JPH0119303B2 - - Google Patents

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JPH0119303B2
JPH0119303B2 JP56111931A JP11193181A JPH0119303B2 JP H0119303 B2 JPH0119303 B2 JP H0119303B2 JP 56111931 A JP56111931 A JP 56111931A JP 11193181 A JP11193181 A JP 11193181A JP H0119303 B2 JPH0119303 B2 JP H0119303B2
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JP
Japan
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mos transistor
voltage
mos
transistor
electrode
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JP56111931A
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JPS5813027A (en
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Kenji Matsuo
Yasoji Suzuki
Akira Yamaguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to DE3226339A priority patent/DE3226339C2/en
Priority to US06/398,356 priority patent/US4529897A/en
Priority to FR8212498A priority patent/FR2509931B1/fr
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Publication of JPH0119303B2 publication Critical patent/JPH0119303B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0018Special modifications or use of the back gate voltage of a FET

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はMOS型電界効果トランジスタを用
いたアナログスイツチ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an analog switch device using MOS field effect transistors.

アナログスイツチ装置とは、この装置を制御す
るクロツク信号によつてその状態がオン(導通)
状態あるいはオフ(非導通)状態に切り替わり、
オン状態のときには入力情報、すなわちアナログ
入力信号が出力に伝達され、オフ状態のときには
アナログ入力信号が伝達されないような装置であ
る。
An analog switch device is one that is turned on (conducting) by a clock signal that controls the device.
state or off (non-conducting) state,
It is a device in which input information, ie, an analog input signal, is transmitted to the output when it is in the on state, and no analog input signal is transmitted when it is in the off state.

第1図は従来のアナログスイツチ装置の回路構
成図である。この装置は、Nチヤネルでエンハン
スメント型のMOS型電界効果トランジスタ(以
下MOSトランジスタと略称する)1のソース電
極SとPチヤネルでエンハンスメント型のMOS
トランジスタ2のドレイン電極Dとを接続し、こ
の接続点をアナログ入力信号INの供給端子3に
接続し、また上記MOSトランジスタ1のドレイ
ン電極DとMOSトランジスタ2のソース電極S
とを接続し、この接続点をアナログ出力信号
OUTの取り出し端子4に接続し、さらに上記
MOSトランジスタ1のゲート電極Gにはクロツ
ク信号φを、MOSトランジスタ2のゲート電極
Gにはクロツク信号φと相補対をなすクロツク信
号をそれぞれ供給し、またNチヤネルのMOS
トランジスタ1の基板電極Bには上記クロツク信
号φ,の低電位に相当する電圧VSS(たとえば
0Vあるいは負極性電圧)を、PチヤネルのMOS
トランジスタ2の基板電極Bにはクロツク信号
φ,の高電位に相当する電圧VDD(たとえば正
極性電圧)をそれぞれ供給することによつて構成
されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional analog switch device. This device consists of a source electrode S of an N-channel enhancement type MOS field effect transistor (hereinafter abbreviated as MOS transistor) 1 and a P-channel enhancement type MOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOS transistor).
The drain electrode D of the transistor 2 is connected, and this connection point is connected to the supply terminal 3 of the analog input signal IN, and the drain electrode D of the MOS transistor 1 and the source electrode S of the MOS transistor 2 are connected.
and connect this connection point to the analog output signal.
Connect to OUT output terminal 4, and then
A clock signal φ is supplied to the gate electrode G of the MOS transistor 1, and a clock signal that is a complementary pair to the clock signal φ is supplied to the gate electrode G of the MOS transistor 2.
The substrate electrode B of the transistor 1 has a voltage V SS (for example,
0V or negative polarity voltage), P channel MOS
It is constructed by supplying a voltage V DD (for example, a positive polarity voltage) corresponding to the high potential of the clock signal φ to the substrate electrode B of the transistor 2, respectively.

