JPH03272166A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH03272166A
JPH03272166A JP2072758A JP7275890A JPH03272166A JP H03272166 A JPH03272166 A JP H03272166A JP 2072758 A JP2072758 A JP 2072758A JP 7275890 A JP7275890 A JP 7275890A JP H03272166 A JPH03272166 A JP H03272166A
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JP
Japan
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circuit
power supply
input
supply voltage
output buffer
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Application number
JP2072758A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Takahashi
敏郎 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable an excess circuit to be effectively employed so as to improved a semiconductor integrated circuit in degree of integration by a method wherein output circuit forming transistors which become excess when an input- output buffer forming region is used as an input circuit are used to constitute a power supply voltage conversion circuit. CONSTITUTION:An input-output unit circuit 15 can be used as various kinds of circuit such as an input circuit, an output circuit, or an input-output circuit, and when the circuit 15 is used as an input circuit, transistors used for an output circuit become excess. A supply voltage conversion circuit 17 is constituted taking advantage of the excess transistors concerned, the circuit 15 is used as both an input circuit 17 and a circuit 18, and the circuit 15 not used for an input-output circuit is separately used as a supply voltage conversion circuit 19. As transistors of large size used in an output circuit are used in the circuits 17 and 19, a semiconductor device of this design is large in power supply capacity. By this setup, a semiconductor integrated circuit of this design can be improved in degree of integration taking advantage of an excess circuit without providing a dedicated power supply circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外部電源電圧を内部回路に適合する内部の電源
電圧に変換するための電源電圧変換回路を内蔵する半導
体集積回路、ことに顧客仕様に基づいて若しくはそれを
反映するようにして設計されるゲートアレイ又はスタン
ダードセルのような半導体集積回路に関し、例えばマイ
クロコンピュータに適用して有効な技術に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a built-in power supply voltage conversion circuit for converting an external power supply voltage to an internal power supply voltage that is compatible with an internal circuit. The present invention relates to semiconductor integrated circuits such as gate arrays or standard cells designed based on or reflecting the same, and relates to techniques that are effective when applied to, for example, microcomputers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

顧客仕様のファンクション機能や論理回路に従って設計
、生産を行う半導体集積回路の代表例として、ゲートア
レイやスタンダードセルがあげられる。これらの半導体
集積回路では、複雑なファンクション動作やデータの記
憶を行う内部回路とこの周辺を囲むように外部とのイン
タフェースを行う人出カバソファ回路が配置されている
。これらの入出力バッファ回路では、種々の入力回路、
出力回路、若しくは入出力回路を選択できるのが一般的
である。
Gate arrays and standard cells are typical examples of semiconductor integrated circuits that are designed and manufactured according to customer specifications and logic circuits. These semiconductor integrated circuits include an internal circuit that performs complex functional operations and data storage, and a covered circuit that interfaces with the outside surrounding the internal circuit. In these input/output buffer circuits, various input circuits,
Generally, it is possible to select an output circuit or an input/output circuit.

さて、プロセスの進化に伴い、デバイスの微細化が進む
につれて、従来の5■のような単一の電源電圧では、デ
バイスの耐圧がもたなくなってきた。ところが種々の半
導体集積回路を同一ボード上にのせて使用するユーザに
とっては、複数種の電源電圧を供給することは避けたい
。そこで、半導体集積回路内に電源電圧変換回路を構成
し、外部電源電圧を5vに保ちながら、内部電源電圧を
例えば3■に下げるのが一般的である。
Now, with the evolution of processes and the miniaturization of devices, devices are no longer able to withstand voltage with a single power supply voltage such as the conventional 5-inch voltage. However, for users who use various semiconductor integrated circuits mounted on the same board, it is desirable to avoid supplying multiple types of power supply voltages. Therefore, it is common to configure a power supply voltage conversion circuit within a semiconductor integrated circuit to lower the internal power supply voltage to, for example, 3V while maintaining the external power supply voltage at 5V.

この電源電圧変換回路を内蔵したゲートアレイの一例と
しては、15SCC’89のTHPM13.1 (PP
176−177)における発表(A BiCMO5Ch
annelless Masterslice 0n−
Chip V。
An example of a gate array incorporating this power supply voltage conversion circuit is THPM13.1 (PP
176-177) (A BiCMO5Ch
anneless Masterslice 0n-
Chip V.

