JPH0334251B2 - - Google Patents

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JPH0334251B2
JPH0334251B2 JP58020594A JP2059483A JPH0334251B2 JP H0334251 B2 JPH0334251 B2 JP H0334251B2 JP 58020594 A JP58020594 A JP 58020594A JP 2059483 A JP2059483 A JP 2059483A JP H0334251 B2 JPH0334251 B2 JP H0334251B2
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JP
Japan
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transistor
transistors
conductive
voltage
switch circuit
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JP58020594A
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Tetsuya Iizuka
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、MOS(絶縁ゲート型)集積回路にお
けるMOS型スイツチ回路に係り、特に広い電圧
範囲の信号をスイツチングするための回路に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a MOS type switch circuit in a MOS (insulated gate type) integrated circuit, and particularly to a circuit for switching signals in a wide voltage range.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

通常、バルク半導体に形成されたMOSトラン
ジスタの基板は、ソースおよびドレインとのPN
接合が順バイアスとならないようにバイアスされ
る。たとえばNチヤンネルMOSトランジスタの
場合は、ソースおよびドレインがN+形であるの
で、P形の基板またはP-ウエルは最も低い電源
電位かあるいはソース側電位となるようにバイア
スされる。
Usually, the substrate of a MOS transistor formed in a bulk semiconductor has a PN connection between the source and drain.
The junction is biased so that it is not forward biased. For example, in the case of an N-channel MOS transistor, the source and drain are of N + type, so the P-type substrate or P - well is biased to the lowest power supply potential or source side potential.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