このような装置において、いま、クロツク信号
φをHレベル(VDD)、クロツク信号をLレベ
ル(VSS)にそれぞれ設定すると、上記Nチヤネ
ル、Pチヤネルの両MOSトランジスタ1,2は
オン状態となつてその抵抗RN,RPはそれぞれ小
さなものとなり、入力信号INが両MOSトランジ
スタ1,2を介して伝達され、端子4からは出力
信号OUTが取り出される。一方、クロツク信号
φをLレベル、クロツク信号をHレベルにそれ
ぞれ設定すると、両MOSトランジスタ1,2は
オフ状態となつてその抵抗RN,RPはそれぞれ極
めて大きなものとなり、入力信号INは端子4に
伝達されず、出力信号OUTは取り出されない。
In such a device, when the clock signal φ is set to the H level (V DD ) and the clock signal is set to the L level (V SS ), both the N-channel and P-channel MOS transistors 1 and 2 are turned on. As a result, the resistances R N and R P become small, the input signal IN is transmitted through both MOS transistors 1 and 2, and the output signal OUT is taken out from the terminal 4. On the other hand, when the clock signal φ is set to L level and the clock signal is set to H level, both MOS transistors 1 and 2 are turned off, their resistances R N and R P become extremely large, and the input signal IN is 4, and the output signal OUT is not taken out.

ところでアナログスイツチ装置では、入力信号
INがMOSトランジスタ1,2を通つても、出力
信号OUTの電圧を入力信号INの電圧に等しくす
るかあるいは直線的に比例させる必要があり、こ
のためには両MOSトランジスタ1,2のオン時
に端子3,4間の抵抗値を常に一定にしておく必
要がある。しかしながら、従来のアナログスイツ
チ装置では、端子3,4間の抵抗は、端子3ある
いは4の電圧に従つて変化してしまう。これは
MOSトランジスタにはソース―基板バイアス効
果(バツクゲートバイアス効果)があり、この効
果によつてMOSトランジスタのしきい値が変化
してしまい、これによつてMOSトランジスタの
オン抵抗が影響を受けるからである。すなわち、
MOSトランジスタのオン抵抗Rには次のような
比例式が成立する。
By the way, in an analog switch device, the input signal
Even if IN passes through MOS transistors 1 and 2, it is necessary to make the voltage of the output signal OUT equal to or linearly proportional to the voltage of the input signal IN. To do this, when both MOS transistors 1 and 2 are turned on, It is necessary to always keep the resistance value between terminals 3 and 4 constant. However, in conventional analog switch devices, the resistance between terminals 3 and 4 changes according to the voltage at terminals 3 or 4. this is
MOS transistors have a source-substrate bias effect (backgate bias effect), and this effect changes the threshold of the MOS transistor, which in turn affects the on-resistance of the MOS transistor. be. That is,
The following proportional equation holds true for the on-resistance R of the MOS transistor.

R∝1/VGS−Vth …(1) VGS:ゲート電極とソース電極との間のバイア
ス電圧 Vth:しきい値 さらにMOSトランジスタのしきい値Vthは次式
で表わされる。
R∝1/V GS −V th (1) V GS : Bias voltage between the gate electrode and source electrode V th : Threshold value Further, the threshold value V th of the MOS transistor is expressed by the following equation.

Vth=Vth0+tOX/εOX・√2・・S・ ・(√2FBS−√2F) …(2) Vth0:直性のしきい値(ソース電極と基板電
極との間のバイアス電圧が0Vの時) tOX:ゲート酸化膜の膜厚 εOX:ゲート酸化膜の誘電率 εS:シリコンの誘電率 q:電子の電荷量 N:基板不純物濃度 VBS:ソース電極と基板電極との間のバイア
ス電圧 φF:フエルミ準位 上記(2)式から明かなようにVBSが大きくなると
しきい値Vthも大きくなり、またVthが大きくなる
と前記(1)式よりRは大きくなる。
V th = V th0 + t OXOX・√2・・S・・(√2 F + BS −√2 F ) …(2) V th0 : Threshold of linearity (the difference between the source electrode and the substrate electrode) (When the bias voltage between is 0V) t OX : Film thickness of gate oxide film ε OX : Dielectric constant of gate oxide film ε S : Dielectric constant of silicon q : Amount of electron charge N : Substrate impurity concentration V BS : Source electrode Bias voltage between and the substrate electrode φ F : Fermi level As is clear from the above equation (2), as V BS increases, the threshold value V th also increases, and as V th increases, the above equation (1) R becomes larger.

