JPH0319359A - Input protective circuit - Google Patents

Input protective circuit

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JPH0319359A
JPH0319359A JP1154066A JP15406689A JPH0319359A JP H0319359 A JPH0319359 A JP H0319359A JP 1154066 A JP1154066 A JP 1154066A JP 15406689 A JP15406689 A JP 15406689A JP H0319359 A JPH0319359 A JP H0319359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
voltage
external input
channel type
input terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP1154066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Hachiman
八幡 幸雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0319359A publication Critical patent/JPH0319359A/en
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a semiconductor integrated circuit in layout efficiency by a method wherein the gates of the MOS transistors of an input protective circuit is made externally controllable. CONSTITUTION:As the gate electrodes of a P-channel type MOS transistor P1 and an N-channel type MOS transistor N1 are connected to a power source VDD and a ground GND through capacitors C1 and C2 respectively, when external input terminals V and G are in an open state, the gate voltages of the MOS transistors P and N are fixed to a VDD level and a GND level respectively. However, when an anomalous voltage, for instance, higher than a power voltage VDD is applied to an external input terminal IN, the P-channel type MOS transistor P1 is turned ON. By this setup, the anomalous voltage is discharged to a power voltage VDD. When an anormalous voltage lower than a ground voltage is applied to the external input terminal IN, the N-channel type MOS transistor N1 is turned ON and the anormalous voltage is discharged to the ground GND.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体集積回路の入力部に設けられ、内部回銘
に対する入力保護を行う入力保護回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an input protection circuit that is provided in an input section of a semiconductor integrated circuit and protects input against internal memory.

[従来の技術コ 従来から半導体集積回路の入力保護回路として?3図に
示す回路が知られている。
[Conventional technology Is it used as an input protection circuit for semiconductor integrated circuits? A circuit shown in FIG. 3 is known.

第3図に示すように、電源vDDと接地GNDとの間に
はPチャネル型MOSトランジスタPQI及びNチャネ
ル型MOSトランジスタN21が直列に接続されている
。Pチャネル型MOSトランジスタP21のゲート電極
は電源VD+)に接続されており、Nチャネル型MOS
トランジスタN21のゲート電極は接地GNDに接続さ
れている。外部入力端子INはこれらPチャネノレ型M
OSトランジスタP■及びNチャネル型MOSトランジ
スタN 2 1の共通接続されたドレイン電極に接続さ
れている。
As shown in FIG. 3, a P-channel MOS transistor PQI and an N-channel MOS transistor N21 are connected in series between the power supply vDD and the ground GND. The gate electrode of the P-channel MOS transistor P21 is connected to the power supply VD+), and the gate electrode of the P-channel MOS transistor P21 is connected to the power supply VD+), and the gate electrode of the P-channel MOS transistor P21 is
The gate electrode of transistor N21 is connected to ground GND. The external input terminal IN is these P channel type M
It is connected to the commonly connected drain electrodes of the OS transistor P■ and the N-channel type MOS transistor N21.

このように構成された入力保護回路においては、Pチャ
ネル型MOSトランジスタP21及びNチャネノレ型M
OSトランジスタN21のドレインにおけるダイオード
効果及びパンチスルー効果を利用して、外部入力端子I
Nから被保護回路である内部回路中に異常電圧が入力さ
れることを防止できる。
In the input protection circuit configured in this manner, a P-channel type MOS transistor P21 and an N-channel type MOS transistor M
Using the diode effect and punch-through effect at the drain of the OS transistor N21, the external input terminal I
It is possible to prevent abnormal voltage from being input from N into the internal circuit that is the protected circuit.