]、tage Converter)がある。このゲー
トアレイでは入出力バッファ回路の内側に内部回路の周
辺を囲んで電源電圧変換回路が構成されている。
], stage Converter). In this gate array, a power supply voltage conversion circuit is configured inside the input/output buffer circuit and surrounds the internal circuit.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術では、電源電圧変換回路は内部回路や入出
力バッファ回路とは独立の専用領域に構成されるため、
電源電圧変換回路の必要のない半導体集積回路に比較し
、集積度が低下する。特に高速動作する半導体集積回路
では電源電圧変換回路による電流供給能力を大きくしな
ければならないため、多数の電源電圧変換回路が必要に
なり、そのような変換回路専用の形成領域ははじめから
比較的大きな面積を占有し、大幅に集積度が低下3 することになる。
In the above conventional technology, the power supply voltage conversion circuit is configured in a dedicated area independent of the internal circuits and input/output buffer circuits.
Compared to semiconductor integrated circuits that do not require a power supply voltage conversion circuit, the degree of integration is lower. In particular, in semiconductor integrated circuits that operate at high speed, the current supply capacity of the power supply voltage conversion circuit must be increased, so a large number of power supply voltage conversion circuits are required, and the area dedicated to such conversion circuits is relatively large from the beginning. This will take up a lot of space and significantly reduce the degree of integration3.

本発明の目的は、集積度の低下を招くことなく電源電圧
変換回路を構成することができる半導体集積回路を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can configure a power supply voltage conversion circuit without reducing the degree of integration.

本発明の前記並びにそのほかの目的と新規な特徴は本明
細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、半導体基板の周縁部に外部と接続される入出
力バッファ形成領域が配置され、その内側領域に所要の
回路が構成される半導体集積回路において、入出力バッ
ファ形成領域には種々の入力回路、出力回路、又は入出
力回路を構成するためのトランジスタが独立に含まれる
。このため入出力バッファ形成領域が入力回路として使
われる場合は、出力回路構成用のサイズの大きなトラン
ジスタは未使用状態になる。本発明はこの未使用になる
出力回路構成用のトランジスタを用いて電4 源電圧変換回路を構成するものである。
That is, in a semiconductor integrated circuit in which an input/output buffer forming area connected to the outside is arranged at the peripheral edge of a semiconductor substrate, and necessary circuits are formed in the inner area, various input circuits, Transistors for configuring an output circuit or an input/output circuit are independently included. Therefore, when the input/output buffer forming area is used as an input circuit, large transistors for configuring the output circuit are left unused. The present invention constructs a power source voltage conversion circuit using these unused transistors for configuring an output circuit.

そして、電源電圧変換回路からの電流供給能力を向上さ
せるには、未使用の出力回路構成用トランジスタを極力
電源電圧変換回路に利用するとよい。マイクロコンピュ
ータのような論理LSIでは例えば外部端子の174〜
378程度が入力端子として利用される。これに従えば
、未使用の出力回路構成用トランジスタは入出カバソフ
ァ形成領域において全体の王/4〜3/8以上になり、
最大限それを全て電源電圧変換回路に利用可能になる。
In order to improve the current supply capability from the power supply voltage conversion circuit, it is preferable to utilize as many unused output circuit configuration transistors as possible in the power supply voltage conversion circuit. For example, in a logic LSI such as a microcomputer, external terminals 174 to
About 378 are used as input terminals. According to this, the unused output circuit configuration transistors will occupy more than 4/4 to 3/8 of the total in the input/output cover sofa formation area,
As much as possible, all of it can be used for the power supply voltage conversion circuit.

入出力バッファ形成領域において電源電圧変換回路が形
成される場所は、当該領域に形成される各種回路のレイ
アラ1〜状態によって決まる。そこで、未使用出力回路
がどの位置にあっても電源電圧変換回路を構成すること
ができるようにするには、外部電源端子に結合される外
部電源用配線と、内部領域の内部電源用支線に結合され
る内部電源用幹線とを、前記入出力バツファ形成領域に
沿って配線するとよい。
The location where the power supply voltage conversion circuit is formed in the input/output buffer formation area is determined by the layerer 1 to state of the various circuits formed in the area. Therefore, in order to be able to configure a power supply voltage conversion circuit no matter where the unused output circuit is located, it is necessary to It is preferable that the internal power supply main line to be coupled be routed along the input/output buffer forming area.

また、電源電圧発生回路による電源電圧の変換レベルを
基準電圧によって決定する場合には、基準電圧発生回路
と、この基準電圧発生回路で発生される基準電圧を伝達
するために前記入出力バッファ形成領域に沿って配線さ
れた基準電圧用配線とを設けておくとよい。
In addition, when the conversion level of the power supply voltage by the power supply voltage generation circuit is determined by the reference voltage, the reference voltage generation circuit and the input/output buffer forming area for transmitting the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit are provided. It is preferable to provide a reference voltage wiring line along the line.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、入出力バッファ形成領域の未使
用出力回路構成用トランジスタを流用して、所要の電流
供給能力をもった電源電圧変換回路が構成される。この
ことは、スタンダードセルやゲートアレイにおいて電源
電圧変換回路専用のトランジスタ領域を予め確保しなく
てもよいように作用し、もって集積度の低下を招くこと
なく電源電圧変換回路を構成することができる。
According to the above-mentioned means, a power supply voltage conversion circuit having the required current supply capability is constructed by reusing unused output circuit configuration transistors in the input/output buffer formation region. This works so that there is no need to reserve a transistor area dedicated to the power supply voltage conversion circuit in advance in the standard cell or gate array, and it is therefore possible to configure the power supply voltage conversion circuit without reducing the degree of integration. .