さらに前記第1図に示すアナログスイツチ装置
のNチヤネルのMOSトランジスタ1を、第2図
に示すようにN型半導体基板11内に拡散法等に
よつて形成されたPウエル領域12内に設け、ま
たPチヤネルのMOSトランジスタ2は基板11
内に設ける場合、Pウエル領域12の不純物濃度
が基板11のそれよりも当然大きくなるために、
NチヤネルのMOSトランジスタ1のしきい値の
ソース―基板バイアス効果に対する感度がPチヤ
ネルのMOSトランジスタ2のそれよりも高くな
り、普通は約3倍程度高くなる。したがつて両
MOSトランジスタ1,2のオン時に、端子3に
与える入力信号INの電圧をVSS(0V)からVDD(+
5V)まで変化させた場合には、第3図の特性図
に示すように、MOSトランジスタ1の抵抗RN
MOSトランジスタ2の抵抗RPとの特性が対称と
ならず、この結果、入力信号INの中間電圧であ
る1/2VDD(+2.5V)付近で、RNとRPの並列抵抗で ある端子3,4間の抵抗RON(=RN・RP/RN+RP)が高
い 値となる。
Furthermore, the N-channel MOS transistor 1 of the analog switch device shown in FIG. In addition, the P channel MOS transistor 2 is connected to the substrate 11.
If the impurity concentration of the P well region 12 is naturally higher than that of the substrate 11,
The sensitivity of the threshold value of N-channel MOS transistor 1 to source-substrate bias effects is higher than that of P-channel MOS transistor 2, typically about three times higher. Therefore both
When MOS transistors 1 and 2 are on, the voltage of the input signal IN applied to terminal 3 is changed from V SS (0V) to V DD (+
5V), the resistance R N of MOS transistor 1 and
The characteristics of MOS transistor 2 are not symmetrical with respect to resistor R P , and as a result, near 1/2V DD (+2.5V), which is the intermediate voltage of input signal IN, the terminal that is the parallel resistance of R N and R P The resistance R ON (=R N · R P /R N +R P ) between 3 and 4 becomes a high value.

このように従来では、入出力端子間の抵抗が一
定とはならないために、出力信号OUTに大きな
歪が発生するという欠点がある。
As described above, the conventional method has a disadvantage in that large distortion occurs in the output signal OUT because the resistance between the input and output terminals is not constant.

この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たもので、その目的とするところは、MOS型電
界効果トランジスタの基板電極にアナログ信号電
圧にほぼ等しいバイアス電圧を供給してこのトラ
ンジスタのソース―基板バイアス効果を極めて小
さくしてしきい値の変動をなくし、これによつて
アナログ信号の入出力端間の抵抗値を一定にし、
もつて歪の少ない出力信号を得ることができるア
ナログスイツチ装置を提供することにある。
The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to supply a bias voltage approximately equal to the analog signal voltage to the substrate electrode of a MOS field effect transistor so that the source of this transistor The substrate bias effect is minimized to eliminate threshold fluctuations, thereby keeping the resistance value between the input and output terminals of the analog signal constant.
An object of the present invention is to provide an analog switch device that can obtain an output signal with less distortion.

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第4図はこの発明に係るアナログスイツチ
装置の回路構成図である。この装置ではNチヤネ
ルのMOSトランジスタ1の基板電極BにVSSを供
給する代りに、もう一つのNチヤネルのエンハン
スメント型のMOSトランジスタ5のソース電極
Sを接続し、またこのMOSトランジスタ5のド
レイン電極DをMOSトランジスタ1のゲート電
極Gに、ゲート電極Gを端子3に、基板電極Bを
そのソース電極Sにそれぞれ接続するようにした
ものである。すなわち、MOSトランジスタ1の
基板電極Bは、入力信号INをゲート入力とする
MOSトランジスタ5を介してクロツク信号φ供
給点に接続されている。なお、従来と同様に、N
チヤネルのMOSトランジスタ1は、第2図に示
すようにN型半導体基板11内に拡散法等によつ
て形成されたPウエル領域12内に設けられ、ま
たPチヤネルのMOSトランジスタ2は基板11
内に設けられている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a circuit diagram of an analog switch device according to the present invention. In this device, instead of supplying V SS to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1, the source electrode S of another N-channel enhancement type MOS transistor 5 is connected, and the drain electrode of this MOS transistor 5 is connected to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1. D is connected to the gate electrode G of the MOS transistor 1, the gate electrode G is connected to the terminal 3, and the substrate electrode B is connected to the source electrode S thereof. That is, the substrate electrode B of the MOS transistor 1 receives the input signal IN as a gate input.
It is connected via a MOS transistor 5 to a clock signal φ supply point. Note that, as in the past, N
As shown in FIG. 2, the P-channel MOS transistor 1 is provided in a P-well region 12 formed in an N-type semiconductor substrate 11 by a diffusion method or the like, and the P-channel MOS transistor 2 is provided in the substrate 11.
It is located inside.