例えば、外部入力端子INに電源電圧よりも高圧の異常
電圧が印加された場合は、Pチャネル型MOSトランジ
スタP21を介して、異常電圧が電源VDDに放電され
る。また、接地電圧よりも低圧の異常電圧が印加された
場合は、Nチャネル型MOSトランジスタN2lを介し
て、異常電圧が接地GNDに放電される。これにより、
半導体集積回路装置のアセンブリ工程等で発生する異常
電圧から内部回路のゲート酸化膜を保護することができ
る。
For example, when an abnormal voltage higher than the power supply voltage is applied to the external input terminal IN, the abnormal voltage is discharged to the power supply VDD via the P-channel type MOS transistor P21. Further, when an abnormal voltage lower than the ground voltage is applied, the abnormal voltage is discharged to the ground GND via the N-channel MOS transistor N2l. This results in
The gate oxide film of the internal circuit can be protected from abnormal voltages generated during the assembly process of semiconductor integrated circuit devices.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の入力保護回路においては
、異常電圧を放電させるために極めて大きな面積のトラ
ンジスタを使用する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional input protection circuit described above, it is necessary to use a transistor with an extremely large area in order to discharge abnormal voltage.

ところが、半導体集積回路装置をプリント基板等に実装
した後に異常電圧が発生する確率は極めて低い。従って
、実使用状態においては、入力保護回路がほとんど機能
しないにも拘らず、大きな面積を必要とするため、半導
体集積回路のレイアウト効率が悪いという問題点がある
However, the probability that an abnormal voltage will occur after a semiconductor integrated circuit device is mounted on a printed circuit board or the like is extremely low. Therefore, in actual use, although the input protection circuit hardly functions, it requires a large area, resulting in a problem that the layout efficiency of the semiconductor integrated circuit is poor.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
外部入力端子に印加される異常電圧から内部回路を保護
する入力保護回路に対し、他の機能を付加することによ
り、半導体集積回路のレイアウト効率の向上を図ること
ができる入力保護回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
To provide an input protection circuit that can improve the layout efficiency of a semiconductor integrated circuit by adding other functions to the input protection circuit that protects an internal circuit from abnormal voltage applied to an external input terminal. With the goal.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る入力保護回路は、電源と外部入力端子との
間に接続されゲートが第1の外部端子に接続されたPチ
ャネル型MOSトランジスタと、前記外部入力端子と接
地との間に接続されゲートが第2の外部端子に接続され
たNチャネル型MOSトランジスタと,前記第1の外部
端子と前記電源との間に接続された第1のコンデンサと
、前記第2の外部端子と接地との間に接続された第2の
コンデンサとを有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] An input protection circuit according to the present invention includes a P-channel MOS transistor connected between a power source and an external input terminal and having a gate connected to a first external terminal; an N-channel MOS transistor connected between the terminal and ground and having a gate connected to a second external terminal; a first capacitor connected between the first external terminal and the power supply; It is characterized by having a second capacitor connected between the second external terminal and ground.

[作用] 本発明にわいては、第1及び第2の外部端子が開放状態
であると、Pチャネル型MOSトランジスタ及びNチャ
ネル型MOSトランジスタのゲート電極と電源及び接地
との間に夫々接続されたコンデンサを介して前記各ゲー
ト電極が電源レベル及び接地レベルにバイアスされる。
[Operation] According to the present invention, when the first and second external terminals are open, the gate electrodes of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor are connected between the power supply and the ground, respectively. Each of the gate electrodes is biased to a power supply level and a ground level via a capacitor.

従って、従来の入力保護回路と同様に、外部入力端子に
電源電圧よりも高圧の異常電圧が入力された場合に、P
チャネル型MOSトランジスタがオンして、異常電圧が
電源に放電される。また、外部入力端子に接地電圧より
も低圧の異常電圧が入力された場合は、Nチャネル型M
OSトランジスタがオンして、異常電圧が接地に放電さ
れる。これにより、内部回路のトランジスタのゲートが
保護される。
Therefore, similar to conventional input protection circuits, when an abnormal voltage higher than the power supply voltage is input to the external input terminal, P
The channel type MOS transistor is turned on and the abnormal voltage is discharged to the power supply. In addition, if an abnormal voltage lower than the ground voltage is input to the external input terminal, the N-channel M
The OS transistor turns on and the abnormal voltage is discharged to ground. This protects the gates of the transistors in the internal circuit.