〔実 施 例〕〔Example〕

第1図には本発明に係る半導体集積回路の一実施例が示
される。
FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

同図に示される半導体集積回路は、特に制限されないが
、スタンダードセル方式又はゲートアレイ方式によって
形成されるマイクロコンピュータであり、シリコンのよ
うな半導体基板上に形成されている。
The semiconductor integrated circuit shown in the figure is a microcomputer formed by a standard cell method or a gate array method, although it is not particularly limited, and is formed on a semiconductor substrate such as silicon.

半導体基板上の中央部に位置する内部回路形成領域3に
は、顧客の要求仕様に基づいて、ランダムロジック4〜
6、レジスタファイル7、算術論理演算器8、乗算器9
、ROM (リード・オンリ・メモリ)10、並びにR
AM(ランダム・アクセス・メモリ)11〜工3などが
構成される。
The internal circuit forming area 3 located in the center of the semiconductor substrate has random logic 4 to
6, register file 7, arithmetic logic unit 8, multiplier 9
, ROM (read-only memory) 10, and R
AM (random access memory) 11 to 3 are configured.

前記内部回路形成領域3の周辺は入出力バツファ形成領
域2とされ、入力回路、出力回路、又は入出力回路など
を選択的に構成可能な入出力単位回路15が多数配置さ
れ、夫々の入出力単位回路15に対応してポンディング
パッド又は金属バンプ電極のようなパッドエ6が多数配
設されている。
The area around the internal circuit forming area 3 is an input/output buffer forming area 2, in which a large number of input/output unit circuits 15 that can selectively configure an input circuit, an output circuit, or an input/output circuit are arranged, and each input/output A large number of pads 6 such as bonding pads or metal bump electrodes are provided corresponding to the unit circuits 15.

ここで、本実施例の半導体集積回路において内部回路形
成領域3の各回路ブロックの動作電圧は例えば3vとさ
れる。このとき、例えば5Vの外部電源電圧を受けて動
作するためには、その外部電源電圧を内部で3vに降圧
して内部回路形成領7− 域3の各回路ブロックに供給するための構成が必要にな
る。
Here, in the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the operating voltage of each circuit block in the internal circuit formation region 3 is, for example, 3V. At this time, in order to operate by receiving an external power supply voltage of, for example, 5V, a configuration is required to internally step down the external power supply voltage to 3V and supply it to each circuit block in internal circuit formation area 7-3. become.

従来は、内部回路形成領域3と入出力バッファ形成領域
2との間に電源電圧変換回路のための専用トランジスタ
領域が設けられていたが、本実施例では、入出力単位回
路15において未使用の出力回路構成用トランジスタを
利用して電源電圧変換回路を構成する。
Conventionally, a dedicated transistor area for a power supply voltage conversion circuit was provided between the internal circuit forming area 3 and the input/output buffer forming area 2, but in this embodiment, an unused transistor area is provided in the input/output unit circuit 15. A power supply voltage conversion circuit is configured using transistors for configuring an output circuit.

次に電源電圧変換回路の具体的な構成手法について説明
する。
Next, a specific method of configuring the power supply voltage conversion circuit will be explained.

入出力単位回路15は、ユーザの指定に従って種々の入
力回路、出力回路、若しくは入出力回路として使用可能
であるが、入力回路として用いられた場合は出力回路用
のトランジスタが余剰となり、かつ、そのなかには大サ
イズのトランジスタが含まれる。そこで、その余剰トラ
ンジスタを用いて電源電圧変換回路17を構成し、入出
力単位回路15を入力回路上8と電源電圧変換回路17
として用いる。また、入出力用に利用されない入出力単
位回路15は電源電圧変換回路19として8− 単独利用される。電源電圧変換回路17.19は出力回
路用の大きなサイズの]・ランジスタを利用するため1
個々においても比較的大きな電源供給能力をもち、しか
も多数の未使用出力回路構成用トランジスタを利用して
多数の電源電圧変換回路を構成できるので、高速動作の
要求を満足し得る充分な電流供給能力を得ることができ
る。
The input/output unit circuit 15 can be used as various input circuits, output circuits, or input/output circuits according to the user's specifications, but when used as an input circuit, the transistors for the output circuit become redundant. Some of them include large-sized transistors. Therefore, the power supply voltage conversion circuit 17 is constructed using the surplus transistors, and the input/output unit circuit 15 is connected to the input circuit 8 and the power supply voltage conversion circuit 17.
used as Further, the input/output unit circuit 15 which is not used for input/output is used alone as a power supply voltage conversion circuit 19. The power supply voltage conversion circuit 17.19 is a large-sized transistor for the output circuit.
Each transistor has a relatively large power supply capacity, and a large number of unused output circuit configuration transistors can be used to configure a large number of power supply voltage conversion circuits, so it has sufficient current supply capacity to satisfy the requirements for high-speed operation. can be obtained.