上記構成でなるアナログスイツチ装置におい
て、まず、クロツク信号φをHレベル、クロツク
信号をLレベルにそれぞれ設定した場合、
MOSトランジスタ1,2は共にオン状態になる。
次に上記両MOSトランジスタ1,2がオン状態
の場合に、従来のように端子3,4間の抵抗RON
が高くなる、入力信号INの電圧が1/2VDD(+ 2.5V)の時は、MOSトランジスタ5はオン状態
であり、MOSトランジスタ1の基板電極Bの電
圧はVIN−Vth5=1/2VDD−Vth5(Vth5はMOSトラン ジスタ5のしきい値)に漸近する。したがつて
MOSトランジスタ1に関しては、基板電極Bの
電圧が入力信号INの電位VINにほぼ等しいVIN
Vth5であり、ソース電極Sの電圧がVINとなつて
いるために、ソース、基板間電圧VBSは高々MOS
トランジスタ5のしきい値Vth5となる。このVth5
の値はVINが変化してもほとんど変化せず一定で
あるため、MOSトランジスタ1に与えられるソ
ース―基板バイアス効果は極めて小さなものとな
る。したがつて、MOSトランジスタ1のオン抵
抗のしきい値変動による変化はほとんどなくすこ
とができる。
In the analog switch device having the above configuration, first, when the clock signal φ is set to H level and the clock signal is set to L level,
Both MOS transistors 1 and 2 are turned on.
Next, when both the above MOS transistors 1 and 2 are in the on state, the resistance R ON between terminals 3 and 4 is set as in the conventional case.
When the input signal IN voltage is 1/2V DD (+2.5V), the MOS transistor 5 is on, and the voltage at the substrate electrode B of the MOS transistor 1 is V IN −V th5 = 1/ Asymptotically approaches 2V DD -V th5 (V th5 is the threshold value of the MOS transistor 5). Therefore
Regarding MOS transistor 1, the voltage of substrate electrode B is approximately equal to the potential V IN of input signal IN, V IN -
V th5 , and the voltage of the source electrode S is V IN , so the source-to-substrate voltage V BS is at most MOS
The threshold value of transistor 5 is V th5 . This V th5
Since the value of V remains constant and hardly changes even if V IN changes, the source-substrate bias effect given to the MOS transistor 1 is extremely small. Therefore, changes in the on-resistance of the MOS transistor 1 due to threshold fluctuations can be almost eliminated.

次にクロツク信号φをLレベル、クロツク信号
φをHレベルにそれぞれ設定した場合、MOSト
ランジスタ5のドレイン電極Dの電位はLレベル
(VSS)となり、この時、VINがVth5よりも高けれ
ばMOSトランジスタ5はオン状態になつて、
MOSトランジスタ1の基板電極Bにはクロツク
信号φのLレベル電位すなわちVSSが与えられる。
一方、VINがVth5よりも低ければMOSトランジス
タ5はオフ状態となるが、MOSトランジスタ1
の基板電極Bが設けられる前記Pウエル領域12
とN型半導体基板11との間にはPN接合ダイオ
ードが形成されており、このPN接合ダイオード
のカソード側はVSSに保たれているため、この場
合にもMOSトランジスタ1の基板電極Bの電圧
はVSSに近い十分低い値に設定される。したがつ
てこの場合、MOSトランジスタ1はオフ状態、
また、MOSトランジスタ2もオフ状態となるた
めに、その両抵抗RN,RPは極めて大きな値とな
り、この結果、入力信号INは端子4に伝達され
ず、出力信号OUTは取り出されない。
Next, when clock signal φ is set to L level and clock signal φ is set to H level, the potential of drain electrode D of MOS transistor 5 becomes L level (V SS ), and at this time, V IN is higher than V th5 . For example, the MOS transistor 5 is turned on,
The substrate electrode B of the MOS transistor 1 is applied with the L level potential of the clock signal φ, that is, V SS .
On the other hand, if V IN is lower than V th5 , MOS transistor 5 is turned off, but MOS transistor 1
The P well region 12 is provided with a substrate electrode B of
A PN junction diode is formed between and the N-type semiconductor substrate 11, and the cathode side of this PN junction diode is maintained at V SS , so that the voltage of the substrate electrode B of the MOS transistor 1 also is set to a sufficiently low value close to V SS . Therefore, in this case, MOS transistor 1 is in the off state,
Furthermore, since the MOS transistor 2 is also turned off, both its resistances R N and R P have extremely large values, and as a result, the input signal IN is not transmitted to the terminal 4 and the output signal OUT is not taken out.