ところで、ソースとドレインとの電位の高低関
係が反転するような回路に用いられるMOSトラ
ンジスタの場合は、基板の電位をソース側に直接
接続することができない。また、MOS集積回路
においては、定常的に与えられる回路電源の電圧
範囲を越える信号(たとえばNチヤンネルMOS
の場合には定常的に与えられる回路電源の最も低
い電位よりも低い電位の信号。)がトランジスタ
のソースまたはドレインに与えられる場合には、
基板バイアスの方が高くなつてソース・基板間ま
たはドレイン・基板間が順バイアスとなり、大電
流が流れてしまうので正常な動作が得られない。
ここで、第1図を参照してMOS集積回路におけ
る従来のMOS型スイツチ回路を説明する。この
スイツチ回路において、1および2はそれぞれN
チヤンネルエンハンスメント型トランジスタであ
り、それぞれのソース相互が接続されて出力ノー
ドとなつており、トランジスタ2のドレインには
定常的に電源電圧V1(たとえば5V)が与えられ
ており、トランジスタ1のドレインには集積回路
外部から高電圧信号V2(たとえば20V)が与えら
れる。上記スイツチ回路は、上記V1,V2を切り
換え選択して前記出力ノード3に出力するための
ものであり、トランジスタ1,2の各ゲートに相
補的な制御信号VH、VLが与えられる。この場合、
基板電位VSUBは回路電源のうちの最も低い電位
GND(0V)にバイアスされており、V1より高い
電位のV2がトランジスタ1のドレインに与えら
れてもドレイン・基板間が順バイアスになること
はない。ところで、V2をスイツチング選択する
場合、制御信号としてVLを0V、VHを高電位にし
てトランジスタ1を導通させるが、このときトラ
ンジスタ1がソース・ホロワ形式となるため出力
ノード3の電位V12はVHの電位よりトランジスタ
1の閾値電圧VTHlだけ低くなつてしまう。このた
め、VHの電位として、一般に複雑な構成の昇圧
回路を用いてV2+VTHより充分高い電圧に昇圧す
ることが必要になる欠点がある。また、同様のこ
とがV1をスイツチング選択する場合についても
云える。即ち、トランジスタ2を導通させるため
にはVHを0V、VLを高電位にするが、VLの高電位
としてV1+VTH2(VTH2はトランジスタ2の閾値電
圧)より充分高い電圧を昇圧回路により定常的に
供給するかあるいはトランジスタ2として閾値電
圧VTH2が負であるようなデプリーシヨン(D)型を用
いる必要がある。しかし、D型のMOSトランジ
スタを用いる場合にはその製造プロセスが複雑に
なる。そこで、ソース・ホロワ形式をとらないよ
うにPチヤンネルMOSトランジスタを用いると
しても、出力ノード3の電位V12がV1,V2に対し
て高くも低くもなるので、基板とドレイン、ソー
スとの接合が順バイアスになつてしまう。この場
合、SOS構造、すなわちサフアイア基板上の島状
に絶縁分離された半導体層上にMOSトランジス
タが形成された素子では上記のように順バイアス
となつても問題は生じないが、SOSは非常にコス
トが高くなる。これに対して通常の集積回路で
は、MOSトランジスタは半導体基板表面にソー
ス、ドレインを形成するが、半導体基板表面に形
成した基板とは逆の導電形のウエル中にソース、
ドレインを形成するものであり、いずれの場合で
もソース、ドレインと基板との接合が順バイアス
になると支障が生じる。即ち、半導体基板中にソ
ース、ドレインが形成される場合は、半導体基板
が特定の電位に固定されるのが通常であり、接合
が順バイアスとなつたソースやドレインの電位が
動けなくなつてしまう。また、ウエル中にソー
ス、ドレインが形成される場合は、ウエル領域を
ベースとする寄生のバイポーラトランジスタが活
性化され、ソースやドレインの電位が固定された
り、CMOS集積回路におけるMOS型スイツチ回
路の場合には寄生サイリスタが導通してしまう誤
動作(ラツチアツプ)が生じる。
By the way, in the case of a MOS transistor used in a circuit in which the relationship between the potential levels between the source and the drain is reversed, the potential of the substrate cannot be directly connected to the source side. In addition, in MOS integrated circuits, signals that exceed the voltage range of the circuit power supply that is regularly applied (for example, N-channel MOS
In the case of , a signal with a potential lower than the lowest potential of the circuit power supply that is constantly applied. ) is applied to the source or drain of the transistor, then
The substrate bias becomes higher, resulting in a forward bias between the source and the substrate or between the drain and the substrate, causing a large current to flow, making it impossible to obtain normal operation.
Here, a conventional MOS type switch circuit in a MOS integrated circuit will be explained with reference to FIG. In this switch circuit, 1 and 2 are each N
It is a channel enhancement type transistor, and its sources are connected to each other to form an output node.The drain of transistor 2 is constantly supplied with a power supply voltage V 1 (for example, 5V), and the drain of transistor 1 is connected to the output node. is given a high voltage signal V 2 (eg 20V) from outside the integrated circuit. The switch circuit is for switching and selecting the V 1 and V 2 and outputting it to the output node 3, and complementary control signals V H and V L are applied to the gates of the transistors 1 and 2. . in this case,
Substrate potential V SUB is the lowest potential of the circuit power supply
It is biased to GND (0V), and even if V2 , which has a higher potential than V1 , is applied to the drain of transistor 1, forward bias will not occur between the drain and the substrate. By the way, when selecting V 2 by switching, V L is set to 0 V and V H is set to a high potential as control signals to make transistor 1 conductive. 12 becomes lower than the potential of VH by the threshold voltage VTHl of transistor 1. Therefore, there is a drawback that the potential of V H generally needs to be boosted to a voltage sufficiently higher than V 2 +V TH using a booster circuit with a complicated configuration. Furthermore, the same thing can be said about the case where V1 is selected by switching. That is, in order to make transistor 2 conductive, V H is set to 0 V and V L is set to a high potential, but the high potential of V L must be boosted to a voltage that is sufficiently higher than V 1 + V TH2 (V TH2 is the threshold voltage of transistor 2). It is necessary to supply the voltage constantly by the circuit or to use a depletion (D) type transistor whose threshold voltage V TH2 is negative as the transistor 2. However, when a D-type MOS transistor is used, the manufacturing process becomes complicated. Therefore, even if a P-channel MOS transistor is used so as not to take the source follower format, the potential V 12 of the output node 3 will be higher or lower than V 1 and V 2 , so the connection between the substrate, drain, and source will be The junction becomes forward biased. In this case, with an SOS structure, that is, an element in which a MOS transistor is formed on a semiconductor layer isolated in an island shape on a sapphire substrate, no problem occurs even if the forward bias is applied as described above, but SOS is extremely The cost will be higher. On the other hand, in a normal integrated circuit, a MOS transistor has a source and a drain formed on the surface of a semiconductor substrate, but the source and drain are formed in a well formed on the surface of the semiconductor substrate and has a conductivity type opposite to that of the substrate.
It forms the drain, and in any case, problems will occur if the junction between the source or drain and the substrate becomes forward biased. In other words, when a source or drain is formed in a semiconductor substrate, the semiconductor substrate is usually fixed at a specific potential, and if the junction becomes forward biased, the potential of the source or drain becomes immobile. . In addition, when a source and drain are formed in a well, a parasitic bipolar transistor based on the well region is activated, and the potential of the source and drain is fixed, or in the case of a MOS switch circuit in a CMOS integrated circuit. A malfunction (latch-up) occurs in which the parasitic thyristor becomes conductive.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
MOS集積回路の回路電源電圧よりも高いかまた
は低い電位となるノードを含む2つのノード間を
MOSトランジスタにより誤動作なく高速にスイ
ツチング可能であり、しかも製造プロセスが複雑
になることもなく、スイツチング制御信号のため
の昇圧回路も不要になり簡単に実現可能となる
MOS型スイツチ回路を提供するものである。
The present invention was made in view of the above circumstances, and
between two nodes including a node whose potential is higher or lower than the circuit power supply voltage of the MOS integrated circuit.
MOS transistors enable high-speed switching without malfunction, and the manufacturing process is not complicated, and there is no need for a boost circuit for the switching control signal, making it easy to implement.
It provides a MOS type switch circuit.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

