JPH01161513A - 中間電位発生回路 - Google Patents
中間電位発生回路Info
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- JPH01161513A JPH01161513A JP62320423A JP32042387A JPH01161513A JP H01161513 A JPH01161513 A JP H01161513A JP 62320423 A JP62320423 A JP 62320423A JP 32042387 A JP32042387 A JP 32042387A JP H01161513 A JPH01161513 A JP H01161513A
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- 101100464779 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CNA1 gene Proteins 0.000 abstract description 8
- 101100464782 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) CMP2 gene Proteins 0.000 abstract description 6
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- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract 1
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic 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
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/461—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using an operational amplifier as final control device
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- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/24—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置チップ例えばLSIチップ内で2
種類の電源電圧V。CとVssの中間の電位を発生する
回路に係り、特に低消費電力で、しかも大電流駆動能力
を必要とする中間電位発生回路に関するものである。
種類の電源電圧V。CとVssの中間の電位を発生する
回路に係り、特に低消費電力で、しかも大電流駆動能力
を必要とする中間電位発生回路に関するものである。
(従来の技術)
従来、LSIチップ内で発生する中間電位発生回路は第
8図(a)、(b)、(c)に示すものであった。第8
因は(a )は2つの電源電圧VccとVssの間を抵
抗R1とR2で分割して所望の中間電位VMを発生する
もの、第8図(b )はダイオードD1〜D3を直列接
続したものと抵抗R3とを抵抗分割して中間電位VMを
発生するもの、第8図(0)は高い電流駆動能力と低消
費電力性を兼ね備えた中間電位発生回路で、発生された
中間電位VMがある電圧幅Δ■内で所望の電位を保たれ
ていれば、大きいトランジスタM1゜M2は共にオフし
ているが、この幅Δ■より外へ出ると、下ったときはト
ランジスタM1が、上ったときはトランジスタM2がそ
れぞれオンし、大きい電流を流し再び許容幅Δ■内に中
間電位■2を引き戻すように設計されている。もう少し
詳しく説明すると、次のようになる。ノードN2はノー
ドN1よりもNチャネルMOSトランジスタM3の閾値
電圧VT N sだけ高い電位に保たれる。
8図(a)、(b)、(c)に示すものであった。第8
因は(a )は2つの電源電圧VccとVssの間を抵
抗R1とR2で分割して所望の中間電位VMを発生する
もの、第8図(b )はダイオードD1〜D3を直列接
続したものと抵抗R3とを抵抗分割して中間電位VMを
発生するもの、第8図(0)は高い電流駆動能力と低消
費電力性を兼ね備えた中間電位発生回路で、発生された
中間電位VMがある電圧幅Δ■内で所望の電位を保たれ
ていれば、大きいトランジスタM1゜M2は共にオフし
ているが、この幅Δ■より外へ出ると、下ったときはト
ランジスタM1が、上ったときはトランジスタM2がそ
れぞれオンし、大きい電流を流し再び許容幅Δ■内に中
間電位■2を引き戻すように設計されている。もう少し
詳しく説明すると、次のようになる。ノードN2はノー
ドN1よりもNチャネルMOSトランジスタM3の閾値
電圧VT N sだけ高い電位に保たれる。
VN 2−VN 1 +VT N 3 °°0■ノー
ドN3はノードN1よりPチャネルMOSトランジスタ
M4の閾値電圧−V丁ρ4の絶対値VTρ4だけ低い電
位に保たれる。
ドN3はノードN1よりPチャネルMOSトランジスタ
M4の閾値電圧−V丁ρ4の絶対値VTρ4だけ低い電
位に保たれる。
VN 3−VN 1−VT N 4 −■一方、中間電
位■2がノードN2の電位よりもNチャネルMOSトラ
ンジスタM1の閾値電圧VT N を以上低い時にトラ
ンジスタM1はオンする。同様に中間電位vMがノード
N3の電位よりPチャネルMOSトランジスタM2の閾
値電圧−VTρ2の絶対値VTρ2以上高い時にトラン
ジスタM2はオンする。つまりトランジスタM1がオン
する条件は VM <VN 2−VT N 1 =・■(M1オン