前記入出力バッファ形成領域2の上層には5■のような
外部電源電圧が外部から供給される外部電源用配線20
.3vのような内部電源電圧が前記電源電圧変換回路か
ら供給される内部電源用幹線21が周回されている。出
力回路として利用されない前記入出力単位回路15に形
成される電源電圧変換回路17は外部電源用配線20に
結合され、当該単位回路15に含まれる入力回路18は
それに対応するパッド16に結合される。一方、入出力
回路として利用されない入出力単位回路15に含まれる
電源電圧変換回路上9は外部電源用配線20に結合され
ると共に、それに対応するパッドエ6に結合される。前
記電源電圧変換回路1−7.18の電源出力端子は内部
電源用幹線21−に結合される。内部電源用幹線21に
供給される内部電源電圧は、内部電源用支線22を介し
て各種内部回路に供給される。尚、第1図において外部
電源用配線20は]−本の配線のように示されているが
、入力回路用と出力回路用に夫々設けてもよい。また、
第1図において接地電位のような低レベル側電圧の電源
配線は省略されているが、実際には特定のパッドに結合
された電源配線が存在している。
In the upper layer of the input/output buffer formation area 2, there is an external power supply wiring 20 to which an external power supply voltage such as 5.
.. An internal power supply main line 21 to which an internal power supply voltage such as 3V is supplied from the power supply voltage conversion circuit is circulated. The power supply voltage conversion circuit 17 formed in the input/output unit circuit 15 that is not used as an output circuit is coupled to the external power supply wiring 20, and the input circuit 18 included in the unit circuit 15 is coupled to the corresponding pad 16. . On the other hand, the power supply voltage conversion circuit 9 included in the input/output unit circuit 15 which is not used as an input/output circuit is coupled to the external power supply wiring 20 and to the corresponding pad 6. The power supply output terminal of the power supply voltage conversion circuit 1-7.18 is coupled to the internal power supply main line 21-. The internal power supply voltage supplied to the internal power main line 21 is supplied to various internal circuits via the internal power supply branch line 22. In FIG. 1, the external power supply wiring 20 is shown as a - line wiring, but it may be provided for an input circuit and an output circuit, respectively. Also,
In FIG. 1, a power supply wiring for a low-level voltage such as a ground potential is omitted, but in reality, a power supply wiring coupled to a specific pad exists.

前記電源電圧変換回路17.19の回路構成については
入出力単位回路15に含まれるトランジスタの数や種類
に応じて決定される。例えば外部電源電圧に対する内部
電源電圧のレベルを基′$電圧を用いて決定する回路構
成を採用する場合、基準電圧発生回路を夫々の入出力単
位回路15によって構成することができる。例えば入出
力単位回路15にBi−CMO8回路を構成し得る1〜
ランジスタが含まれている場合には、バイポーラトラン
ジスタを利用したバンドギャップ型基準電圧発生回路を
採用することができる。また、MO8型半導体集積回路
の場合には、一対のMOSFETのしきい値電圧の差を
利用して基準電圧を発生させることができる。このとき
、MOSFETのしきい値電圧は製造条件によってばら
つくので、高精度な基準電圧を得るには、一対のMOS
FETの負荷抵抗をレーザトリミングなどによって調整
可能にしておく考慮が必要になる。
The circuit configuration of the power supply voltage conversion circuits 17 and 19 is determined depending on the number and types of transistors included in the input/output unit circuit 15. For example, when adopting a circuit configuration in which the level of the internal power supply voltage with respect to the external power supply voltage is determined using the base voltage, the reference voltage generation circuit can be constructed by each input/output unit circuit 15. For example, 1 to 8 Bi-CMO circuits can be configured in the input/output unit circuit 15.
If a transistor is included, a bandgap reference voltage generation circuit using bipolar transistors can be employed. Furthermore, in the case of an MO8 type semiconductor integrated circuit, a reference voltage can be generated using the difference in threshold voltage between a pair of MOSFETs. At this time, the threshold voltage of the MOSFET varies depending on the manufacturing conditions, so in order to obtain a highly accurate reference voltage, a pair of MOS
Consideration must be given to making the load resistance of the FET adjustable by laser trimming or the like.

本実施例では多数の電源電圧変換回路17,19に基準
電圧発生回路24を共有させる。すなわち、入出力バッ
ファ形成領域2の角部に基準電圧発生回路24を構成し
、これによって発生される基準電圧を、入出力バッファ
形成領域2の−L層に周回された基準電圧用配線25を
介して、夫々の電源電圧変換回路17.19に供給する
ようになっている。
In this embodiment, a large number of power supply voltage conversion circuits 17 and 19 share the reference voltage generation circuit 24. That is, the reference voltage generation circuit 24 is configured at the corner of the input/output buffer formation area 2, and the reference voltage generated by the circuit is transmitted through the reference voltage wiring 25 which is routed around the -L layer of the input/output buffer formation area 2. The voltage is supplied to the respective power supply voltage conversion circuits 17 and 19 via the power supply voltage conversion circuits 17 and 19.