即ち、本発明のMOS型スイツチ回路は、MOS
集積回路の半導体基板中にウエルを形成し、この
ウエルを共通の基板領域とするそれぞれ同一導電
型でデプレーシヨン型でない第1乃至第3の
MOSトランジスタを形成し、第2、第3のトラ
ンジスタの各一端を前記ウエルに接続し、第2の
トランジスタの他端には第1のトランジスタの一
端に与えられる電位Vaに等しいかそれより高い
バイアス電位を与え、第3のトランジスタの他端
には第1のトランジスタの他端に与えられる電位
Vbに等しいかそれより高いバイアス電位を与え、
第2、第3のトランジスタのゲートには前記2つ
の電位Va,Vbの高低関係に応じて第2、第3の
トランジスタを相補的に導通、非導通とする制御
信号を印加するように構成されている。
That is, the MOS type switch circuit of the present invention is a MOS type switch circuit.
A well is formed in a semiconductor substrate of an integrated circuit, and first to third substrates each having the same conductivity type but not a depletion type, each having the well as a common substrate area.
A MOS transistor is formed, one end of each of the second and third transistors is connected to the well, and the other end of the second transistor has a potential equal to or higher than the potential V a applied to one end of the first transistor. A bias potential is applied to the other end of the third transistor, and the potential applied to the other end of the first transistor is applied to the other end of the third transistor.
Apply a bias potential equal to or higher than V b ,
A control signal is applied to the gates of the second and third transistors to make the second and third transistors conductive or non-conductive in a complementary manner depending on the level relationship between the two potentials V a and V b . It is configured.

これによつて、前記電位VaあるいはVbが集積
回路に定常的に与えられる電源電圧よりも高いと
しても、第1のトランジスタの基板領域は第2、
第3のトランジスタのうちの導通するトランジス
タを通して前記電位Va,Vbのいずれよりも低い
電位とはならないので、第1のトランジスタは基
板領域とソース、ドレインとの接合が導通するこ
とはなく、正常なスイツチング動作が可能にな
る。この場合、従来必要とされた複雑な構成の昇
圧回路(通常40〜50個のMOSトランジスタが必
要である)を省略できるので回路構成が非常に簡
単になる。また、デプレーシヨン型トランジスタ
を用いないので製造プロセスが複雑になることも
ない。しかも、上記MOS型スイツチ回路はソー
ス接地型の回路となつているので、スイツチング
動作による昇圧、降圧の速度が極めて速い。
Thereby, even if the potential V a or V b is higher than the power supply voltage regularly applied to the integrated circuit, the substrate region of the first transistor is
Since the potential lower than either of the potentials V a and V b does not reach through the conductive transistor of the third transistor, the junction between the substrate region and the source and drain of the first transistor does not become conductive. Normal switching operation becomes possible. In this case, the circuit configuration becomes very simple because the conventionally required complex booster circuit (usually 40 to 50 MOS transistors are required) can be omitted. Furthermore, since no depletion type transistor is used, the manufacturing process does not become complicated. Moreover, since the MOS type switch circuit is a source-grounded type circuit, the speed of voltage step-up and step-down by switching operation is extremely fast.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は、MOS集積回路において定常的に与
えられている電源電圧よりもたとえは高い電位と
なる可能性のあるノードを含む2つのノード間を
スイツチングするためのMOS型スイツチ回路を
示しており、P1〜P3はそれぞれPチヤンネルエ
ンハンスメント型の第1〜第3のMOSトランジ
スタであつてそれぞれの基板領域はMOS集積回
路半導体基板中のウエル(本例ではN形ウエル)
により形成されている。第1のトランジスタP1
は、第1のノード4、第2のノード5間に直列接
続されてスイツチングを行なうために用いられて
おり、第2、第3のトランジスタP2,P3は上記
スイツチング用トランジスタP1の基板領域のバ
イアス電位を決めるために用いられる。
Figure 2 shows a MOS type switch circuit for switching between two nodes, including a node whose potential may be higher than the power supply voltage normally applied in a MOS integrated circuit. , P 1 to P 3 are P-channel enhancement type first to third MOS transistors, and each substrate region is a well (an N-type well in this example) in a MOS integrated circuit semiconductor substrate.
It is formed by first transistor P 1
are connected in series between the first node 4 and the second node 5 and used for switching, and the second and third transistors P 2 and P 3 are connected to the substrate of the switching transistor P 1. Used to determine the bias potential of a region.

Vaは第1のノード4に与えられる電圧、Vb
第2のノード5に与えられる電圧であり、ノード
6には上記電圧Vaの最大値かVaに等しいバイア
ス電圧V2が与えられ、ノード7には前記電圧Vb
の最大値かVbに等しいバイアス電圧V3が与えら
れる。そして、上記ノード6,7間にトランジス
タP2およびP3が直列に接続され、このトランジ
スタP2,P3のドレイン相互の接続点8は上記各
トランジスタP1〜P3の基板領域に接続されてい
る。
V a is the voltage applied to the first node 4, V b is the voltage applied to the second node 5, and the maximum value of the voltage V a or a bias voltage V 2 equal to V a is applied to the node 6. and the voltage V b is applied to node 7.
A bias voltage V 3 equal to the maximum value of or V b is applied. Transistors P 2 and P 3 are connected in series between the nodes 6 and 7, and a connection point 8 between the drains of the transistors P 2 and P 3 is connected to the substrate region of each of the transistors P 1 to P 3 . ing.