の条件) M2がオンする条件は VM’ < VN s + VT P 2 −■(M2
オンの条件) ■式を0式へ代入し、■式を0式へ代入するとVM<V
NI−(VTNI VTNI >・・・■(M1オン
の条件) VM >VN t + (VT P 2−VTρ4)・
・・■(M2オンの条件) ところで VTNI −VTNI >Q ・・・■VT P
2−VT P 4 >Q m。
位■2がノードN2の電位よりもNチャネルMOSトラ
ンジスタM1の閾値電圧VT N を以上低い時にトラ
ンジスタM1はオンする。同様に中間電位vMがノード
N3の電位よりPチャネルMOSトランジスタM2の閾
値電圧−VTρ2の絶対値VTρ2以上高い時にトラン
ジスタM2はオンする。つまりトランジスタM1がオン
する条件は VM <VN 2−VT N 1 =・■(M1オン
の条件) M2がオンする条件は VM’ < VN s + VT P 2 −■(M2
オンの条件) ■式を0式へ代入し、■式を0式へ代入するとVM<V
NI−(VTNI VTNI >・・・■(M1オン
の条件) VM >VN t + (VT P 2−VTρ4)・
・・■(M2オンの条件) ところで VTNI −VTNI >Q ・・・■VT P
2−VT P 4 >Q m。
となるよう設計されていて(たとえば、トランジスタM
3.M4はチャネル長をトラン・ジスタM1゜M2より
も短くしてショートチャネル効果で閾値の絶対値を低く
している。第8図(C)ではPチャネルMOSトランジ
スタM4に対してはつIル電位を常にソース電位と等し
てしく基板バイアス効果をなくし、閾値の絶対値を小さ
くしている。)■弐〇式は同時には成立しないようにな
っている。
3.M4はチャネル長をトラン・ジスタM1゜M2より
も短くしてショートチャネル効果で閾値の絶対値を低く
している。第8図(C)ではPチャネルMOSトランジ
スタM4に対してはつIル電位を常にソース電位と等し
てしく基板バイアス効果をなくし、閾値の絶対値を小さ
くしている。)■弐〇式は同時には成立しないようにな
っている。
このように、トランジスタM1.M2の貫通パスはあり
得ないのでトランジスタM1とM2のトランジスタ幅W
1とW2を大きくして充分な電流駆動能力をつけるよう
にしている。つまり中間電位■2が VNI (VTNI VTN3 )<VM<VN
1+ (VT P 2−VT P 4 )・・・■の
間は中間電位■Mはハイ・インピーダンスだが、この範
囲からはずれると、低い方へはずれればトランジスタM
1がオンし、高い方へはずれればトランジスタM2がオ
ンして再びこの設定幅内へ引き戻される。トランジスタ
幅Wl 、W2は充分大きくとれるのだから引き戻る時
定歌も小さく抑えられる。
得ないのでトランジスタM1とM2のトランジスタ幅W
1とW2を大きくして充分な電流駆動能力をつけるよう
にしている。つまり中間電位■2が VNI (VTNI VTN3 )<VM<VN
1+ (VT P 2−VT P 4 )・・・■の
間は中間電位■Mはハイ・インピーダンスだが、この範
囲からはずれると、低い方へはずれればトランジスタM
1がオンし、高い方へはずれればトランジスタM2がオ
ンして再びこの設定幅内へ引き戻される。トランジスタ
幅Wl 、W2は充分大きくとれるのだから引き戻る時
定歌も小さく抑えられる。
(発明が解決しようとする問題点)
前項で述べた従来技術の問題点を順番に記す。
第8図(a )のタイプの中間電位発生回路は簡単に構
成できるのは良いが、中間電位の高電流駆動能力と低消
費電流化が同時に達成することが不可能である。たとえ
ば、中間電位■。のノードに非常に大きい容量がついて
いる場合、■2の電位が抵抗R1とR2の抵抗分割で決
る設定値から何らかの理由でずれたとき、充分す速く設
定値へ復帰させてやるには高電流駆動能力が要求され、
抵抗R1とR2の値は充分小さくなくてはならない。
成できるのは良いが、中間電位の高電流駆動能力と低消
費電流化が同時に達成することが不可能である。たとえ
ば、中間電位■。のノードに非常に大きい容量がついて
いる場合、■2の電位が抵抗R1とR2の抵抗分割で決
る設定値から何らかの理由でずれたとき、充分す速く設
定値へ復帰させてやるには高電流駆動能力が要求され、
抵抗R1とR2の値は充分小さくなくてはならない。
しかし、このことは正にこの中間電位発生回路において
電源電圧Vccと■り5B簡に流れる貫通電流が増大す
ることを意味し、低消費電力を要求されているLSIに
対しては相性が悪い。全く同様の欠点を第8図(b )
のタイプの中間電位発生回路も持っている。この欠点を
克服すべ〈発明されたのが第8図(C)の中間電位発生
回路である。
電源電圧Vccと■り5B簡に流れる貫通電流が増大す
ることを意味し、低消費電力を要求されているLSIに
対しては相性が悪い。全く同様の欠点を第8図(b )
のタイプの中間電位発生回路も持っている。この欠点を
克服すべ〈発明されたのが第8図(C)の中間電位発生
回路である。
前項で説明したごとく、このタイプの中間電位発生回路
は低消費電流化と高置81駆動能力を兼ね備えた理想的
なものに近いが、以下に示す欠点をもっている。
は低消費電流化と高置81駆動能力を兼ね備えた理想的
なものに近いが、以下に示す欠点をもっている。
第9図にこの第8図(C)の中間゛電位発生回路のDC
特性を示す。この図に示されているようにハイ・インピ
ーダンス領域からトランジスタM1オン領域又はトラン
ジスタM2オン領域に入ってもトランジスタMl、M2
は飽和領域で動作しているので中間電位■。がハイ・イ
ンピーダンス領域かられずかに外へ出た状態では電流駆
動能力は充分ではなく、かなり小さいものである。せっ
かく貫通電流がなくせてMl、M2のトランジスタを大
きくすることができたのに、これらを有効に活用してな