第5図は上記実施例装置において、両MOSト
ランジスタ1,2のオン時に、端子3に与える入
力信号INの電圧を0Vから+5Vまで変化させた場
合の、MOSトランジスタ1の抵抗RNとMOSトラ
ンジスタ2の抵抗RP、およびRNとRPの並列抵抗
として表わされる端子3,4間の抵抗RONそれぞ
れの特性を表わすものである。前記第3図に示す
従来装置の特性図では、入力信号INの電圧が+
2.5V付近でNチヤネルのMOSトランジスタ1の
ΔVthが増加し、RNの値が大きく変化していたが、
上記実施例装置では第5図に示すように、RN
RPとは、入力信号INの電圧が約+2.5V付近で線
対称となるような変化をしている。すなわち、こ
れはNチヤネルのMOSトランジスタ1の基板電
極BとMOSトランジスタ1のオン時に所定電圧
VDD(Hレベル)となるクロツク信号φとの間に
MOSトランジスタ5を挿入し、このMOSトラン
ジスタ5のゲート電極Gに入力信号INを与える
ことによつてMOSトランジスタ1の基板電極B
に入力信号INの電圧にほとんど等しいバイアス
電圧を供給してMOSトランジスタ1のソース―
基板バイアス効果を極めて小さくし、これによつ
てしきい値変化をなくしてしきい値の変動による
RNの変化を最小におさえるようにしたからであ
る。したがつて、端子3,4間の抵抗RONはほぼ
平坦な特性となり、入力信号INの電圧に影響さ
れず一定値とすることができる。この結果、出力
信号OUTに発生する歪を極めて小さくすること
ができる。
Figure 5 shows the resistance R N of MOS transistor 1 and the MOS transistor when the voltage of input signal IN applied to terminal 3 is varied from 0V to +5V when both MOS transistors 1 and 2 are on in the above embodiment device. 2 , and the resistance R ON between terminals 3 and 4, which is expressed as a parallel resistance of R N and R P. In the characteristic diagram of the conventional device shown in Fig. 3, the voltage of the input signal IN is +
At around 2.5V, ΔV th of N-channel MOS transistor 1 increased, and the value of R N changed significantly.
In the above embodiment device, as shown in FIG .
With R P , the voltage of the input signal IN changes in line symmetry around +2.5V. In other words, this is the voltage between the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1 and the predetermined voltage when the MOS transistor 1 is turned on.
Between clock signal φ which becomes V DD (H level)
By inserting a MOS transistor 5 and applying an input signal IN to the gate electrode G of this MOS transistor 5, the substrate electrode B of the MOS transistor 1 is
A bias voltage almost equal to the voltage of the input signal IN is supplied to the source of MOS transistor 1.
The substrate bias effect is minimized, thereby eliminating threshold changes and eliminating threshold fluctuations.
This is because changes in R N are kept to a minimum. Therefore, the resistance R ON between the terminals 3 and 4 has a substantially flat characteristic, and can be kept at a constant value without being affected by the voltage of the input signal IN. As a result, distortion generated in the output signal OUT can be extremely reduced.

第6図ないし第13図はそれぞれこの発明の他
の実施例の回路構成図である。
6 to 13 are circuit configuration diagrams of other embodiments of the present invention, respectively.