上記トランジスタP2,P3は前記ノード4,5
の電圧Va,Vbの高低関係により制御されるもの
であり、Va≧VbのときにはトランジスタP2が導
通、トランジスタP3が非導通となり、逆にVa
VbのときにはトランジスタP2が非導通、トラン
ジスタP3が導通となるようにトランジスタP2
P3のゲートに相補的な制御信号が加えられる。
これによつて、PチヤンネルトランジスタP2
P3の相互接続点8の電位は前記VaあるいはVb
高い方の電位と等しくなり、スイツチング用トラ
ンジスタP1の基板領域は上記Va,Vbのいずれよ
りも低い電位とはならないので、基板領域とスイ
ツチング用トランジスタP1のソース、ドレイン
の接合が逆バイアスになることはない。したがつ
て、スイツチング用トランジスタP1はそのゲー
トに加えられるスイツチング制御信号に応じて正
常にスイツチング動作を行なうことが可能にな
る。また、上記基板領域であるウエルと集積回路
半導体基板との接合は逆バイアスになるので、上
記ウエルは半導体基板とは独立した電位をとるこ
とが可能である。
The transistors P 2 and P 3 are connected to the nodes 4 and 5.
It is controlled by the relationship between the voltages V a and V b , and when V a ≧ V b , transistor P 2 is conductive and transistor P 3 is non-conductive; conversely, when V a <
When the voltage is V b , transistor P 2 is non-conductive and transistor P 3 is conductive.
A complementary control signal is applied to the gate of P3 .
By this, P channel transistor P 2 ,
The potential at the interconnection point 8 of P3 is equal to the higher potential of V a or V b , and the substrate region of switching transistor P 1 does not have a potential lower than either V a or V b . , the junction between the substrate region and the source and drain of the switching transistor P1 is never reverse biased. Therefore, the switching transistor P1 can perform a normal switching operation in response to the switching control signal applied to its gate. Further, since the junction between the well, which is the substrate region, and the integrated circuit semiconductor substrate is reverse biased, the well can have a potential independent of that of the semiconductor substrate.

なお、前記トランジスタP2,P3の相補的な制
御信号を作るための回路は、前記ノード4,5に
与えられるVa,Vbの電位差の極性を検出し、そ
の検出結果に応じて上記制御信号の電位の高低関
係を定めるように構成すればよい。
Note that the circuit for generating complementary control signals for the transistors P 2 and P 3 detects the polarity of the potential difference between V a and V b applied to the nodes 4 and 5, and performs the above control signal according to the detection result. The configuration may be such that the level relationship between the potentials of the control signals is determined.

上述したようなMOS型スイツチ回路によれば、
MOS集積回路の半導体基板中にウエルを形成し、
このウエルを共通の基板領域とするそれぞれ同一
導電型でデプレーシヨン型でない第1乃至第3の
MOSトランジスタを形成し、第2、第3のトラ
ンジスタの各一端を前記ウエルに接続し、第2の
トランジスタの他端には第1のトランジスタの一
端に与えられる電位Vaに等しいかそれより高い
バイアス電位を与え、第3のトランジスタの他端
には第1のトランジスタの他端に与えられる電位
Vbに等しいかそれより高いバイアス電位を与え、
第2、第3のトランジスタのゲートには前記2つ
の電位Va,Vbの高低関係に応じて第2、第3の
トランジスタを相補的に導通、非導通とする制御
信号を印加するように構成されている。
According to the MOS type switch circuit as described above,
Forming a well in the semiconductor substrate of a MOS integrated circuit,
The first to third substrates, each of the same conductivity type and non-depletion type, use this well as a common substrate area.
A MOS transistor is formed, one end of each of the second and third transistors is connected to the well, and the other end of the second transistor has a potential equal to or higher than the potential V a applied to one end of the first transistor. A bias potential is applied to the other end of the third transistor, and the potential applied to the other end of the first transistor is applied to the other end of the third transistor.
Apply a bias potential equal to or higher than V b ,
A control signal is applied to the gates of the second and third transistors to make the second and third transistors conductive or non-conductive in a complementary manner depending on the level relationship between the two potentials V a and V b . It is configured.

これによつて、前記電位VaあるいはVbが集積
回路に定常的に与えられる電源電圧よりも高いと
しても、第1のトランジスタの基板領域は第2、
第3のトランジスタのうちの導通するトランジス
タを通して前記電位Va,Vbのいずれよりも低い
電位とはならないので、第1のトランジスタは基
板領域とソース、ドレインとの接合が導通するこ
とはなく、正常なスイツチング動作が可能にな
る。この場合、従来必要とされた複雑な構成の昇
圧回路(通常40〜50個のMOSトランジスタが必
要である。)を省略できるので回路構成が非常に
簡単になる。また、デプレーシヨン型トランジス
タを用いないので製造プロセスが複雑になること
もない。しかも、上記MOS型スイツチ回路はソ
ース接地型の回路となつているので、スイツチン
グ動作による昇圧、降圧の速度が極めて速い。
Thereby, even if the potential V a or V b is higher than the power supply voltage regularly applied to the integrated circuit, the substrate region of the first transistor is
Since the potential lower than either of the potentials V a and V b does not reach through the conductive transistor of the third transistor, the junction between the substrate region and the source and drain of the first transistor does not become conductive. Normal switching operation becomes possible. In this case, the circuit configuration becomes very simple because the conventionally required complicated booster circuit (usually 40 to 50 MOS transistors are required) can be omitted. Furthermore, since no depletion type transistor is used, the manufacturing process does not become complicated. Moreover, since the MOS type switch circuit is a source-grounded type circuit, the speed of voltage step-up and step-down by switching operation is extremely fast.