いと言える。従って速い応答性が要求される中間電位発
生回路において、第8図(0’)のタイプの中間電位発
生回路では、まだ不充分と言える。
特性を示す。この図に示されているようにハイ・インピ
ーダンス領域からトランジスタM1オン領域又はトラン
ジスタM2オン領域に入ってもトランジスタMl、M2
は飽和領域で動作しているので中間電位■。がハイ・イ
ンピーダンス領域かられずかに外へ出た状態では電流駆
動能力は充分ではなく、かなり小さいものである。せっ
かく貫通電流がなくせてMl、M2のトランジスタを大
きくすることができたのに、これらを有効に活用してな
いと言える。従って速い応答性が要求される中間電位発
生回路において、第8図(0’)のタイプの中間電位発
生回路では、まだ不充分と言える。
本発明は、従来技術の問題点を解決する為に低消費電力
で従来技術のものよりも更に電流駆動力が高い中間電位
発生回路を提供することを目的とする。
で従来技術のものよりも更に電流駆動力が高い中間電位
発生回路を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は上記目
的を達成するために、半導体装置チップ外部、より供給
される2種類の電源電圧VccとVssとの中間の電位
を半導体装置チップ内で発生する中間電位発生回路にお
いて、211Iの差動増幅器をもち、それぞれの非反転
入力側、もしくは反転入力側のいずれかに中間電位出力
端を接続し、それぞれの他方の入力側には中間電位の設
定値よりわずかに高い電位もしくはわずかに低い電位を
与え、わずかに低い電位を入力した差動増幅器の出力端
は電源電圧Vccと中間電位出力端とを非制御電極(ド
レイン/ソース)に接続したトランジスタの制御電極(
ゲート)に接続し、わずかに高い電位を入力した差動増
幅器の出力端は中間電位出力端と電源電圧Vssとを非
制¥IJN極(ドレイン/ソース)に接続したトランジ
スタの制御電極(ゲート)に接続するようにしたことを
特徴とするもので、差動増幅器の出力端が接続された中
間電位駆動用トランジスタを三極管動作させて、中間電
位駆動用トランジスタの大きなチャネル幅を有効に電流
能力につなげるよう工夫した。つまり、中間電位vMの
電位をモニターしていて、許容範囲外に出たら、中間電
位駆動用トランジスタのゲートを電源電圧Vss又はV
ccでフル振幅させてトランジスタの電流能力を高める
ものである。
的を達成するために、半導体装置チップ外部、より供給
される2種類の電源電圧VccとVssとの中間の電位
を半導体装置チップ内で発生する中間電位発生回路にお
いて、211Iの差動増幅器をもち、それぞれの非反転
入力側、もしくは反転入力側のいずれかに中間電位出力
端を接続し、それぞれの他方の入力側には中間電位の設
定値よりわずかに高い電位もしくはわずかに低い電位を
与え、わずかに低い電位を入力した差動増幅器の出力端
は電源電圧Vccと中間電位出力端とを非制御電極(ド
レイン/ソース)に接続したトランジスタの制御電極(
ゲート)に接続し、わずかに高い電位を入力した差動増
幅器の出力端は中間電位出力端と電源電圧Vssとを非
制¥IJN極(ドレイン/ソース)に接続したトランジ
スタの制御電極(ゲート)に接続するようにしたことを
特徴とするもので、差動増幅器の出力端が接続された中
間電位駆動用トランジスタを三極管動作させて、中間電
位駆動用トランジスタの大きなチャネル幅を有効に電流
能力につなげるよう工夫した。つまり、中間電位vMの
電位をモニターしていて、許容範囲外に出たら、中間電
位駆動用トランジスタのゲートを電源電圧Vss又はV
ccでフル振幅させてトランジスタの電流能力を高める
ものである。
(実施例)
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す。即ち、第1のN
チャネルMO8トランジスタM5のゲートとドレインが
共通ノードN5になり第2のNチャネルMOSトランジ
スタM7のゲートに入力している。同様に第1のPチャ
ネルMOSトランジスタM6のゲートとドレインが共通
ノードN6になり第2のPチャネルMOSトランジスタ
M8のゲートに入力している。第1のNチャネルMOS
トランジスタM5のソースと第1のPチャネルMOSト
ランジスタM6のソースは共通ノードN4になっていて
、第1のNチャネルMOSトランジスタM5のドレイン
と電源電圧V。Cの間には抵抗素子R6あるいは等価的
に抵抗素子とみなすことができるMOSトランジスタが
挿入されている。
チャネルMO8トランジスタM5のゲートとドレインが
共通ノードN5になり第2のNチャネルMOSトランジ
スタM7のゲートに入力している。同様に第1のPチャ
ネルMOSトランジスタM6のゲートとドレインが共通
ノードN6になり第2のPチャネルMOSトランジスタ
M8のゲートに入力している。第1のNチャネルMOS
トランジスタM5のソースと第1のPチャネルMOSト
ランジスタM6のソースは共通ノードN4になっていて
、第1のNチャネルMOSトランジスタM5のドレイン
と電源電圧V。Cの間には抵抗素子R6あるいは等価的
に抵抗素子とみなすことができるMOSトランジスタが
挿入されている。
同様に第1のPチャネルMOSトランジスタM6のドレ
イン電源電圧Vssの間には抵抗素子R7あるいは等価
的に抵抗素子とみなすことができるMOSトランジスタ
が挿入されている。第2のNチャネルMO8トランジス
タM7のドレインは電源電圧Vccであり、そのソース
とNWA電圧Vssの間には抵抗素子R8あるいは等価
的に抵抗素子とみなせるMOSトランジスタが挿入され
、同様に第2のPチャネルMOSトランジスタM8のド
レインは電源電圧Vssであり、そのソースと電源Vc
cの間には抵抗素子R9あるいは等価的に抵抗素子とみ
なせるMOSトランジスタが挿入されている。更に第1