また、入力保護回路の機能が必要とされない実使用状態
においては、前記第1及び第2の外部端子に特定の電圧
を印加して、MOSトランジスタのゲート電圧を制御す
ることにより、外部入力端子から内部回路に入力される
信号レベルを任意に固定することができる。このため、
入力保護回路を入力保護機能の他に、例えば、内部回路
に対してセット/リセット等を制御する回路としても使
用することができる。
Furthermore, in actual usage conditions where the function of the input protection circuit is not required, by applying a specific voltage to the first and second external terminals and controlling the gate voltage of the MOS transistor, it is possible to control the voltage from the external input terminal. The signal level input to the internal circuit can be arbitrarily fixed. For this reason,
In addition to the input protection function, the input protection circuit can also be used, for example, as a circuit for controlling set/reset of internal circuits.

[実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

?1図は本発明の第1の実施例に係る入力保護回路を示
す回路図である。第1図に示すように、Pチャネル型M
OSトランジスタP.のソース電極は電源VOOに接続
されており、Pチャネル型MOSトランジスタP,のド
レイン電極はNチャネル型MOSトランジスタN,のド
レイン電極と共に外部入力端子INに接続されている。
? FIG. 1 is a circuit diagram showing an input protection circuit according to a first embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, P-channel type M
OS transistor P. The source electrode of P-channel type MOS transistor P is connected to the power supply VOO, and the drain electrode of P-channel type MOS transistor P, together with the drain electrode of N-channel type MOS transistor N, is connected to external input terminal IN.

Nチャネル型MOSトランジスタN,のソース電極は接
地GNDに接続されている。Pチャネル型MOSトラン
ジスタP.のゲート電極は外部入力端子Vlに接続され
ており、外部入力端子VIと電源VDDとの間にはコン
デンサCIが接続されている。Nチャネル型MOSトラ
ンジスタN1のゲート電極は外部入力端子G1に接続さ
れており、外部入力端子G■と接地GNDとの間にはコ
ンデンサC2が接続されている。
The source electrode of the N-channel MOS transistor N is connected to ground GND. P channel type MOS transistor P. The gate electrode of is connected to an external input terminal Vl, and a capacitor CI is connected between the external input terminal VI and a power supply VDD. A gate electrode of the N-channel MOS transistor N1 is connected to an external input terminal G1, and a capacitor C2 is connected between the external input terminal G2 and the ground GND.

このように構成された入力保護回路によれば、Pチャネ
ル型MOSトランジスタP,及びNチャネル型MOSト
ランジスタNIは、そのゲート電極がコンデンサC,及
びC2を介して電源V。0及び接地GNDに接続されて
いるので、外部入力端子Vr,Grが開放状態であると
、MOSトランジスタPl,NIのゲート電圧は夫々V
DDレベル及びGNDレベルに固定されるので、正常電
圧下においては、オフ状態を維持している。しかしなが
ら、外部入力端子INに、例えば、電源■。Dよりも高
圧の異常電圧が印加された場合は、Pチャネノレ型MO
SトランジスタP1がオンする。これにより、異常電圧
が電源VOOに放電される。また、外部入力端子INに
接地電圧よりも低圧の異常電圧が印加された場合は、N
チャネル型MOSトランジスタN1がオンして、異常電
圧が接地GNDに放電される。これにより、内部回路の
トランジスタのゲートが保護される。
According to the input protection circuit configured in this manner, the gate electrodes of the P-channel MOS transistor P and the N-channel MOS transistor NI are connected to the power supply V through the capacitors C and C2. 0 and the ground GND, so when the external input terminals Vr and Gr are open, the gate voltages of the MOS transistors Pl and NI are V, respectively.
Since it is fixed at the DD level and the GND level, it maintains an off state under normal voltage. However, if the external input terminal IN is connected to the power supply ■, for example. If an abnormal voltage higher than D is applied, the P channel type MO
S transistor P1 turns on. As a result, the abnormal voltage is discharged to the power supply VOO. In addition, if an abnormal voltage lower than the ground voltage is applied to the external input terminal IN, the N
The channel type MOS transistor N1 is turned on and the abnormal voltage is discharged to the ground GND. This protects the gates of the transistors in the internal circuit.