第6図のものは、上記MOSトランジスタ5と
並列的にもう一つのNチヤネルのMOSトランジ
スタ6を設け、かつこのMOSトランジスタ6の
ゲート電極Gを端子4に接続したものであり、端
子3,4を共に入力信号端子および出力信号取り
出し端子として使用できるようにしたものであ
る。
In the one shown in FIG. 6, another N-channel MOS transistor 6 is provided in parallel with the MOS transistor 5, and the gate electrode G of this MOS transistor 6 is connected to the terminal 4. Both can be used as an input signal terminal and an output signal extraction terminal.

第7図のものは、上記MOSトランジスタ5の
ドレイン電極Dをクロツク信号φ供給点に接続す
る代りに、一定電位VB印加点に接続するように
したものである。
In the case of FIG. 7, the drain electrode D of the MOS transistor 5 is connected to a constant potential V B application point instead of being connected to the clock signal φ supply point.

第8図のものは、MOSトランジスタ5をクロ
ツク信号φ供給点に直接に接続する代りに、この
クロツク信号φによつてオンオフ制御されるもう
一つのNチヤネルMOSトランジスタ7を介して
接続するようにしたものである。
In the one shown in FIG. 8, instead of directly connecting the MOS transistor 5 to the clock signal φ supply point, it is connected via another N-channel MOS transistor 7 which is controlled on/off by the clock signal φ. This is what I did.

第9図のものは、MOSトランジスタ5のドレ
イン電極Dを、クロツク信号φによつてオンオフ
制御されるNチヤネルMOSトランジスタ7を介
して一定電位VB印加点に接続するようにしたも
のである。
In the one shown in FIG. 9, the drain electrode D of the MOS transistor 5 is connected to a point to which a constant potential V B is applied via an N-channel MOS transistor 7 which is controlled on and off by a clock signal φ.

第10図のものは、MOSトランジスタ5のド
レイン電極Dを、出力信号OUTによつて導通制
御されるNチヤネルMOSトランジスタ8を介し
て一定電位VB印加点に接続するようにしたもの
である。
In FIG. 10, the drain electrode D of the MOS transistor 5 is connected to a point to which a constant potential V B is applied via an N-channel MOS transistor 8 whose conduction is controlled by the output signal OUT.

第11図のものは、第10図中のMOSトラン
ジスタ8のドレイン電極Dを一定電位VB印加点
に接続する代りに、クロツク信号φ供給点に接続
するようにしたものである。
In the case of FIG. 11, the drain electrode D of the MOS transistor 8 in FIG. 10 is connected to the clock signal φ supply point instead of being connected to the constant potential V B application point.

第12図のものは、第8図中のMOSトランジ
スタ8のゲート電極Gをクロツク信号φ供給点に
接続する代りに、一定電位VE印加点に接続して
このMOSトランジスタ8を所定のオン抵抗をも
つ抵抗素子として使用するようにしたものであ
る。
In the case of FIG. 12, instead of connecting the gate electrode G of the MOS transistor 8 in FIG. 8 to the clock signal φ supply point, it is connected to the constant potential V E application point, so that the MOS transistor 8 has a predetermined on-resistance. It is designed to be used as a resistive element with .

第13図のものは、第10図中のMOSトラン
ジスタ5,8の位置を入れ替えたものである。
In the case of FIG. 13, the positions of MOS transistors 5 and 8 in FIG. 10 are switched.

上記第6図ないし第13図に示す各実施例装置
では、MOSトランジスタ1の基板電極Bと所定
電圧すなわちクロツク信号φかVBとの間に二つ
のMOSトランジスタが挿入されているが、いず
れの場合でもこのうちの一つのMOSトランジス
タのゲート電極Gには入力信号INあるいは出力
信号OUTが供給されているため、MOSトランジ
スタ1の基板電極Bには入力信号INあるいは出
力信号OUTの電圧に応じてこれにほぼ等しい電
圧のバイアス電圧が供給されることになる。した
がつて、これらの各実施例回路においても、第5
図に示すようなものと同等の特性を得ることがで
き、出力信号OUTに発生する歪を極めて小さく
することができる。
In each of the embodiments shown in FIGS. 6 to 13, two MOS transistors are inserted between the substrate electrode B of the MOS transistor 1 and a predetermined voltage, that is, the clock signal φ or VB. Even in this case, the gate electrode G of one of these MOS transistors is supplied with the input signal IN or the output signal OUT, so the substrate electrode B of the MOS transistor 1 is supplied with the voltage of the input signal IN or the output signal OUT. A bias voltage approximately equal to this voltage will be supplied. Therefore, in each of these embodiment circuits, the fifth
Characteristics equivalent to those shown in the figure can be obtained, and distortion generated in the output signal OUT can be extremely reduced.

なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば第4図に示す実施例装置で
は、端子3を入力信号供給端子、端子4を出力信
号取り出し端子として説明したが、これは端子4
を入力信号の供給端子として用い、また端子3を
出力信号取り出し端子として用いるようにしても
よい。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the embodiment shown in FIG. 4, terminal 3 is described as an input signal supply terminal and terminal 4 as an output signal extraction terminal. 4
may be used as an input signal supply terminal, and terminal 3 may be used as an output signal extraction terminal.

さらに第4図に示す実施例装置を始めとする各
実施例装置では、MOSトランジスタ1,2以外
のトランジスタの基板電極Bをそれぞれのソース
電極Sに接続する場合について説明したが、これ
は各MOSトランジスタの基板電極Bを他の電位
点に接続するようにしてもよい。
Furthermore, in each embodiment device including the embodiment device shown in FIG. The substrate electrode B of the transistor may be connected to another potential point.

またさらに上記実施例では、Nチヤネルの
MOSトランジスタ1を、N型半導体基板内に拡
散法等によつて形成されたPウエル領域内に、P
チヤネルのMOSトランジスタ2はN型半導体基
板内にそれぞれ設け、NチヤネルのMOSトラン
ジスタ1の基板電極Bに入力信号INあるいは出
力信号OUTの電圧にほぼ等しいバイアス電圧を
供給する場合について説明したが、これはP型半
導体基板内に拡散法等によつて形成されたNウエ
ル領域内にPチヤネルのMOSトランジスタ2を
設けかつP型半導体基板内にNチヤネルのMOS
トランジスタ1を設ける場合には、Pチヤネルの
MOSトランジスタ2のしきい値のソース―基板
バイアス効果に対する感度がNチヤネルのMOS
トランジスタ1のそれよりも大きくなるので、こ
の場合にはPチヤネルのMOSトランジスタ2の
基板電極Bに端子4あるいは端子3の電圧に応じ
たバイアス電圧を供給すればよく、また、MOS
トランジスタ1あるいは2の基板電極Bと所定電
圧印加点との間に挿入するMOSトランジスタも
Pチヤネルのものであつてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the N-channel
The MOS transistor 1 is placed in a P well region formed in an N type semiconductor substrate by a diffusion method or the like.
The case has been described in which the channel MOS transistors 2 are each provided in an N-type semiconductor substrate, and a bias voltage approximately equal to the voltage of the input signal IN or output signal OUT is supplied to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1. A P-channel MOS transistor 2 is provided in an N-well region formed in a P-type semiconductor substrate by a diffusion method, etc., and an N-channel MOS transistor 2 is provided in a P-type semiconductor substrate.
When providing transistor 1, the P channel
The sensitivity of the threshold value of MOS transistor 2 to the source-substrate bias effect is N-channel MOS.
Since it is larger than that of transistor 1, in this case, it is sufficient to supply a bias voltage corresponding to the voltage of terminal 4 or terminal 3 to the substrate electrode B of P-channel MOS transistor 2;
The MOS transistor inserted between the substrate electrode B of the transistor 1 or 2 and the predetermined voltage application point may also be a P-channel one.

またNチヤネルのMOSトランジスタ1とPチ
ヤネルのMOSトランジスタ2それぞれの基板の
不純物濃度が高い場合には、両MOSトランジス
タ1,2の基板電極Bそれぞれと所定電圧印加点
との間にMOSトランジスタを挿入して、それぞ
れの基板電極Bに入力信号INあるいは出力信号
OUTの電圧に応じたバイアス電圧を供給するよ
うにしてもよい。
In addition, if the impurity concentration of the substrates of N-channel MOS transistor 1 and P-channel MOS transistor 2 is high, a MOS transistor is inserted between each of the substrate electrodes B of both MOS transistors 1 and 2 and a predetermined voltage application point. Then, input signal IN or output signal to each substrate electrode B.
A bias voltage may be supplied depending on the voltage of OUT.

