JPH03280569A - Input circuit of semiconductor device - Google Patents

Input circuit of semiconductor device

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Publication number
JPH03280569A
JPH03280569A JP2082143A JP8214390A JPH03280569A JP H03280569 A JPH03280569 A JP H03280569A JP 2082143 A JP2082143 A JP 2082143A JP 8214390 A JP8214390 A JP 8214390A JP H03280569 A JPH03280569 A JP H03280569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
circuit
resistor
semiconductor device
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2082143A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Matsumoto
一也 松本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a highly reliable semiconductor device excellent in performance, by providing a bias circuit which divides a voltage generated between the input of a level shift circuit and a reference potential, and applies a voltage on the gate of a field effect transistor(EFT). CONSTITUTION:One end of a resistor 12 is connected with a pad 11, and the other end is connected with the input of a level shift circuit 13, which is a circuit for making the logic amplitude level of a signal inputted from the outside coincide with the logic amplitude level of a semiconductor device. The drain of an FET 14 is connected with the connection point of the input of the circuit 13 and the resistor 12, and the source is connected with the earth potential. Three diodes connected in series are connected with the connection point of the input of the circuit 13 and the resistor 12, and further a resistor 16 is connected. The gate of the FET 14 is connected with the connection point of the diodes 15 and the resistor 16. A voltage generated between the input of the level shift circuit 13 and the earth potential is divided by the diodes 15 and the resistor 16, and this divided voltage is applied on the gate of the FET 14.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は種々の半導体装置の外部端子と内部回路との間
に設けられる半導体装置の入力回路に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an input circuit of a semiconductor device provided between an external terminal and an internal circuit of various semiconductor devices.

(従来の技術) 異なるテクノロジーの下で形成されたIC(集積回路)
どうしを接続する場合、各ICの論理レベルは異なるた
め、これらを一致させなければならない。この場合には
、ICの入力部でレベル変換を行うことにより、各IC
の論理レベルを一致させる。
(Conventional technology) ICs (integrated circuits) formed under different technologies
When connecting two ICs, since each IC has a different logic level, these must be matched. In this case, by performing level conversion at the input section of the IC, each IC
Match logical levels.

例えば、TTL ()ランジスタ・トランジスタ・ロジ
ック)ICとGaAs (ガリウム砒素)ICとを接続
する場合には、論理振幅の大きなTTLレベルの信号を
論理振幅の小さなGaAsレベルの信号に変換する必要
がある。この変換はGaAs IC側で行われ、例えば
、第2図に示される回路で行われる。バッド1とレベル
シフト回路2との間には抵抗3が接続されており、抵抗
3としベルシフト回路2との接続点1こは3個のダイオ
ード4が直列に接続されている。論理振幅の大きなTT
Lレベル信号はダイオード4によってクランプされてレ
ベルシフト回路2に与えられ、その論理振幅が制限され
てGaAs・ICの信号レベルに一致させられる。
For example, when connecting a TTL (transistor transistor logic) IC and a GaAs (gallium arsenide) IC, it is necessary to convert a TTL level signal with a large logic amplitude to a GaAs level signal with a small logic amplitude. . This conversion is performed on the GaAs IC side, for example in the circuit shown in FIG. A resistor 3 is connected between the pad 1 and the level shift circuit 2, and three diodes 4 are connected in series at a connection point between the resistor 3 and the bell shift circuit 2. TT with large logic amplitude
The L level signal is clamped by the diode 4 and applied to the level shift circuit 2, and its logic amplitude is limited to match the signal level of the GaAs IC.

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

しかしながら、論理振幅の大きなTTL信号がパッド1
に印加されると、ダイオード4には大きな順方向電流が
流れるため、半導体装置の長期間の使用においてダイオ
ード4の性能が劣化するおそれがある。このような従来
構成の入力回路であっては、信頼性の高い半導体装置を
提供することは出来ない。
However, the TTL signal with large logic amplitude is
If applied, a large forward current will flow through the diode 4, so there is a risk that the performance of the diode 4 will deteriorate during long-term use of the semiconductor device. An input circuit with such a conventional configuration cannot provide a highly reliable semiconductor device.

また、ダイオード4を大きな面積で形成し、単位面積あ
たりに流れる電流量を小さくすることにより、性能の劣
化を防止することも考えられる。
It is also possible to prevent performance deterioration by forming the diode 4 with a large area and reducing the amount of current flowing per unit area.

しかし、ダイオード4の面積を大きくするとこれに伴っ
て入力回路も大きくなり、装置の小形化の要望に反する
ことになる。さらに、面積を大きくすると入力端子と内
部回路との間に大きな浮遊容量が生じ、半導体装置の動
作速度等の性能が劣化してしまう。
However, if the area of the diode 4 is increased, the input circuit will also become larger, which goes against the desire to miniaturize the device. Furthermore, if the area is increased, a large stray capacitance will be generated between the input terminal and the internal circuit, and performance such as the operating speed of the semiconductor device will deteriorate.