第2図には入出力単位回路15に構成されるCM、O8
型の出力回路例が示される。
FIG. 2 shows the CM and O8 configured in the input/output unit circuit 15.
An example output circuit of the type is shown.

同図においてPチャンネル型MO8FETQI及びNチ
ャンネル型MO8FETQ2は出力最終11 2 段を構成する比較的大きなサイズのトランジスタであり
、フリッププロップ回路を構成するナントゲートNAN
D3−.NAND2及びフリップフロップ回路を構成す
るノアゲートN0R1−、N0R2はOv〜3■の入力
論理レベルをOV〜5■に変換すると共にMO8FET
QI、O2を駆動するための論理ゲートである。これら
のトランジスタや論理ゲートには5vのような外部電源
電圧が供給される。また、インバータINVI〜INV
3は3■のような内部電源電圧で動作し、前記ゲートN
ANDI、NAND2.N0RI、N0R2を制御する
In the same figure, P-channel type MO8FETQI and N-channel type MO8FETQ2 are relatively large transistors that constitute the final 11 2 stage of output, and the Nant gate NAN that constitutes the flip-flop circuit.
D3-. NOR gates N0R1- and N0R2, which constitute the NAND2 and flip-flop circuits, convert the input logic level of Ov~3■ to OV~5■, and MO8FET
This is a logic gate for driving QI and O2. An external power supply voltage such as 5V is supplied to these transistors and logic gates. In addition, inverters INVI to INV
3 operates with an internal power supply voltage such as 3■, and the gate N
ANDI, NAND2. Controls N0RI and N0R2.

この出力回路において、イネーブル信号ENがハイレベ
ルにされると、双方のMO8FETQI。
In this output circuit, when the enable signal EN is set to high level, both MO8FETQI.

O2がカットオフされて高出力インピーダンス状態にさ
れる。
O2 is cut off into a high output impedance state.

イネーブル信号ENがローレベルにされると、出力回路
はデータDinのレベルに従った出力動作を行う。すな
わち、データDinがハイレベルにされると、ナントゲ
ートNANDi、NAND2によって構成されるフリッ
ププロップがローレベルを出力し、且つ、ノアゲーhN
OR1,N○R2によって構成されるフリップフロップ
がローレベルを出力することにより、出力回路は5■の
ような論理レベルを持つデータl) o u tを出力
する。一方、データDjnがローレベルにされると、ナ
ントゲートNANDI、NAND2によって構成される
フリッププロップがハイレベルを出力し、且つ、ノアゲ
ートN0RI、N0R2によって構成されるフリップフ
ロップがハイレベルを出力することにより、出力回路は
Ovのような論理レベルを持つデータI) o u t
を出力する。尚、Vccは5Vのような外部電源電圧で
ある。
When the enable signal EN is set to low level, the output circuit performs an output operation according to the level of the data Din. That is, when the data Din is set to a high level, the flip-flop constituted by the NAND gates NANDi and NAND2 outputs a low level, and the NAND gate hN
When the flip-flop constituted by OR1 and N○R2 outputs a low level, the output circuit outputs data l) out having a logic level such as 5■. On the other hand, when the data Djn is set to low level, the flip-flop composed of NAND gates NANDI and NAND2 outputs high level, and the flip-flop composed of NOR gates N0RI and N0R2 outputs high level. , the output circuit outputs data I) with a logic level such as Ov.
Output. Note that Vcc is an external power supply voltage such as 5V.

第3図には第2図の出力回路構成用トランジスタを用い
て構成される電源電圧変換回路の一例が示される。
FIG. 3 shows an example of a power supply voltage conversion circuit constructed using the transistors for configuring the output circuit shown in FIG. 2. In FIG.