のNチャネルMOSトランジスタM5の閾値電位は第2
のNチャネルMOSトランジスタM7の同値電位よりも
小さく、第1のPチャネルMOSトランジスタM6の閾
値電位の絶対値は第2のPチャネルMOSトランジスタ
M8のill電位の絶対値よりも小さい。このような構
成における第2のNチャネルMOSトランジスタM7の
ソースが中間電位の設定値よりもわずかに低い電位を与
え、第2のPチャネルMOSトランジスタM8のソース
が同設定値よりもわずかに高い電位を与える。
イン電源電圧Vssの間には抵抗素子R7あるいは等価
的に抵抗素子とみなすことができるMOSトランジスタ
が挿入されている。第2のNチャネルMO8トランジス
タM7のドレインは電源電圧Vccであり、そのソース
とNWA電圧Vssの間には抵抗素子R8あるいは等価
的に抵抗素子とみなせるMOSトランジスタが挿入され
、同様に第2のPチャネルMOSトランジスタM8のド
レインは電源電圧Vssであり、そのソースと電源Vc
cの間には抵抗素子R9あるいは等価的に抵抗素子とみ
なせるMOSトランジスタが挿入されている。更に第1
のNチャネルMOSトランジスタM5の閾値電位は第2
のNチャネルMOSトランジスタM7の同値電位よりも
小さく、第1のPチャネルMOSトランジスタM6の閾
値電位の絶対値は第2のPチャネルMOSトランジスタ
M8のill電位の絶対値よりも小さい。このような構
成における第2のNチャネルMOSトランジスタM7の
ソースが中間電位の設定値よりもわずかに低い電位を与
え、第2のPチャネルMOSトランジスタM8のソース
が同設定値よりもわずかに高い電位を与える。
すなわち、R6,M5.M6.R7のバスは従来技術第
8図I )と同じである。しかし、従来技術とちがいN
5.N6のノードが直接ノードVM駆動用トランジスタ
のゲートに入力するのではなく、それぞれNチャネルM
OSトランジスタM7、PチャネルMOSトランジスタ
M8のゲートに入力する。
8図I )と同じである。しかし、従来技術とちがいN
5.N6のノードが直接ノードVM駆動用トランジスタ
のゲートに入力するのではなく、それぞれNチャネルM
OSトランジスタM7、PチャネルMOSトランジスタ
M8のゲートに入力する。
NチャネルMOSトランジスタM7と抵抗R8の接続ノ
ードN7は差動増幅器CMP1の非反転入力側すなわち
“+”側に入力する。PチャネルMO3トランジスタM
8と抵抗R9の接続ノードN8は、もう一つの差動増幅
器CMP2の反転入力側すなわち“−”側に入力する。
ードN7は差動増幅器CMP1の非反転入力側すなわち
“+”側に入力する。PチャネルMO3トランジスタM
8と抵抗R9の接続ノードN8は、もう一つの差動増幅
器CMP2の反転入力側すなわち“−”側に入力する。
差動増幅器CMP1の出力は中間電位VM駆動用NMO
SトランジスタM9のゲートに入力し、差動増幅器CM
P2の出力はやはり中間電位■2駆動用NMOSトラン
ジスタM10のゲートに入力する。トランジスタM9の
ドレインは電源電圧Vccへ接続され、ソースは中間電
位VMのノードへ接続されている。トランジスタM10
のドレインは中間電位■2のノードへ接続され、ソース
は1m電圧。
SトランジスタM9のゲートに入力し、差動増幅器CM
P2の出力はやはり中間電位■2駆動用NMOSトラン
ジスタM10のゲートに入力する。トランジスタM9の
ドレインは電源電圧Vccへ接続され、ソースは中間電
位VMのノードへ接続されている。トランジスタM10
のドレインは中間電位■2のノードへ接続され、ソース
は1m電圧。
Vssへ接続されている。一方、中間電位VMは差動増
幅器CMPIの“−”側およびCMP2の“+”側へフ
ィードバックされている。以上の構成をなす第1の実施
例の動作原理を以下に説明する。ノードN5はノードN
4よりもNMOSトランジスタM5の閾値VTN5だけ
高い電位に保たれている。
幅器CMPIの“−”側およびCMP2の“+”側へフ
ィードバックされている。以上の構成をなす第1の実施
例の動作原理を以下に説明する。ノードN5はノードN
4よりもNMOSトランジスタM5の閾値VTN5だけ
高い電位に保たれている。
VN s = VN 4 + VT N 5 ・”@
+ノードN6はノードN4よりもPMOSトランジスタ
M6の閾値−VT p sの絶対値VTρ6だけ低い電
位に保たれている。
+ノードN6はノードN4よりもPMOSトランジスタ
M6の閾値−VT p sの絶対値VTρ6だけ低い電
位に保たれている。
VN s =VN 4−VT P a −[1i)一
方、ノードN7はノードN5よりもNMOSトランジス
タM7の閾値VT N 7だけ低い電位に保たれている
。
方、ノードN7はノードN5よりもNMOSトランジス
タM7の閾値VT N 7だけ低い電位に保たれている
。
VN 7−VN S −VT N 7 =O同様にノ
ードN8はノードN6よりもPMOSトランジスタM8
のII(ill−Vvpaの絶対値VTρBだけ高い電
位に保たれている。
ードN8はノードN6よりもPMOSトランジスタM8
のII(ill−Vvpaの絶対値VTρBだけ高い電
位に保たれている。
VN II −VN 6 +VT p s ・・・
Qそして、何らかの手段により、NMOSトランジスタ
M7の閾値VTN7の方がNMOSト2ンジスタM5の
閾値V T N’ 5よりも大きい値に設定されている
。
Qそして、何らかの手段により、NMOSトランジスタ
M7の閾値VTN7の方がNMOSト2ンジスタM5の
閾値V T N’ 5よりも大きい値に設定されている
。
VT N 7 >VT N S ・−・Oこの手段と
しては(1)トランジスタM5のチャネル長をトランジ
スタM7のそれよりも短くして短チヤネル効果を効かせ
る。(II ) トランジスタ〜17のチャネル幅をト
ランジスタM5のそれよりも狭くして、狭チャネル効果