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

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、一端が半導体装置の入力端子に接続され他端がレベ
ルシフト回路の入力に接続された抵抗ト、ドレインがこ
のレベルシフト回路の入力に接続されソースが基準電位
に接続された電界効果トランジスタ(FET)と、レベ
ルシフト回路の入力と基準電位との間に生じる電圧を分
圧してFETのゲートに電圧を印加するバイアス回路と
を備えたものである。
The present invention has been made to solve these problems, and has one end connected to the input terminal of the semiconductor device and the other end connected to the input of the level shift circuit, and the drain thereof is connected to the input terminal of the level shift circuit. A field effect transistor (FET) whose source is connected to a reference potential and a bias circuit which divides the voltage generated between the input of the level shift circuit and the reference potential and applies a voltage to the gate of the FET. It is something that

〔作用〕[Effect]

レベルシフト回路入力信号の電圧レベルが高くなるとバ
イアス回路によってFETのゲートに印加される電圧が
増加し、所定バイアス電圧レベルに達するとFETがオ
ン状態となって入力信号電圧はクランプされ、過大電流
はFETに分流する。
When the voltage level of the level shift circuit input signal increases, the voltage applied to the gate of the FET by the bias circuit increases, and when it reaches a predetermined bias voltage level, the FET turns on and the input signal voltage is clamped, preventing excessive current. The current is shunted to the FET.

【実施例〕【Example〕

第1図は本発明の一実施例による半導体装置の入力回路
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an input circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

パッド11は半導体装置の入力端子であるり一ドピンに
電気的に接続されており、半導体装置の外部からの信号
が伝えられる。このパッド11には抵抗12の一端が接
続されており、抵抗12の他端はレベルシフト回路13
の入力に接続されている。このレベルシフト回路13は
、外部から入力される信号の論理振幅レベルを半導体装
置の論理振幅レベルに一致させる回路であり、その出力
は内部回路に接続されている。そのレベルシフト回路1
3の入力と抵抗12との接続点にはFET14のドレイ
ンが接続され、このソースは基準電位である接地電位に
接続されている。
The pad 11 is an input terminal of the semiconductor device, or is electrically connected to a single pin, and a signal from outside the semiconductor device is transmitted thereto. One end of a resistor 12 is connected to this pad 11, and the other end of the resistor 12 is connected to a level shift circuit 13.
is connected to the input of This level shift circuit 13 is a circuit that matches the logic amplitude level of a signal input from the outside with the logic amplitude level of the semiconductor device, and its output is connected to an internal circuit. The level shift circuit 1
The drain of the FET 14 is connected to the connection point between the input of the FET 3 and the resistor 12, and the source of the FET 14 is connected to the ground potential which is a reference potential.

また、レベルシフト回路13の入力と抵抗12との接続
点には直列接続された3個のダイオード15が接続され
ており、このダイオード15にはさらに抵抗16が接続
されている。FET14のゲートはダイオード15と抵
抗16との接続点に接続されており、レベルシフト回路
13の入力と接地電位との間に生じる電圧がダイオード
15および抵抗16によって分圧され、この分圧された
電圧がFET14のゲートに印加される。
Further, three diodes 15 connected in series are connected to the connection point between the input of the level shift circuit 13 and the resistor 12, and a resistor 16 is further connected to the diodes 15. The gate of the FET 14 is connected to the connection point between the diode 15 and the resistor 16, and the voltage generated between the input of the level shift circuit 13 and the ground potential is divided by the diode 15 and the resistor 16. A voltage is applied to the gate of FET 14.

このような構成において、リードピンに入力された半導
体装置の外部から入力された論理振幅レベルの大きい信
号は、抵抗12における電圧降下により、その論理振幅
レベルが一旦制限される。
In such a configuration, the logic amplitude level of a signal input to the lead pin from outside the semiconductor device with a large logic amplitude level is temporarily limited by the voltage drop across the resistor 12.

そして、この論理振幅レベルが制限された信号がさらに
レベルシフト回路13に与えられ、このレベルシフト回
路13においてその論理振幅レベルが半導体装置の論理
振幅レベルに一致させられる。
Then, this signal whose logic amplitude level is limited is further applied to a level shift circuit 13, where its logic amplitude level is made to match the logic amplitude level of the semiconductor device.

また、外部からの入力信号レベルが所定電圧以上の場合
には、ダイオード15および抵抗16によって分圧され
る電圧は、FET14の閾値電圧を越え、FET14は
オン状態になってドレイン・ソース間が導通する。この
ため、振幅レベルの大きな入力信号電圧はクランプされ
、さらに、過大電圧による電流はFET14のドレイン
・ソース間に分流する。従って、ダイオード15に流れ
る電流は制限され、その値は小さなものとなる。
Further, when the input signal level from the outside is higher than a predetermined voltage, the voltage divided by the diode 15 and the resistor 16 exceeds the threshold voltage of the FET 14, and the FET 14 is turned on and conducts between the drain and source. do. Therefore, the input signal voltage having a large amplitude level is clamped, and furthermore, the current due to the excessive voltage is shunted between the drain and source of the FET 14. Therefore, the current flowing through the diode 15 is limited and its value becomes small.