前記MO8FETQIは電源電圧を供給するための駆動
MO8FETとして利用され、前記M○5FETQ2は
発振防止用キャパシタとして利用される。なお、MO8
FETQ2のドレイン電極及びソース電極には回路の接
地電位が与えられ、また当該MO8FETQ2のゲート
電極はMO8FETQIのドレイン電極に結合されてい
て、その結合ノードが内部電源電圧Vintの出力端子
とされる。駆動MO8FETQIは、一対のPチャンネ
ル型MO8FETQ3.Q4から成るカレントミラー負
荷と、一対のNチャンネル聖人力MO8FETQ5.Q
6と、Nチャンネル型パワースイッチMO8FETQ7
とによって構成される回路で制御される。入力MO8F
ETQ5及びパワースイッチMO8FETQ7のゲート
電極には基準電圧発生回路24で生成される3Vのよう
な基準電圧V r e fが印加される。他方の入力M
O8FETQ6のゲート電極にはMO8FETQIとM
O8FETQ2の結合ノードが接続されている。そして
、MO8FETQ3とQ5の共通ドレイン電極の電圧に
よって駆動MO8FETQ王が制御される。この回路は
、基準電圧Vrefを参照して、駆動MO8FETQI
を制御し、内部電源電圧Vintを基準電圧V r e
 fに等しい電圧に制御する。尚、MO8FETQ3〜
Q7は前記ゲートNANDI、NAND2.N0RI、
N。
The MO8FETQI is used as a drive MO8FET for supplying a power supply voltage, and the M○5FETQ2 is used as an oscillation prevention capacitor. In addition, MO8
The ground potential of the circuit is applied to the drain and source electrodes of the FETQ2, and the gate electrode of the MO8FETQ2 is coupled to the drain electrode of the MO8FETQI, and the coupled node serves as an output terminal for the internal power supply voltage Vint. The driving MO8FETQI is a pair of P-channel type MO8FETQ3. A current mirror load consisting of Q4 and a pair of N-channel MO8FETs Q5. Q
6 and N-channel power switch MO8FETQ7
It is controlled by a circuit consisting of Input MO8F
A reference voltage V r e f such as 3V generated by the reference voltage generation circuit 24 is applied to the gate electrodes of the ETQ5 and the power switch MO8FETQ7. the other input M
MO8FETQI and M are connected to the gate electrode of O8FETQ6.
A coupling node of O8FETQ2 is connected. The driving MO8FETQ is controlled by the voltage of the common drain electrode of the MO8FETQ3 and Q5. This circuit refers to the reference voltage Vref to drive MO8FETQI.
to control the internal power supply voltage Vint to the reference voltage V r e
The voltage is controlled to be equal to f. In addition, MO8FETQ3~
Q7 is the gate NANDI, NAND2 . N0RI,
N.

R2を構成するトランジスタによって形成されている。It is formed by a transistor forming R2.

尚、ここでトランジスタサイズの一例を挙げると、MO
8FETQI、Q2はW(チャンネル幅)=600μm
、MO8FETQ3−Q7はW=50μm程度、内部回
路形成領域3に含まれるトランジスタはW=15〜20
μm程度である。またLSI全体におけるパッド16の
利用態様の一例としては、電源端子が全体の115程度
、入力回路が全体の1/4〜3/8程度とされる。した
がって、このとき未使用出力回路構成用トランジスタに
よって構成される電源電圧変換回路17,19の数は、
入出力単位回路の全数に対し、14/40〜19/40
(電源端子の半分をGNDに割当てる場を想定)程度に
なり、充分な電流供給能力を得る。
Here, an example of transistor size is MO
8FETQI, Q2 is W (channel width) = 600μm
, MO8FETQ3-Q7 has W=about 50 μm, and transistors included in the internal circuit formation region 3 have W=15 to 20 μm.
It is about μm. Further, as an example of how the pads 16 are used in the entire LSI, the power supply terminals are about 115 of the total, and the input circuits are about 1/4 to 3/8 of the total. Therefore, at this time, the number of power supply voltage conversion circuits 17 and 19 constituted by unused output circuit configuration transistors is:
14/40 to 19/40 for all input/output unit circuits
(assuming a field in which half of the power supply terminals are assigned to GND), and sufficient current supply capacity is obtained.

上記実施例によれば以下の作用効果がある。According to the above embodiment, there are the following effects.

(1)入出力バッファ形成領域2の未使用出力回15− 路構成用トランジスタを用いて、所要の電流供給能力を
もった電源電圧変換回路17.19を構成するから、ス
タンダードセルやゲートアレイにおいて電源電圧変換回
路専用のトランジスタ領域を予め確保しなくても済む。
(1) Unused output circuits 15- in the input/output buffer formation area 2. Since the power supply voltage conversion circuits 17 and 19 with the required current supply capacity are constructed using the transistors for configuring the There is no need to reserve a transistor area exclusively for the power supply voltage conversion circuit in advance.

(2)従来特定のパッド16が電源端子として利用され
る場合、当該パッドに対応する入出力単位回路15は未
使用とされていたが、これを電源電圧変換回路19とし
て利用することにより、入出力バッファ形成領域の有効
利用を図ることができる。
(2) Conventionally, when a specific pad 16 was used as a power supply terminal, the input/output unit circuit 15 corresponding to the pad was considered unused. It is possible to effectively utilize the output buffer forming area.

(3)入出力バッファ形成領域2の未使用出力回路構成
用トランジスタの全てを電源電圧変換回路17.19に
割り振ることができるから、大きな電源電流供給能力を
容易に得ることができ、高速動作の要求にも充分に対応
することができる。
(3) All the unused output circuit configuration transistors in the input/output buffer formation area 2 can be allocated to the power supply voltage conversion circuits 17 and 19, so a large power supply current supply capacity can be easily obtained and high-speed operation can be achieved. We can fully meet your demands.