を効かせる。(…)トランジスタM5の基板をノードN
4の電位(トランジスタM5のソース電位)に等しくし
て基板バイアス効果がトランジスタM7(Veヨー −
2,0ボルト程度の基板バイアスが通常のNMO8トラ
ンジスタには印加されている。)のトランジスタのみに
印加するようにする。具体的にはM5のNMOSトラン
ジスタのみを特別のPウェル(Well )に入れて、
このウェルの電位をN4のノードからとる。(瞭)チャ
ネルの異なるドーズ量の不純物の導入を行う。などの方
法がある。同様に、何らかの手段によりPMOSトラン
ジスタM8の閾値電圧の絶対値VTp aの方がPMO
SトランジスタM6の閾値電圧の絶対値VT p aよ
りも大きい値に設定されている。
しては(1)トランジスタM5のチャネル長をトランジ
スタM7のそれよりも短くして短チヤネル効果を効かせ
る。(II ) トランジスタ〜17のチャネル幅をト
ランジスタM5のそれよりも狭くして、狭チャネル効果
を効かせる。(…)トランジスタM5の基板をノードN
4の電位(トランジスタM5のソース電位)に等しくし
て基板バイアス効果がトランジスタM7(Veヨー −
2,0ボルト程度の基板バイアスが通常のNMO8トラ
ンジスタには印加されている。)のトランジスタのみに
印加するようにする。具体的にはM5のNMOSトラン
ジスタのみを特別のPウェル(Well )に入れて、
このウェルの電位をN4のノードからとる。(瞭)チャ
ネルの異なるドーズ量の不純物の導入を行う。などの方
法がある。同様に、何らかの手段によりPMOSトラン
ジスタM8の閾値電圧の絶対値VTp aの方がPMO
SトランジスタM6の閾値電圧の絶対値VT p aよ
りも大きい値に設定されている。
Vvpa>Vvps +・@O
この条件も14式を実現する前記手段と全く同じ手段に
より実現できる。つまり(1)トランジスタM6のチャ
ネル長をトランジスタM8のチャネル長よりも短くして
短チヤネル効果を効かせる。
より実現できる。つまり(1)トランジスタM6のチャ
ネル長をトランジスタM8のチャネル長よりも短くして
短チヤネル効果を効かせる。
(器)トランジスタM8のチャネル幅をトランジスタM
6のチャネル幅よりも狭くして狭チャネル効果を効果か
せる(ll)トランジスタM6の基板を特別のNウェル
にして、このウェルにノードN4の電位を印加すること
で、トランジスタM8(基板電位はVcc)よりも基板
電位を浅くする。
6のチャネル幅よりも狭くして狭チャネル効果を効果か
せる(ll)トランジスタM6の基板を特別のNウェル
にして、このウェルにノードN4の電位を印加すること
で、トランジスタM8(基板電位はVcc)よりも基板
電位を浅くする。
(…)チャネルへ異なるドーズ量の不純物を導入する。
0式、0式へ0式、0式を代入すると、次式を得る。
VM7−VM4− (VTN7−VTNS )−QJV
NII −VM4 + (VTPII −Vvps )
−Qここで ΔVT N −VT N 7−Vt N S ・−0Δ
V丁P −VT P a −VT P II−Qとお
けば0式、0式より VN 7 =VN 4−ΔVy N ・”OVN e
−VN 4 +ΔVv p ・・・00式、θ式、O式
、O式より ΔVv、4 >O・・・O ΔVTρ 〉O・・・0 が成立する。このような状況で、2個の差動増幅器が上
記のごとくバイアスされていれば以下のような動作をす
る。中間電位vMがノードN7の電位VN4−△VTN
より(0式参照)も低ければ差動増幅器CMP1の出力
ノードN9が電源電圧Vccの電位の出力を出すのでN
MO8トランジスタM9がオンし、VMのノードがより
高い電位へ充電される。しかし、VM4−ΔVTNより
も高くなれば差動増幅器CMP1の出力ノードN9はO
ボルトに落ち、NMOSトランジスタM9はオフし充電
は止まる。逆に中間電位■2がノードN8の電位VN4
+ΔVTρより(0式参照)も高ければ差動増幅器CM
P2の出力ノードN10が電源電圧Vacの電位を出力
するので、NMOSトランジスタM10がオンし中間電
位■8はより低い電位へ放電される。しかし、VN4+
ΔVrpよりも低くなれば差動増幅器CMP2の出力ノ
ードNIOはOボルトに落ち、NMOSトランジスタM
IOはオフし放電は止まる。このようにして、中間電位
vMは Vs 4−ΔVy N <VM <VN 4 +ΔVv
p −0の間の狭い範囲に落ち着くように設定される
。中間電位vMが0式を満たしていればトランジスタM
9.M10共にオフしていて貫通電流はない。
NII −VM4 + (VTPII −Vvps )
−Qここで ΔVT N −VT N 7−Vt N S ・−0Δ
V丁P −VT P a −VT P II−Qとお
けば0式、0式より VN 7 =VN 4−ΔVy N ・”OVN e
−VN 4 +ΔVv p ・・・00式、θ式、O式
、O式より ΔVv、4 >O・・・O ΔVTρ 〉O・・・0 が成立する。このような状況で、2個の差動増幅器が上
記のごとくバイアスされていれば以下のような動作をす
る。中間電位vMがノードN7の電位VN4−△VTN
より(0式参照)も低ければ差動増幅器CMP1の出力
ノードN9が電源電圧Vccの電位の出力を出すのでN
MO8トランジスタM9がオンし、VMのノードがより
高い電位へ充電される。しかし、VM4−ΔVTNより
も高くなれば差動増幅器CMP1の出力ノードN9はO
ボルトに落ち、NMOSトランジスタM9はオフし充電
は止まる。逆に中間電位■2がノードN8の電位VN4
+ΔVTρより(0式参照)も高ければ差動増幅器CM
P2の出力ノードN10が電源電圧Vacの電位を出力
するので、NMOSトランジスタM10がオンし中間電
位■8はより低い電位へ放電される。しかし、VN4+
ΔVrpよりも低くなれば差動増幅器CMP2の出力ノ
