMoSトランジスタおよびPチャネルMOSトラ
ンジスタを対にして実現する伝達ゲートスイッチング回
路に関する。
〔従来の技術〕
従来の伝達ゲートスイッチング回路は、NチャネルMO
SトランジスタおよびPチャネルMOSトランジスタを
対にしてゲートを構成し、このトランジスタのバックゲ
ートに各種の回路で電位を供給することによりゲートの
導通、非導通を制御している。
例えば一つはゲートトランジスタのバックゲート電位が
電源ラインから供給されている回路であり、他の一つは
バックゲート電位を電源ラインとドレイン(あるいはソ
ース)電位とに切り換えて供給する回路である。
第2図は上述した前者の例を説明するための従来の伝達
ゲートスイッチング回路図である。
第2図に示すように、この伝達ゲートスイッチング回路
はNチャネルMoSトランジスタ1とPチャネルMOS
トランジスタ2からなる一対のゲート回路において、入
力端子15を前記トランジスタ1,2のドレインあるい
はソースに接続し且つ出力端子16をソースあるいはド
レインに接続し、一方NチャネルMO3)−ランジスタ
1のバックゲート電位として第一の電源端子(−3V 
)17から、PチャネルMO3)ランジスタ2のバック
ゲート電位として第二の電源端子(OV)14からそれ
ぞれ供給する。また、NチャネルMOSトランジスタ1
のゲートにはゲート制御端子19から直接、Pチャネル
MOSトランジスタ2のゲートにはゲート制御端子1つ
からインバータ18を介して導通、非導通の制御電圧を
供給する。この回路においては、入力端子15と第一の
電源端子(−3V)17との電位差がバックゲート効果
によりNチャネルMO3)ランジスタ1のしきい値電圧
(VT)を上昇させるという働きをしている。
第3図は従来の他の例を説明するための後者の伝達ゲー
トスイッチング回路図である。
第3図に示すように、この伝達ゲートスイッチング回路
は第一の電源端子(−3V)17を直接NチャネルMO
3)−ランジスタ1のバックゲート電位として供給する
のではなく、その間にNチャネルMO3)ランジスタ2
0を接続し、そのゲートをゲート制御端子1つからイン
バータ18を介して反転した電圧により制御するように
した点、および入力端子15と前記NチャネルMO9)
ランジスタ20との間に一対のPチャネル゛MO3)ラ
ンジスタ21とNチャネルMO3)ランジスタ22とか
らなるバックゲート制御スイッチを接続した点とが第2
図に示した例と異なるだけで他は同じである。すなわち
、これらMOSトランジスタ20,21.22によりバ
ックゲート電位を電源ラインとドレイン(あるいはソー
ス)電位とに切り換えている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、バックゲートの電位が電源で固定され
たような前者の伝達ゲートスイッチング回路は、低電圧
状態におけるバックゲート電位の影響により、通常より
も大きくなったMO3)ランジスタのしきい値電圧に対
しゲート・ソース間電圧が小さくなるなめ、スイッチン
グ動作をしにくいという欠点がある。
また、バックゲートの電位が電源とドレインあるいはソ
ースに切り変わるような後者の伝達ゲートスイッチング
回路は、低電圧で動作することについては問題がないが
、バックゲートの電位がドレインの電位と等しくなった
とき、N型チャネルのMO3)ランジスタではドレイン
の電位がソースの電位よりも大きくなると、基板とドレ
インとの間に電流が流れるという現象、いわゆるバイポ
ーラアクションが発生し、またP型チャネルのMOS 
1−ランジスタの場合も同様の結線状態および電位状態
であればバイポーラアクションにより同様の現象が発生
し、共にスイッチング回路のオン抵抗に大きな影響を与
えるという欠点がある。
本発明の目的は、従来のかかる低電圧動作を可能にする
とともに、基板とドレインもしくはソース間に電流を流
さないようにする伝達ゲートスイッチング回路を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の伝達ゲートスイッチング回路は、MO3LSI
を用いて構成した伝達ゲートスイッチング回路において
、それぞれバックゲートを有する一対のMOS)ランジ
スタからなり入出力信号をスイッチングするゲート手段
と、前記MO8)−ランジスタのソースとドレインの電