(4)上記作用効果より、集積度を低下させることなく
、所要の電流供給能力をもって電源電圧変換回路を構成
することができる。
(4) From the above-mentioned effects, it is possible to configure a power supply voltage conversion circuit with the required current supply capability without reducing the degree of integration.

(5)入出力バッファ形成領域2の上層に内部型16− 源用幹線21及び外部電源用配線20を周回させておく
ことにより、入出力バッファ回形成領域2の任意の位置
に電源電圧変換回路17.19を構成することができる
(5) By making the internal mold 16-source main line 21 and external power supply wiring 20 go around the upper layer of the input/output buffer formation area 2, the power supply voltage conversion circuit can be placed at any position in the input/output buffer formation area 2. 17.19 can be configured.

(6)外部電源電圧に対する内部電源電圧のレベルを基
準電圧を用いて決定する回路構成を、電源電圧変換回路
17.19に採用する場合、基準電圧発生回路24を多
数の電源電圧変換回路(7゜19に共有させ、これによ
って発生される基準電圧を、入出力バッファ形成領域2
の上層に周回された基準電圧用配線25を介して、夫々
の電源電圧変換回路17.19に供給することにより、
製造条件による素子特性のばらつきによる基準電圧の変
動などを調整するための抵抗ストリング回路のような回
路を少なくすることができると共に、その調整作業時間
の短縮化に寄与する。
(6) When a circuit configuration in which the level of the internal power supply voltage with respect to the external power supply voltage is determined using a reference voltage is adopted for the power supply voltage conversion circuit 17.19, the reference voltage generation circuit 24 is 19, and the reference voltage generated thereby is applied to the input/output buffer forming area 2.
By supplying the power to each power supply voltage conversion circuit 17 and 19 via the reference voltage wiring 25 that is routed in the upper layer,
It is possible to reduce the number of circuits such as resistor string circuits for adjusting fluctuations in the reference voltage due to variations in element characteristics due to manufacturing conditions, and contributes to shortening the adjustment work time.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可
能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on examples, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be modified in various ways without departing from the gist thereof.

例えば内部回路形成領域に構成される回路ブロックの種
類は上記実施例に限定されない。また、電源電圧変換回
路の具体的な回路構成は上記実施例に限定されず、入出
力バッファ形成領域に含まれるトランジスタの種類に応
じて適宜変更可能である。例えばCMO8回路だけでな
く、Bj−CMO8回路、NMO8回路、バイポーラ回
路など適宜に変更することができる。また、出力回路の
構成も上記実施例に限定されないことは言うまでもない
For example, the types of circuit blocks configured in the internal circuit formation area are not limited to the above embodiments. Further, the specific circuit configuration of the power supply voltage conversion circuit is not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate depending on the type of transistor included in the input/output buffer formation region. For example, not only the CMO8 circuit, but also a Bj-CMO8 circuit, an NMO8 circuit, a bipolar circuit, etc. can be changed as appropriate. Further, it goes without saying that the configuration of the output circuit is not limited to the above embodiment.

以上の説明では主として本発明ものによって威された発
明をその背景となった利用分野であるマイクロコンピュ
ータのような半導体集積回路に適用した場合について説
明したが、本発明はそれに限定されず、専用プロセッサ
や周辺回路などの各種半導体集積回路に広く適用するこ
とができる。
The above explanation has mainly been about the case where the invention developed by the present invention is applied to semiconductor integrated circuits such as microcomputers, which is the background field of application. It can be widely applied to various semiconductor integrated circuits such as peripheral circuits and peripheral circuits.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、人出カバソファ形成領域の未使用出力回路構
成用トランジスタを用いて、所要の電流供給能力をもっ
た電源電圧変換回路を構成するから、スタンダードセル
やゲートアレイにおいて電源電圧変換回路専用のトラン
ジスタ領域を予め確保しなくても済み、これにより、集
積度を低下させることなく、所要の電流供給能力をもっ
て電源電圧変換回路を構成することができるという効果
がある。
In other words, the unused output circuit configuration transistors in the crowded cover sofa formation area are used to configure the power supply voltage conversion circuit with the required current supply capacity, so the transistor area dedicated to the power supply voltage conversion circuit in the standard cell or gate array is used. There is no need to secure this in advance, and this has the effect that the power supply voltage conversion circuit can be configured with the required current supply capability without reducing the degree of integration.

人出カバソファ形成領域の上層に内部電源用幹線及び外
部電源用配線を周回させておくことにより、入出力バッ
ファ回形成領域の任意の位置に電源電圧変換回路を構成
することができる。
By placing the internal power supply main line and the external power supply wiring around the upper layer of the cover sofa formation area, a power supply voltage conversion circuit can be configured at any position in the input/output buffer circuit formation area.