ードNIOはOボルトに落ち、NMOSトランジスタM
IOはオフし放電は止まる。このようにして、中間電位
vMは Vs 4−ΔVy N <VM <VN 4 +ΔVv
p −0の間の狭い範囲に落ち着くように設定される
。中間電位vMが0式を満たしていればトランジスタM
9.M10共にオフしていて貫通電流はない。
しか、も中間電位vMが0式から多少なりともずれれば
M9又はMloのトランジスタのゲート電位が電源電圧
V。Cヘフル振幅するのでそれぞれのトランジスタの電
流駆動能力は第8図(C)の従来技術よりもはるかに高
く、低消費電力化と従来技術よりも更に高い高電流駆動
能力化が同時に達成できることになる。抵抗R6,R7
,R8゜R9の、抵抗値は充分大きく設定し、R6→M
5→M6→R7の貫通電流バス、M7→R8のバス、R
9→M8のバスによる消費電流は充分低い値に抑えるこ
とが可能である。第2図は第1図の第1の実施例の中間
電位発生回路のDC特性である。
M9又はMloのトランジスタのゲート電位が電源電圧
V。Cヘフル振幅するのでそれぞれのトランジスタの電
流駆動能力は第8図(C)の従来技術よりもはるかに高
く、低消費電力化と従来技術よりも更に高い高電流駆動
能力化が同時に達成できることになる。抵抗R6,R7
,R8゜R9の、抵抗値は充分大きく設定し、R6→M
5→M6→R7の貫通電流バス、M7→R8のバス、R
9→M8のバスによる消費電流は充分低い値に抑えるこ
とが可能である。第2図は第1図の第1の実施例の中間
電位発生回路のDC特性である。
第9図の従来例のものとくらべるとはるかに高い電流駆
動能力が備っていることがわかる。
動能力が備っていることがわかる。
第3図、第4図は発明の第2の実施例、第3の実施例を
示す。第1図と基本的には同じだが最終段の中間電位■
2駆動用NMOSトランジスタのM9.MloがPMO
8トランジス、りM2S。
示す。第1図と基本的には同じだが最終段の中間電位■
2駆動用NMOSトランジスタのM9.MloがPMO
8トランジス、りM2S。
M22に変更されている。又これに伴い差動増幅器CM
P3.CMP6は第1図の差動増幅器CMP1と入力側
が逆になついる。動作原理は第1の実施例(第1図)と
全く同様なので省略する。同様に最終段の中間電位VM
駆動トランジスタの導伝型を変えた第4の実施例が存在
し得る。これらを第5図に示す。
P3.CMP6は第1図の差動増幅器CMP1と入力側
が逆になついる。動作原理は第1の実施例(第1図)と
全く同様なので省略する。同様に最終段の中間電位VM
駆動トランジスタの導伝型を変えた第4の実施例が存在
し得る。これらを第5図に示す。
第6図は発明の第5の実施例を示す。抵抗R22〜R2
5を用いた単純な抵抗分割で差動増幅器CMP9.0M
PIOの“+”側と“−パ側の入力電位を設定している
点が第1〜第4の実施例と異るだけである。これは第1
の実施例に対する変形だが、勿論第2〜第4の実施例に
対しても同様の変形はあり得る。
5を用いた単純な抵抗分割で差動増幅器CMP9.0M
PIOの“+”側と“−パ側の入力電位を設定している
点が第1〜第4の実施例と異るだけである。これは第1
の実施例に対する変形だが、勿論第2〜第4の実施例に
対しても同様の変形はあり得る。
第7図は本発明で用いられる差動増幅回路を0M08回
路で構成した場合の例を示す。第7図(a )が基本形
であるが出力OUTの駆動力が足りない時は第7図(b
)のようにインバータ11゜12の2段からなるバッフ
ァーをつけても良い。
路で構成した場合の例を示す。第7図(a )が基本形
であるが出力OUTの駆動力が足りない時は第7図(b
)のようにインバータ11゜12の2段からなるバッフ
ァーをつけても良い。
又第7図(0)のように入力IN+、IN−を第7図(
a)、(b)の場合とは逆にして、インバータ■3の1
段で出力を反転して取り出すこともできる。更に第7図
(d >のように、NチャネルMOSトランジスタM1
00をロード(load)にして使うこともできる。勿
論第7図(d )の方式′にも第7図(a )の方式に
対する第7図(b)。
a)、(b)の場合とは逆にして、インバータ■3の1
段で出力を反転して取り出すこともできる。更に第7図
(d >のように、NチャネルMOSトランジスタM1
00をロード(load)にして使うこともできる。勿
論第7図(d )の方式′にも第7図(a )の方式に
対する第7図(b)。
(Q )のような変形が考えられる。又、パワーをセー
ブする為にこれらの差動増幅回路を制御信号Φでディセ
ーブル状態にするよう電源電圧と差動増幅回路の間にΦ
でゲートがコントロールされたMOSトランジスタを挿
入することもできる。第7図中、M2O0はPチャネル
MOSトランジスタである。
ブする為にこれらの差動増幅回路を制御信号Φでディセ
ーブル状態にするよう電源電圧と差動増幅回路の間にΦ
でゲートがコントロールされたMOSトランジスタを挿
入することもできる。第7図中、M2O0はPチャネル
MOSトランジスタである。
尚、上記各実施例では中間電位■工駆動用トランジスタ
としてCMOSトランジスタを用いる場合について説明
したが、これに限らず、バイポーラ形トランジスタで中
間電位VM駆動用トランジスタを構成してもよい。
としてCMOSトランジスタを用いる場合について説明
したが、これに限らず、バイポーラ形トランジスタで中
間電位VM駆動用トランジスタを構成してもよい。
[発明の効果]
以上述べたように本発明の効果は第9図と第2図を比較
すれば明白である。従来技術(第9図)では中間電位V
Mが設定許容範囲(ハイ・インピーダンス領域)かられ
ずかにずれた場合は中間電位■2駆動用トランジスタM
1.M2は飽和領域(三極管領域)で動作する為、充分
な電流駆動能力が引き出せなかったのに対し、本発明(