一方、Pチャネル型MOSトランジスタPI及びNチャ
ネノレ型MOSトランジスタNlのゲート電極は、夫々
外部入力端子V,及びG,に接続されているため、この
外部入力端子VI及びG1にローレベル又はハイレベル
の電圧を印加することにより、外部入力端子INから内
部回路に印加さ?る電位をハイレベル又はローレベルに
固定することができる。従って、この入力保護回路を具
備する半導体集積回路がプリント基板等に実装された後
においては、この入力保護回路は外部入力端子INの入
力状態の制御回路として機能することができる。なお、
本機能を使用しない場合には、外部入力端子V,及びG
1を、夫々電源VDD及び接地GNDに接続するか、オ
ーブンにして使用することができる。特に後者の場合、
コンデンサC1及びC2を介して、外部入力端子Vl及
びG,の電位は電源V。D及び接地GNDに固定される
On the other hand, since the gate electrodes of the P-channel MOS transistor PI and the N-channel MOS transistor Nl are connected to external input terminals V and G, respectively, low level or high level signals are applied to the external input terminals VI and G1. By applying a voltage, is it applied to the internal circuit from the external input terminal IN? The potential can be fixed at a high level or a low level. Therefore, after a semiconductor integrated circuit including this input protection circuit is mounted on a printed circuit board or the like, this input protection circuit can function as a control circuit for the input state of the external input terminal IN. In addition,
When not using this function, use external input terminals V and G.
1 can be connected to the power supply VDD and ground GND, respectively, or can be used as an oven. Especially in the latter case,
The potential of external input terminals Vl and G is the power supply V via capacitors C1 and C2. D and ground GND.

第2図は本発明の第2の実施例に係る入力保護回路を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an input protection circuit according to a second embodiment of the present invention.

本実施例は第1の実施例におけるMOSトランジスタP
.,N.を並列に複数接続した入力保護回路である。第
2図に示すように、電源VD[,と外部入力端子IN.
,・・・.IN.との間には、Pチャネル型MOSトラ
ンジスタP■.・・・+PInが夫々接続され、外部入
力端子IN..・・・.IN.,と接地GNDとの間に
は、Nチャネル型MOSトランジスタNll+ ・・・
+N1nが夫々接続されている。
This embodiment is a MOS transistor P in the first embodiment.
.. ,N. This is an input protection circuit that connects multiple in parallel. As shown in FIG. 2, the power supply VD[, and the external input terminal IN.
,... IN. A P-channel MOS transistor P■. ...+PIN are connected respectively, and the external input terminals IN. ..・・・. IN. , and the ground GND, there is an N-channel MOS transistor Nll+...
+N1n are connected to each other.

Pチャネノレ型MOsトランジスタP1,,・・・,P
1.の各ゲート電極は外部入力端子V1に接続されてお
り、この外部入力端子V1と電源VDDとの間にはコン
デンサCIが接続されている。Nチャネル型MOSトラ
ンジスタNlll・・・INtnの各ゲート電極は外部
入力端子GIに接続されており、この外部入力端子G,
と接地GNDとの間にはコンデンサC2が接続されてい
る。
P-channel MOs transistor P1,...,P
1. Each gate electrode is connected to an external input terminal V1, and a capacitor CI is connected between this external input terminal V1 and a power supply VDD. Each gate electrode of the N-channel MOS transistors Nlll...INtn is connected to an external input terminal GI, and these external input terminals G,
A capacitor C2 is connected between the GND and the ground GND.