位を比較する比較回路と、入力端子と前記MOSトラン
ジスタの一方のバックゲート間に接続した第一のスイッ
チと、出力端子と前記一方のバックゲート間に接続した
第二のスイッチと、しきい値電圧を大きくするために前
記一方のバックゲートと第一の電源端子間へ接続する第
三のスイッチと、前記比較回路の出力とゲート制御端子
からの信号との論理をとり前記第一、第二のスイッチを
制御する論理回路と、前記ゲート手段、第一および第二
のスイッチ、比較回路に接続され、その動作を制御する
電圧を供給する第二の電源端子とを有し、前記ゲート手
段を導通させるときは、前記一対のMOSトランジスタ
の一方のトランジスタのソースとドレインとの電位を比
較し、しきい値電圧の値を変えられる方のトランジスタ
がNチャネルトランジスタであれば電位の高い方を、P
チャネルトランジスタであれば電位の低い方を前記比較
回路出力によりバックゲート電位として供給し、一方前
記ゲート手段を非導通とするときは、前記第一の電源端
子からバックゲート電位を供給するように構成される。
要するに、本発明の伝達ゲートスイッチング回路は、ゲ
ートを構成するN型チャネルトランジスタまたはP型チ
ャネルトランジスタを導通させるとき(伝達するとき)
、ソース電位とドレイン電位をコンパレータで比較し、
その出力電位の低い方または高い方を前記トランジスタ
のバックゲート電位として供給すればよく、また前記ト
ランジスタを非導通とするとき(伝達しないとき)、バ
ックゲート電位に負側電源(第一の電源)を供給すれば
よい。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の一実施例を説明するための伝達ゲート
スイッチング回路図である。
第1図に示すように、かかる伝達ゲートスイッチング回
路は入力端子15と出力端子16間における信号をスイ
ッチングするためのそれぞれバックゲートを有する一対
のゲート回路用NMOSトランジスタ1およびPMOS
トランジスタ2と、前記NMO8)ランジスタ1のソー
スとドレインの電位を比較する比較回路(コバレータ)
3と、入力端子15と前記MOSトランジスタ1のバッ
クゲート間に接続した第一のスイッチ用NMOSトラン
ジスタ4およびPMOSトランジスタ5と、出力端子1
6と前記一方のバックゲート間に接続した第二のスイッ
チ用NMOSトランジスタ7およびPMOSトランジス
タ8と、しきい値電圧を大きくするために前記一方のバ
ックゲートと第一の電源端子VSS (−3V)17間
へ接続した第三のスイッチ用NMOSトランジスタ6と
、前記コバレータ3の出力とゲート制御端子1つからの
信号との論理をとり前記第一、第二のスイッチを制御す
るインバータ9.NOR回路12゜13からなる論理回
路と、前記ゲート回路、第一および第二のスイッチ、コ
ンパレータ3に接続され、その動作を制御するための電
圧を供給する第二の電源端子VDD (OV)14とを
有する。
尚、10.11および18は入力・制御信号の反転電圧
を作成するためのインバータである。
次に、この回路動作について説明する。
まず、ゲート制御端子1つからのスイッチ制御信号によ
り入力端子15と出力端子16間を接続する場合、コン
パレータ3により出力電位と入力電位を比較する。上記
の比較により入力側の電位が低い場合は、コンパレータ
3およびN0R13の出力側は共にVDD、トランジス
タ4,5は導通状態、トランジスタ7.8は遮断(非導
通)状態になるので、トランジスタ1のバックゲート電
位は入力側電位になる。また逆に、比較の結果、出力側
の電位が低い場合は、コンパレータ3の出力はVSS、
N0RI 2の出力はVDD、トランジスタ7.8は導
通状態、トランジスタ4.5は非導通状態になるので、
トランジスタ1のバックゲート電位は出力側電位になる
。すなわち、基板からソースあるいはドレインに電流が
流れるというバイポーラアクションが少なくなる。
一方、ゲート制御端子19からのスイッチ制御信号によ
り入力端子15と出力端子16間を接続しない場合、ト
ランジスタ1のバックゲート電位はVSSになるので、
このトランジスタ1は遮断しやすい状態になる。すなわ
ち、低電圧動作がしやすくなる。
以上、本実施例について説明したが、実施例におけるN
チャネルMOSトランジスタをPチャネルMOSトラン