第2図)では、中間電位■3が設定許容範囲(ハイ・イ
ンピーダンス領域)かられずかにずれただけでも中間電
位■2駆動用トランジスタ(第1図の第1の実施例で言
えばトランジスタM9とMlo)は線形領域(三極管領
域)で動作する為、従来技術にくらべて、はるかに高い
電流駆動能力を引き出すことができる。又低消費電力化
については全〈従来技術と同じ極めて低い状態を保つこ
とができ、理想的な中間電位発生回路を実現することが
できる。又従来と同じ電流駆動能力を有するものを、よ
り小さいトランジスタで実現できるのでチップ内のスペ
ースの有効活用をすることができる。
すれば明白である。従来技術(第9図)では中間電位V
Mが設定許容範囲(ハイ・インピーダンス領域)かられ
ずかにずれた場合は中間電位■2駆動用トランジスタM
1.M2は飽和領域(三極管領域)で動作する為、充分
な電流駆動能力が引き出せなかったのに対し、本発明(
第2図)では、中間電位■3が設定許容範囲(ハイ・イ
ンピーダンス領域)かられずかにずれただけでも中間電
位■2駆動用トランジスタ(第1図の第1の実施例で言
えばトランジスタM9とMlo)は線形領域(三極管領
域)で動作する為、従来技術にくらべて、はるかに高い
電流駆動能力を引き出すことができる。又低消費電力化
については全〈従来技術と同じ極めて低い状態を保つこ
とができ、理想的な中間電位発生回路を実現することが
できる。又従来と同じ電流駆動能力を有するものを、よ
り小さいトランジスタで実現できるのでチップ内のスペ
ースの有効活用をすることができる。
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
第1図のDC特性の一例を示す特性曲線図、第3図〜第
6図は本発明の他の実施例を示す回路図、第7図は本発
明に用いる差動増幅器の例を示す回路図、第8図は従来
の中間電位発生回路を示す回路図、第9図は従来のDC
特性を示す特性曲線図である。 CMPl、CMP2・・・差動増幅器、M5.M7゜M
9.Ml 0−”NMOSトランジ:1.9、M6゜M
8・・・PMOSトランジスタ、R6−R9・・・抵抗
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦12図 第3図 第5図 第6図 (a) (1))(b)
(c) 第8図
第1図のDC特性の一例を示す特性曲線図、第3図〜第
6図は本発明の他の実施例を示す回路図、第7図は本発
明に用いる差動増幅器の例を示す回路図、第8図は従来
の中間電位発生回路を示す回路図、第9図は従来のDC
特性を示す特性曲線図である。 CMPl、CMP2・・・差動増幅器、M5.M7゜M
9.Ml 0−”NMOSトランジ:1.9、M6゜M
8・・・PMOSトランジスタ、R6−R9・・・抵抗
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦12図 第3図 第5図 第6図 (a) (1))(b)
(c) 第8図
Claims (3)
- (1)半導体装置チップ外部より供給される2種類の電
源電圧VccとVssとの中間の電位を半導体装置チッ
プ内で発生する中間電位発生回路において、2個の差動
増幅器をもち、それぞれの非反転入力側、もしくは反転
入力側のいずれかに中間電位出力端を接続し、それぞれ
の他方の入力側には中間電位の設定値よりわずかに高い
電位もしくはわずかに低い電位を与え、わずかに低い電
位を入力した差動増幅器の出力端は電源電圧Vccと中
間電位出力端とを非制御電極に接続したトランジスタの
制御電極に接続し、わずかに高い電位を入力した差動増
幅器の出力端は中間電位出力端と電源電圧Vssとを非
制御電極に接続したトランジスタの制御電極に接続する
ようにしたことを特徴とする中間電位発生回路。 - (2)第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートと
ドレインが共通ノードになり第2のNチャネルMOSト
ランジスタのゲートに入力し、同様に第1のPチャネル
MOSトランジスタのゲートとドレインが共通ノードに
なり第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートに入
力し、第1のNチャネルMOSトランジスタのソースと
第1のPチャネルMOSトランジスタのソースは共通ノ
ードになつていて、第1のNチャネルMOSトランジス
タのドレインと電源電圧Vccの間には抵抗素子あるい
は等価的に抵抗素子とみなすことができるMOSトラン
ジスタが挿入され、同様に第1のPチャネルMOSトラ
ンジスタのドレイン電源電圧Vssの間には抵抗素子あ
るいは等価的に抵抗素子とみなすことができるMOSト
ランジスタが挿入され、第2のNチャネルMOSトラン
ジスタはドレインが電源電圧Vccに接続され、そのソ
ースと電源電圧Vssの間には抵抗素子あるいは等価的
に抵抗素子とみなせるMOSトランジスタが挿入され、
同様に第2のPチャネルMOSトランジスタはドレイン
が電源電圧Vssに接続さされ、そのソースと電源Vc
cの間には抵抗素子あるいは等価的に抵抗素子とみなせ
るMOSトランジスタが挿入され、更に第1のNチャネ
ルMOSトランジスタの閾値電位は第2のNチャネルM
OSトランジスタの閾値電位よりも小さく、第1のPチ
ャネルMOSトランジスタの閾値電位の絶対値は第2の
PチャネルMOSトランジスタの閾値電位の絶対値より
も小さく構成され、このような構成における第2のNチ
ャネルMOSトランジスタのソースが中間電位の設定値
よりもわずかに低い電位を与え、第2のPチャネルMO
Sトランジスタのソースが中間電位の設定値よりもわず
かに高い電位を与えることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の中間電位発生回路。 - (3)2種類の電源電圧VccとVssとの間に挿入さ