なお、上記実施例はPチヤンネルトランジスタ
を用いたが、Nチヤンネルトランジスタを用いる
場合には第2、第3のトランジスタの各ドレイン
を基板領域に接続し、第2のトランジスタのソー
スに第1ノードの電圧Vaに等しいかそれより低
いバイアス電圧を与え、第3のトランジスタのソ
ースに第2ノードの電圧Vbに等しいかそれより
低いバイアス電圧を与え、Va<Vbのときには第
2、第3のトランジスタを各対応して導通、非導
通にし、Va>Vbのときには第2、第3のトラン
ジスタを各対応して非導通、導通にするように第
2、第3のトランジスタのゲートに相補的は制御
信号を与え、第1のトランジスタの基板領域の電
位が上記Va,Vbのいずれの電位よりも高くはな
らないようにすればよい。
Note that the above embodiment uses a P-channel transistor, but when using an N-channel transistor, the drains of the second and third transistors are connected to the substrate region, and the source of the second transistor is connected to the first node. A bias voltage equal to or lower than the voltage V a is applied to the source of the third transistor, a bias voltage equal to or lower than the voltage V b at the second node is applied to the source of the third transistor, and when V a <V b , the second and third transistors The gates of the second and third transistors are made conductive and non-conductive, respectively, and the gates of the second and third transistors are made non-conductive and conductive, respectively, when V a > V b . A complementary control signal may be applied to the first transistor so that the potential of the substrate region of the first transistor does not become higher than either of the potentials V a and V b .

第3図は、前記第2図の回路においてノード
6,7を各対応してノード4,5に接続し、トラ
ンジスタP2,P3の各ゲートを基板領域に接続す
るようにしたMOS型スイツチ回路を示している。
この回路においては、上記トランジスタP2,P3
の相互接続点8の電位、つまり基板領域の電位
Vsは、VaあるいはVbの高い方の電位よりもトラ
ンジスタP2あるいはP3の閾値電圧だけ低くなり、
スイツチング用トランジスタP1のソースあるい
はドレインと基板領域との接合は順方向には上記
閾値電圧までしかバイアスされない。そこで、上
記トランジスタP2,P3の閾値電圧の絶対値を、
スイツチング用トランジスタP1のソースあるい
はドレインと基板領域との接合が導通する電圧
VFより小さくしておけば上記順方向バイアスに
よる問題は生じない。
FIG. 3 shows a MOS type switch in which nodes 6 and 7 are respectively connected to nodes 4 and 5 in the circuit of FIG. 2, and the gates of transistors P 2 and P 3 are connected to the substrate region. Shows the circuit.
In this circuit, the above transistors P 2 and P 3
The potential of the interconnection point 8, i.e. the potential of the substrate area
V s is lower than the higher potential of V a or V b by the threshold voltage of transistor P 2 or P 3 ,
The junction between the source or drain of the switching transistor P1 and the substrate region is forward biased only up to the threshold voltage. Therefore, the absolute value of the threshold voltage of the transistors P 2 and P 3 is
Voltage at which the junction between the source or drain of switching transistor P1 and the substrate region becomes conductive
If it is made smaller than V F , the above-mentioned problem due to forward bias will not occur.

第4図は、第2図の回路においてノード6,7
を各対応してノード4,5に接続し、トランジス
タP2のゲートをノード5に接続し、トランジス
タP3のゲートをノード4に接続したMOS型スイ
ツチ回路を示している。なお、Caはノード4と
基板領域との間の浮遊容量、Cbはノード5と基
板領域との間の浮遊容量である。
FIG. 4 shows nodes 6 and 7 in the circuit of FIG.
A MOS type switch circuit is shown in which the transistors P2 and P3 are connected to nodes 4 and 5, respectively, the gate of transistor P2 is connected to node 5, and the gate of transistor P3 is connected to node 4. Note that Ca is a stray capacitance between the node 4 and the substrate region, and Cb is a stray capacitance between the node 5 and the substrate region.