ジスタに置きかえても、同様の結果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の伝達ゲートスイッチング
回路は伝達ゲートを構成する一対のMOSトランジスタ
の一方のトランジスタのバックゲートを複数のスイッチ
を介してその一方のトランジスタのソースまたはドレイ
ンに接続することにより、低電圧駆動を行えるという効
果がある。
また、本発明の伝達ゲートスイッチング回路は前記一対
のMOSトランジスタのソース電位とドレイン電位とを
コンパレータにより比較することにより、前記一対のM
OS)ランジスタのソースまたはドレインから基板へ電
流が流れてしまうという現象、いわゆるバイポーラアク
ション、を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するための伝達ゲート
スイッチング回路図、第2図は従来の一例を説明するた
めの伝達ゲートスイッチング回路図、第3図は従来の他
の例を説明するための伝達ゲートスイッチング回路図で
ある。 1.2・・・ゲート手段用MOSトランジスタ、3・・
・比較回路、4.5・・・第一のスイッチ用MOSトラ
ンジスタ、6・・・第三のスイッチ用MOSトランジス
タ、7.8・・・第二のスイッチ用MOSトランジスタ
、9,12.13・・・論理回路素子、10.11.1
8・・・インバータ、14・・・第二の電源端子(VD
D)、15・・・入力端子、16・・・出力端子、17
・・・第一の電源端子(VSS)、19・・・ゲート制
御端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. MOSLSIを用いて構成した伝達ゲートスイッチング
    回路において、それぞれバックゲートを有する一対のM
    OSトランジスタからなり入出力信号をスイッチングす
    るゲート手段と、前記MOSトランジスタのソースとド
    レインの電位を比較する比較回路と、入力端子と前記M
    OSトランジスタの一方のバックゲート間に接続した第
    一のスイッチと、出力端子と前記一方のバックゲート間
    に接続した第二のスイッチと、しきい値電圧を大きくす
    るために前記一方のバックゲートと第一の電源端子間へ
    接続する第三のスイッチと、前記比較回路の出力とゲー
    ト制御端子からの信号との論理をとり前記第一、第二の
    スイッチを制御する論理回路と、前記ゲート手段、第一
    および第二のスイッチ、比較回路に接続され、その動作
    を制御する電圧を供給する第二の電源端子とを有し、前
    記ゲート手段を導通させるときは、前記一対のMOSト
    ランジスタの一方のトランジスタのソースとドレインと
    の電位を比較し、しきい値電圧の値を変えられる方のト
    ランジスタがNチャネルトランジスタであれば電位の高
    い方を、Pチャネルトランジスタであれば電位の低い方
    を前記比較回路出力によりバックゲート電位として供給
    し、一方前記ゲート手段を非導通とするときは、前記第
    一の電源端子からバックゲート電位を供給することを特
    徴とする伝達ゲートスイッチング回路。
JP29910487A 1987-11-26 1987-11-26 伝達ゲートスイッチング回路 Granted JPH01140808A (ja)

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JPH0543211B2 JPH0543211B2 (ja) 1993-07-01

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1248299A2 (en) * 2001-04-05 2002-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated gate bipolar transistor and method of making the same
JP2008028916A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 四端子二重絶縁ゲート電界トランジスタによるmos回路

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