従って、半導体装置を長期間使用してもその性能が劣化
することはない。
Therefore, even if the semiconductor device is used for a long period of time, its performance will not deteriorate.

なお、上記実施例の説明において、FET14のゲート
に電圧を印加するバイアス回路はダイオード15および
抵抗16によって構成したが、ダイオード15の変わり
に抵抗を使用しても良い。
In addition, in the description of the above embodiment, the bias circuit for applying voltage to the gate of the FET 14 was constructed by the diode 15 and the resistor 16, but a resistor may be used instead of the diode 15.

すなわち、所定電圧値以上の信号が入力された場合、F
ET14のゲート電圧が閾値電圧を越えるように新たな
抵抗と抵抗16とによる分圧比を適当に選択することに
より、上記実施例と同様に過大電圧はクランプされ、過
大電流はFET14に分流して吸収される。このため、
レベルシフト回路13の入力電圧は適性に制限され、従
来のダイオードを使用した場合に生じる性能劣化等の不
都合は生じなくなる。ただし、2つの抵抗を用いてバイ
アス回路を構成した場合には、ダイオード15を使用し
た場合に比較してレベルシフト回路13の入力電圧変化
が急峻になる。これに対して上記実施例の場合には、レ
ベルシフト回路13の入力電圧変化は緩やかである。
In other words, when a signal of a predetermined voltage value or higher is input, F
By appropriately selecting the voltage division ratio between the new resistor and the resistor 16 so that the gate voltage of the ET14 exceeds the threshold voltage, the excessive voltage is clamped as in the above embodiment, and the excessive current is shunted to the FET14 and absorbed. be done. For this reason,
The input voltage of the level shift circuit 13 is appropriately limited, and problems such as performance deterioration that occur when using conventional diodes do not occur. However, when the bias circuit is configured using two resistors, the input voltage change of the level shift circuit 13 becomes steeper than when the diode 15 is used. On the other hand, in the case of the above embodiment, the input voltage change of the level shift circuit 13 is gradual.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、入力信号の電圧レ
ベルが高くなるとバイアス回路によってFETのゲート
に印加される電圧が増加し、所定バイアス電圧レベルに
達するとFETがオン状態となって入力信号電圧はクラ
ンプされ、過大電流はFETに分流する。
As explained above, according to the present invention, when the voltage level of the input signal increases, the voltage applied to the gate of the FET by the bias circuit increases, and when it reaches a predetermined bias voltage level, the FET turns on and the input signal increases. The voltage is clamped and excess current is shunted to the FET.

このため、半導体装置の長期間の使用においてもダイオ
ードの性能が劣化するおそれはなくなり、また、大面積
のダイオードのように半導体装置の動作速度等の性能を
劣化させることはない。従って、性能が良く、信頼性の
高い半導体装置を提供することが可能になる。
Therefore, even when the semiconductor device is used for a long period of time, there is no risk that the performance of the diode will deteriorate, and unlike a large-area diode, the performance such as the operating speed of the semiconductor device will not deteriorate. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device with good performance and high reliability.

【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よる半導体装置の入力回路
を示す回路図、第2図は従来構成の半導体装置の入力回
路を示す回路図である。 11・・・パッド、12.16・・・抵抗、13・・・
レベルシフト回路、 4・・・FET。 5・・・ダイオ− ド。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an input circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an input circuit of a semiconductor device having a conventional configuration. 11... Pad, 12.16... Resistor, 13...
Level shift circuit, 4...FET. 5...Diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  一端が半導体装置の入力端子に接続され他端がこの入
力端子に入力される信号の論理振幅レベルを前記半導体
装置の論理振幅レベルに一致させるレベルシフト回路の
入力に接続された抵抗と、ドレインがこのレベルシフト
回路の入力に接続されソースが基準電位に接続された電
界効果トランジスタと、前記レベルシフト回路の入力と
基準電位との間に生じる電圧を分圧して前記電界効果ト
ランジスタのゲートに電圧を印加するバイアス回路とを
備えたことを特徴とする半導体装置の入力回路。
A resistor whose one end is connected to the input terminal of the semiconductor device and whose other end is connected to the input of a level shift circuit that matches the logic amplitude level of the signal input to the input terminal with the logic amplitude level of the semiconductor device, and the drain thereof is connected to the input terminal of the semiconductor device. A field effect transistor is connected to the input of the level shift circuit and has its source connected to a reference potential, and the voltage generated between the input of the level shift circuit and the reference potential is divided and a voltage is applied to the gate of the field effect transistor. An input circuit for a semiconductor device, comprising: a bias circuit for applying voltage.
JP2082143A 1990-03-29 1990-03-29 Input circuit of semiconductor device Pending JPH03280569A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016158152A (en) * 2015-02-25 2016-09-01 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016158152A (en) * 2015-02-25 2016-09-01 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device

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