次に、上記第4図の回路における動作を説明す
る。第5図aに示すように、ノード4の電圧Va
を一定に保ち、ノード5の電圧VbがVaより充分
高い電圧から充分低い電圧まで変化する場合につ
いて考察する。時刻t1以前では、Vb−|VTP2|≧
Va(但し、|VTP2|はトランジスタP2の閾値電圧
の絶対値。)であつてトランジスタP2が非導通、
トランジスタP3が導通であるので、トランジス
タP1の基板領域の電位VsはVbに等しくなる。時
刻t1〜t2では、Vb−|VTP2|<Va<Vb+|VTP3
|(但し、|VTP3|はトランジスタP3の閾値電圧
の絶対値。)であつてトランジスタP2,P3は共に
非導通となり、浮遊容量Ca,Cbの効果により基
板領域の電位VsはVbよりもゆるい速度で図示点
線の如く下がつていく。時刻t2後は、Va≧Vb
|VTP3|であつてトランジスタP2が導通、トラ
ンジスタP3が非導通となるので、基板領域の電
位VsはVaに等しくなる。このようにして、基板
領域の電位VsはVa,Vbのいずれよりも低くなる
ことはなく、トランジスタP1における前述した
順バイアスの問題は生じない。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 4 will be explained. As shown in FIG. 5a, the voltage V a at node 4
Let us consider the case where the voltage V b at node 5 changes from a voltage sufficiently higher than V a to a voltage sufficiently lower than V a while keeping V a constant. Before time t 1 , V b − | V TP2 | ≧
V a (where |V TP2 | is the absolute value of the threshold voltage of transistor P 2 ), and transistor P 2 is non-conducting,
Since transistor P 3 is conductive, the potential V s of the substrate region of transistor P 1 is equal to V b . From time t 1 to t 2 , V b − | V TP2 | < V a < V b + | V TP3
| (However, |V TP3 | is the absolute value of the threshold voltage of transistor P 3. ) Both transistors P 2 and P 3 become non-conductive, and the potential V s of the substrate region decreases due to the effects of stray capacitances Ca and Cb. It goes down as shown by the dotted line at a slower speed than V b . After time t2 , V a ≧V b +
|V TP3 |, transistor P 2 is conductive and transistor P 3 is non-conductive, so the potential V s of the substrate region becomes equal to V a . In this way, the potential V s in the substrate region is never lower than either V a or V b and the aforementioned forward bias problem in transistor P 1 does not occur.

これに対して、第5図bに示すように、ノード
4の電圧Vaを一定に保ち、ノード5の電圧Vb
Vaより充分低い電圧から充分高い電圧まで変化
する場合について考察する。時刻t1以前では、Va
≧Vb+|VTP2|であつてトランジスタP2が導通、
トランジスタP3が非導通となるので、基板領域
の電位VsはVaに等しくなる。時刻t1〜t2では、
Vb+|VTP2|>Va>Vb−|VTP3|であつてトラ
ンジスタP2,P3は共に非導通となるので、Ca,
Cbの容量分割により基板領域の電位VsはVbより
もゆるい速度で図示点線の如く上昇する。この場
合、CaCbとすると、基板領域の電位Vsの上昇
速度はVbの上昇速度の約1/2となるので、Vs
Vbより低くなることはない。これに対して、Ca
<Cbとすると、上記電位Vsの上昇速度は上記1/2
よりも低下し、時刻t1〜t2の間でVs<Vb、Vs
Vb、Vs<Vbの順に変化し、時刻t2にてVsはVb
の電位差が最も大きくなるが、この電位差がトラ
ンジスタP1のソースあるいはドレインと基板領
域との接合が導通する電圧VFよりも低くなるよ
うにCa,Cbの値を定めておけば、トランジスタ
P1における順バイアスの問題は生じない。時刻t2
後は、Vb+|VTP3|≧Vaであつてトランジスタ
P2が非導通、トランジスタP3が導通となるので、
基板領域の電位VsはVbに等しくなる。このよう
にして、基板領域の電位Vsは、Ca>Cbの場合に
おける時刻t1〜t2の間のVs<Vbの区間を除いて、
Va,Vbのいずれよりも低くなることはなく、上
記Vs<Vbの間も前述したようにVbとVsとの電位
差がVFよりも低くなるように保つことによつて、
トランジスタP1における前述した順バイアスの
問題は生じない。
On the other hand, as shown in FIG. 5b, the voltage V a at node 4 is kept constant and the voltage V b at node 5 is
Let us consider the case where the voltage changes from a voltage sufficiently lower than V a to a voltage sufficiently higher. Before time t 1 , V a
≧V b + | V TP2 | and transistor P 2 is conductive,
Since the transistor P 3 is non-conductive, the potential V s in the substrate region becomes equal to V a . At time t1 to t2 ,
V b + | V TP2 | > V a > V b − | V TP3 | and transistors P 2 and P 3 are both non-conductive, so Ca,
Due to the capacitance division of Cb, the potential V s in the substrate region rises at a slower rate than V b as shown by the dotted line in the figure. In this case, if CaCb is used, the rising speed of the potential V s in the substrate region is approximately 1/2 of the rising speed of V b , so V s
It can never be lower than V b . On the other hand, Ca
<Cb, the rising speed of the above potential V s is 1/2 of the above
V s < V b , V s between times t 1 and t 2
V b changes in the order of V s < V b , and at time t 2 the potential difference between V s and V b is the largest, but this potential difference causes the junction between the source or drain of transistor P 1 and the substrate region to become conductive. If the values of Ca and Cb are set so that they are lower than the voltage V F , the transistor
The problem of forward bias in P 1 does not arise. time t 2
After that, V b + | V TP3 | ≧ V a and the transistor
Since P 2 is non-conductive and transistor P 3 is conductive,
The potential V s of the substrate region becomes equal to V b . In this way, the potential V s of the substrate region is set as
It never becomes lower than either V a or V b , and even when V s < V b , the potential difference between V b and V s is kept lower than V F as described above. ,
The aforementioned forward bias problem in transistor P1 does not occur.