れた複数個の抵抗素子あるいは等価的に抵抗素子とみな
すことができる複数個のMOSトランジスタの中間のノ
ードの電位が中間電位の設定値よりもわずかに高い電位
及び中間電位の設定値よりもわずかに低い電位を与える
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の中間電位
発生回路。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62320423A JPH0690655B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 中間電位発生回路 |
EP88311848A EP0321226B1 (en) | 1987-12-18 | 1988-12-14 | Intermediate potential generation circuit for generating a potential intermediate between a power source potential and ground potential |
DE88311848T DE3881850T2 (de) | 1987-12-18 | 1988-12-14 | Schaltung zur Erzeugung einer Zwischenspannung zwischen einer Versorgungsspannung und einer Erdspannung. |
US07/285,755 US4906914A (en) | 1987-12-18 | 1988-12-16 | Intermediate potential generation circuit for generating a potential intermediate between a power source potential and ground potential |
KR1019880016804A KR920001634B1 (ko) | 1987-12-18 | 1988-12-16 | 중간전위 발생회로 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62320423A JPH0690655B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 中間電位発生回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01161513A true JPH01161513A (ja) | 1989-06-26 |
JPH0690655B2 JPH0690655B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=18121291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62320423A Expired - Lifetime JPH0690655B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 中間電位発生回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4906914A (ja) |
EP (1) | EP0321226B1 (ja) |
JP (1) | JPH0690655B2 (ja) |
KR (1) | KR920001634B1 (ja) |
DE (1) | DE3881850T2 (ja) |
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JPWO2005022284A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2007-11-01 | ローム株式会社 | 電源装置およびそれを備える電子機器 |
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EP0411201A1 (de) * | 1989-08-04 | 1991-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Potentialgenerator in einer integrierten Halbleiterschaltung |
FR2656174B1 (fr) * | 1989-12-15 | 1995-03-17 | Bull Sa | Procede et dispositif de compensation de la derive en courant dans un circuit integre mos, et circuit integre en resultant. |
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USRE40552E1 (en) | 1990-04-06 | 2008-10-28 | Mosaid Technologies, Inc. | Dynamic random access memory using imperfect isolating transistors |
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KR920010633A (ko) * | 1990-11-30 | 1992-06-26 | 김광호 | 반도체 메모리 장치의 기준전압 발생회로 |
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