本実施例によれば、外部入力端子v1lGIを制御して
、外部入力端子INK,・・・,IN.を同時に所望す
る電位に固定することができるので、メモリ及びカウン
タ等に記憶されるデータ並びにこれらに対するアドレス
のセット又はリセットを行うのに使用することができ、
テストモード等において有効に利用することができる。
According to this embodiment, by controlling the external input terminal v1lGI, the external input terminals INK, . . . , IN. can be fixed at a desired potential at the same time, so it can be used to set or reset data stored in memories, counters, etc., and addresses for these.
It can be effectively used in test mode, etc.

従って、データのセット等を行うために一般に必要とさ
れるNAND素子又はNOR素子を本実施例の入力保護
回路によって代用することにより、これらゲート素子を
データの信号線の数だけ削減することができる。これに
より、レイアウト効率が向上した半導体集積回路装置を
得ることができる。
Therefore, by substituting the input protection circuit of this embodiment for the NAND element or NOR element that is generally required for setting data, etc., the number of gate elements can be reduced by the number of data signal lines. . Thereby, a semiconductor integrated circuit device with improved layout efficiency can be obtained.

[発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、従来、単に入力保
護機能しか持たなかった入力保護回路の各MOSトラン
ジスタのゲートを外部から制御可能としたから、内部回
路への入力状態を制御することができる。従って、入力
保護回路を例えば、チップ実装後に、NAND素子及び
NOR素子等の理論回路素子として代用することにより
、これらの素子が占有する面積を削減することができる
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the gates of each MOS transistor of the input protection circuit, which conventionally only had an input protection function, can be controlled from the outside, so that the input state to the internal circuit can be controlled from the outside. can be controlled. Therefore, by substituting the input protection circuit as a theoretical circuit element such as a NAND element or a NOR element after chip mounting, the area occupied by these elements can be reduced.

従って、半導体集積回路のレイアウト効率が向上し、チ
ップを小さくすることができ、チップの原価を低減する
ことができる。
Therefore, the layout efficiency of the semiconductor integrated circuit is improved, the chip can be made smaller, and the cost of the chip can be reduced.

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

第1図は本発明の第1の実施例に係る入力保護回路の回
路図、第2図は本発明の第2の実施例に係る入力保護回
路の回路図、第3図は従来の入力保護回路の回路図であ
る。 IN,INI ,INn,V.,G,;外部入力端子、
Cl H C2 ;コンデンサ、P++P+++P1イ
 p2,;pチャネル型MOSトランジスタ、NI+ 
N+t+ N+。+ N 21 ; Nチャネル型MO
Sトランジスタ
FIG. 1 is a circuit diagram of an input protection circuit according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an input protection circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional input protection circuit. It is a circuit diagram of a circuit. IN, INI, INn, V. ,G,; External input terminal,
Cl H C2; Capacitor, P++P+++P1 p2,; P channel type MOS transistor, NI+
N+t+ N+. + N 21 ; N-channel MO
S transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電源と外部入力端子との間に接続されゲートが第
1の外部端子に接続されたPチャネル型MOSトランジ
スタと、前記外部入力端子と接地との間に接続されゲー
トが第2の外部端子に接続されたNチャネル型MOSト
ランジスタと、前記第1の外部端子と前記電源との間に
接続された第1のコンデンサと、前記第2の外部端子と
接地との間に接続された第2のコンデンサとを有するこ
とを特徴とする入力保護回路。
(1) A P-channel MOS transistor connected between a power supply and an external input terminal and having a gate connected to a first external terminal, and a P-channel MOS transistor connected between the external input terminal and ground and having a gate connected to a second external terminal. an N-channel MOS transistor connected to the terminal; a first capacitor connected between the first external terminal and the power source; and a first capacitor connected between the second external terminal and ground. 2. An input protection circuit comprising: 2 capacitors.
JP1154066A 1989-06-16 1989-06-16 Input protective circuit Pending JPH0319359A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5610426A (en) * 1994-07-21 1997-03-11 Nippondenso Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device having excellent dual polarity overvoltage protection characteristics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5610426A (en) * 1994-07-21 1997-03-11 Nippondenso Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit device having excellent dual polarity overvoltage protection characteristics

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