外部電源電圧に対する内部電源電圧のレベルを基準電圧
を用いて決定する回路構成を、電源電圧変換回路に採用
する場合、基準電圧発生回路を多数の電源電圧変換回路
に共有させ、これによって発生される基準電圧を、入出
力バッファ形成領域の上層に周回された基準電圧用配線
を介して、夫9 0 々の電源電圧変換回路に供給することにより、製造条件
による素子特性のばらつきによる基準電圧の変動などを
調整するための回路を少なくすることができると共に、
その調整作業時間の短縮化に寄与する。
When a power supply voltage conversion circuit employs a circuit configuration that uses a reference voltage to determine the level of the internal power supply voltage relative to the external power supply voltage, the reference voltage generation circuit is shared by a large number of power supply voltage conversion circuits, and the level of the internal power supply voltage generated by this is By supplying the reference voltage to each power supply voltage conversion circuit through the reference voltage wiring routed in the upper layer of the input/output buffer formation area, the reference voltage can fluctuate due to variations in device characteristics due to manufacturing conditions. It is possible to reduce the number of circuits for adjusting the
This contributes to shortening the adjustment work time.

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

第1図は本発明の一実施例に係る半導体集積回路の説明
図、 第2図は入出力バッファ形成領域に構成される出力回路
の一例回路図、 第3図は入出力バッファ形成領域に構成される電源電圧
変換回路の一例回路図である。 1−・・半導体基板、2・・・入出力バッファ形成領域
、3・・・内部回路形成領域、15・・・入出力単位回
路、16・・・パッド、1−7・・・電源電圧変換回路
、18・・入力回路、工9・・・電源電圧変換回路、2
0・・・外部電源用配線、21・・・内部電源用幹線、
24・・・基準電圧発生回路、25・・・基準電圧用配
線。 ←〉 仁n 〉
FIG. 1 is an explanatory diagram of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an example of an output circuit configured in an input/output buffer formation area, and FIG. 3 is a circuit diagram of an example of an output circuit configured in an input/output buffer formation area. FIG. 2 is a circuit diagram of an example of a power supply voltage conversion circuit. 1-... Semiconductor substrate, 2... Input/output buffer formation area, 3... Internal circuit formation area, 15... Input/output unit circuit, 16... Pad, 1-7... Power supply voltage conversion Circuit, 18... Input circuit, Engineering 9... Power supply voltage conversion circuit, 2
0...Wiring for external power supply, 21...Main line for internal power supply,
24... Reference voltage generation circuit, 25... Reference voltage wiring. ←〉 Jin〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板の周縁部に外部と接続される入出力バッ
ファ形成領域が配置され、その内側領域に所要の回路が
構成される半導体集積回路であって、 前記入出力バッファ形成領域のトランジスタの一部によ
って構成される電源電圧変換回路を含み、 その電源電圧変換回路は外部電源電圧を降圧して内部領
域に供給するようにされて成る半導体集積回路。 2、前記電源電圧変換回路は、前記入出力バッファ形成
領域において、出力バッファ回路として利用されない出
力バッファ回路構成用トランジスタ、そして入出力バッ
ファ回路として利用されない入出力バッファ構成用トラ
ンジスタによって複数個形成されて成る請求項1記載の
半導体集積回路。 3、外部電源端子に結合される外部電源用配線と、内部
領域の内部電源用支線に結合される内部電源用幹線とが
、前記入出力バッファ形成領域に沿って配線されて成る
請求項1又は2記載の半導体集積回路。 4、基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回路で発生
される基準電圧を伝達するために前記入出力バッファ形
成領域に沿って配線された基準電圧用配線とを含み、前
記電源電圧変換回路は、前記基準電圧用配線から供給さ
れる基準電圧のレベルに従って電源電圧の変換レベルが
決定されるようにされて成る請求項3記載の半導体集積
回路。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor integrated circuit in which an input/output buffer formation area connected to the outside is arranged at a peripheral portion of a semiconductor substrate, and a necessary circuit is configured in an inner area of the input/output buffer formation area, wherein the input/output buffer A semiconductor integrated circuit that includes a power supply voltage conversion circuit formed by a part of transistors in a forming region, and the power supply voltage conversion circuit steps down an external power supply voltage and supplies it to an internal region. 2. The power supply voltage conversion circuit is formed in the input/output buffer formation region by a plurality of transistors for configuring an output buffer circuit that are not used as an output buffer circuit, and transistors for configuring an input/output buffer circuit that are not used as an input/output buffer circuit. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1. 3. An external power supply line coupled to an external power supply terminal and an internal power supply trunk line coupled to an internal power supply branch line in the internal area are wired along the input/output buffer forming area, or 2. The semiconductor integrated circuit according to 2. 4. The power supply voltage conversion circuit includes a reference voltage generation circuit and a reference voltage wiring line arranged along the input/output buffer formation area to transmit the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the conversion level of the power supply voltage is determined according to the level of the reference voltage supplied from the reference voltage wiring.
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