第6図は、MOS集積回路に形成された第4図
のMOS型スイツチ回路のトランジスタの構造を
示しており、P形の半導体基板61上にN形のウ
エル62を形成し、このウエル62上にP+型の
拡散層63,64,65,66を形成し、ウエル
62の電極領域としてN+型の拡散領域67,6
8を形成している。69はゲート酸化膜、70,
71,72はゲート電極であり、ゲート電極70
と拡散層65とが結線されて第4図のノード5に
接続され、ゲート電極72と拡散層64とが結線
されて第4図のノード4に接続され、拡散層63
と拡散領域67とが結線され、拡散層66と拡散
領域68とが結線されている。即ち、拡散層6
4,65とゲート電極71との領域は第4図のト
ランジスタP1を形成し、拡散層63,64とゲ
ート電極70との領域は第4図のトランジスタ
P2を形成し、拡散層65,66とゲート電極7
2との領域は第4図のトランジスタP3を形成し
ている。以上のような構造によりMOS型スイツ
チ回路の占有面積は非常に小さくなつている。
FIG. 6 shows the structure of the transistor of the MOS type switch circuit of FIG. 4 formed in a MOS integrated circuit, in which an N-type well 62 is formed on a P-type semiconductor substrate 61, and P + type diffusion layers 63, 64, 65, 66 are formed in the well 62, and N + type diffusion regions 67, 6 are formed as electrode regions of the well 62.
8 is formed. 69 is a gate oxide film, 70,
71 and 72 are gate electrodes, and gate electrode 70
and the diffusion layer 65 are connected to the node 5 in FIG. 4, and the gate electrode 72 and the diffusion layer 64 are connected to the node 4 in FIG.
and the diffusion region 67 are connected, and the diffusion layer 66 and the diffusion region 68 are connected. That is, the diffusion layer 6
4, 65 and the gate electrode 71 form the transistor P1 of FIG. 4, and the region of the diffusion layers 63, 64 and the gate electrode 70 form the transistor P1 of FIG.
P 2 is formed, diffusion layers 65 and 66 and gate electrode 7 are formed.
2 forms the transistor P3 of FIG. Due to the structure described above, the area occupied by the MOS type switch circuit is extremely small.

第7図は、第4図のMOS型スイツチ回路を応
用して2種類の電源電圧を切換選択するための電
圧切換回路の一例を示しており、たとえばMOS
型EPROM(電気的にプログラム可能なソードオ
ンリーメモリ)に適用される。即ち、第7図にお
いて、S1,S2はそれぞれ第4図を参照して前述し
たようなスイツチ回路であり、それぞれのノード
4,4が出力ノード70に接続されスイツチ回路
S1のノード5には電圧VPPが与えられ、スイツチ
回路S2のノード5には電圧VCCが与えられる。上
記電圧VCCは5Vであつて通常の読み出しまたはス
タンバイ時の電源電圧となり、前記電圧VPP
PROMにデータを書き込むプログラム動作時に
は約20Vとなりそれ以外のときは0〜5Vとなる。
読み出し動作時には、スイツチ回路S2はトランジ
スタP1のゲートに制御信号として0Vが印加され
るので導通し、そのノード5のVCC(5V)供給さ
れる。このとき、スイツチ回路S2は、トランジス
タP1のゲートに制御信号として5〜20Vが印加さ
れ、このとき前記出力ノード70の電位は共に
5Vかそれ以下であるので非導通である。これに
対して、プログラム動作(実際にメモリセルにデ
ータを書き込む書き込みモードと、正しく書けた
か否かをチエツクするベリフアイモードがある。)
における書き込みモードにおいては、スイツチ回
路S2は制御信号として20Vが印加されるので非導
通となり、スイツチ回路S1は制御信号として0V
が印加されるので導通し、そのノード5のVPP
(このとき20V)が出力ノード70に供給される。
また、プログラム動作におけるベリフアイモード
においては、スイツチ回路S1はノード5のVPP
20Vであるが制御信号として20Vが印加されるの
で非導通となり、スイツチ回路S2は制御信号とし
て、0Vが印加されるので導通し、そのノード5
のVCC(5V)が出力ノード70に供給される。
Figure 7 shows an example of a voltage switching circuit for selecting two types of power supply voltage by applying the MOS type switch circuit of Figure 4.
Applicable to type EPROM (Electrically Programmable Sword Only Memory). That is, in FIG. 7, S 1 and S 2 are respectively switch circuits as described above with reference to FIG.
Voltage V PP is applied to node 5 of S 1 and voltage V CC is applied to node 5 of switch circuit S 2 . The above voltage V CC is 5V, which is the power supply voltage during normal reading or standby, and the above voltage V PP is
It is approximately 20V during program operation to write data to PROM, and 0 to 5V at other times.
During a read operation, the switch circuit S2 is turned on because 0V is applied as a control signal to the gate of the transistor P1 , and V CC (5V) of the node 5 is supplied. At this time, in the switch circuit S2 , 5 to 20V is applied as a control signal to the gate of the transistor P1 , and at this time, the potentials of the output node 70 are both
Since it is 5V or less, it is non-conductive. On the other hand, there are program operations (a write mode in which data is actually written to the memory cell, and a verify mode in which the data is checked to see if it has been written correctly).
In the write mode, switch circuit S 2 is non-conductive because 20V is applied as a control signal, and switch circuit S 1 is non-conductive as 0V is applied as a control signal.
is applied, conduction occurs, and the V PP of node 5
(20V at this time) is supplied to the output node 70.
In addition, in the verify mode of the program operation, switch circuit S 1 makes sure that V PP of node 5
20V, but since 20V is applied as a control signal, it becomes non-conductive, and switch circuit S2 becomes conductive because 0V is applied as a control signal, and its node 5
V CC (5V) is supplied to output node 70 .