以上説明したようにこの発明によれば、スイツ
チ用のMOS型電界効果トランジスタの基板電極
と所定電圧印加点との間に別のMOS型電界効果
トランジスタを挿入し、このトランジスタのゲー
ト電極にアナログ信号電圧を入力し、アナログ信
号電圧よりも閾値電圧だけ低い電圧をスイツチ用
のMOS型電界効果トランジスタの基板電極に供
給するようにしたので、出力信号に発生する歪を
極めて小さくすることができるアナログスイツチ
装置を提供することができる。
As explained above, according to the present invention, another MOS field effect transistor is inserted between the substrate electrode of a MOS field effect transistor for a switch and a predetermined voltage application point, and an analog signal is sent to the gate electrode of this transistor. By inputting a voltage and supplying a voltage lower than the analog signal voltage by the threshold voltage to the substrate electrode of the MOS field effect transistor for the switch, the analog switch can minimize distortion occurring in the output signal. equipment can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のアナログスイツチ装置の回路構
成図、第2図は同装置を構成するMOS型電界効
果トランジスタの構造断面図、第3図は同従来装
置の特性図、第4図はこの発明の一実施例の回路
構成図、第5図は同実施例装置の特性図、第6図
ないし第13図はそれぞれこの発明の他の実施例
の回路構成図である。 1…Nチヤネルでエンハンスメント型のMOS
型電界効果トランジスタ、2…Pチヤネルでエン
ハンスメント型のMOS型電界効果トランジスタ、
3…入力信号の供給端子、4…出力信号の取り出
し端子、5,6,7,8…Nチヤネルでエンハン
スメント型のMOS型電界効果トランジスタ、1
1…N型半導体基板、12…Pウエル領域。
Figure 1 is a circuit configuration diagram of a conventional analog switch device, Figure 2 is a cross-sectional view of the structure of a MOS field effect transistor that constitutes the device, Figure 3 is a characteristic diagram of the conventional device, and Figure 4 is the invention. FIG. 5 is a characteristic diagram of the device of the same embodiment, and FIGS. 6 to 13 are circuit diagrams of other embodiments of the present invention. 1...N channel enhancement type MOS
type field effect transistor, 2...P channel enhancement type MOS type field effect transistor,
3... Input signal supply terminal, 4... Output signal extraction terminal, 5, 6, 7, 8... N channel enhancement type MOS field effect transistor, 1
1...N-type semiconductor substrate, 12...P well region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アナログ信号を入力するためあるいはアナロ
グ信号を出力するためのソース、ドレイン電極、
導通制御を行なう制御信号が入力されるゲート電
極および基板電極が設けられたスイツチ用の第1
のMOS型電界効果トランジスタと、上記第1の
MOS型電界効果トランジスタの基板電極と所定
電圧印加点との間に挿入され、上記アナログ信号
がゲート電極に入力される第2のMOS型電界効
果トランジスタとを具備し、上記第2のMOS型
電界効果トランジスタを介して上記アナログ信号
電圧よりも一定電圧だけ低下した電圧を上記第1
のMOS型電界効果トランジスタの基板電極に供
給し、入力アナログ信号の電圧変化に対する第1
のMOS型電界効果トランジスタの抵抗の変化を
最小にして出力アナログ信号の歪を最小とし得る
ように構成したことを特徴とするアナログスイツ
チ装置。
1 Source and drain electrodes for inputting analog signals or outputting analog signals,
A first switch for a switch is provided with a gate electrode and a substrate electrode into which a control signal for conducting conduction control is input.
MOS type field effect transistor and the first
a second MOS field effect transistor inserted between the substrate electrode of the MOS field effect transistor and a predetermined voltage application point, the analog signal being input to the gate electrode; A voltage that is lower than the analog signal voltage by a certain voltage via the effect transistor is applied to the first
is supplied to the substrate electrode of the MOS field effect transistor, and the first
An analog switch device characterized in that it is configured to minimize distortion of an output analog signal by minimizing changes in resistance of a MOS field effect transistor.
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