第8図は、本発明のMOS型スイツチ回路の他
の応用例として、第7図に示した電圧切換回路の
スイツチング制御信号を発生するための電圧切換
回路の一例を示しており、S1〜S5はそれぞれたと
えば第4図を参照して前述した第1〜第5のスイ
ツチ回路、N1およびN2はNチヤンネルエンハン
スメント型トランジスタ、80は入力ノード、8
1は出力ノードである。即ち、トランジスタN1
は、一端が入力ノード80に接続され、ゲートに
VCC電圧が与えらえ、トランジスタN2はゲートが
入力ノード80に接続され、ソースがVSS電源
(接地電位)に接続されている。そして、第1の
スイツチ回路S1は、ノード5にVPP電圧が与えら
れ、ノード4が前記トランジスタN1の他端に接
続され、スイツチング制御入力ノード(つまり、
スイツチング用トランジスタP1のゲート)が出
力ノード81に接続されている。また、第2のス
イツチ回路S2は、ノード5にVPP電圧が与えら
れ、スイツチング制御入力ノードが前記トランジ
スタN1の他端に接続され、ノード4が第3のス
イツチ回路S3のノード5に接続されている。この
第3のスイツチ回路S3は、スイツチング制御入力
ノードにVCC電圧が与えられ、ノード4が出力ノ
ード81に接続されている。また、第4のスイツ
チ回路S4は、ノード5にVCC電圧が与えられ、ス
イツチング制御入力ノードが前記トランジスタ
N1の他端に接続され、ノード4が第5のスイツ
チ回路S5のノード5に接続されている。この第5
のスイツチ回路S5は、スイツチング制御入力ノー
ドにVPP電圧が与えられ、ノード4が出力ノード
82に接続されている。
FIG. 8 shows an example of a voltage switching circuit for generating a switching control signal for the voltage switching circuit shown in FIG. 7 as another application example of the MOS type switch circuit of the present invention. S 5 is the first to fifth switch circuits described above with reference to FIG. 4, N 1 and N 2 are N-channel enhancement type transistors, 80 is an input node, and 8
1 is an output node. That is, transistor N 1
is connected at one end to input node 80 and to the gate.
V CC voltage is applied, transistor N 2 has its gate connected to input node 80 and its source connected to V SS power supply (ground potential). The first switch circuit S1 has a node 5 supplied with the VPP voltage, a node 4 connected to the other end of the transistor N1 , and a switching control input node (i.e.,
The gate of the switching transistor P1 ) is connected to the output node 81. Further, in the second switch circuit S2 , the VPP voltage is applied to the node 5, the switching control input node is connected to the other end of the transistor N1 , and the node 4 is connected to the node 5 of the third switch circuit S3. It is connected to the. This third switch circuit S 3 has a switching control input node supplied with the V CC voltage, and a node 4 connected to an output node 81 . Further, in the fourth switch circuit S4 , the V CC voltage is applied to the node 5, and the switching control input node is connected to the transistor.
N1 is connected to the other end, and node 4 is connected to node 5 of the fifth switch circuit S5. This fifth
The switch circuit S 5 has the V PP voltage applied to the switching control input node, and the node 4 is connected to the output node 82 .

而して、VCCは5V、VPPはプログラム動作時に
5〜20V、それ以外のときに0〜5Vとする。VPP
>5Vのときに入力ノード80がVSS電位になる
と、トランジスタN2は非導通になり、トランジ
スタN1は導通するので、第2のスイツチ回路S2
が導通して第3のスイツチ回路S3も導通するが、
第4のスイツチ回路S4は非導通になり、第5のス
イツチ回路S5も非導通になる。これによつて、出
力ノード81はVPP電位(>5V)になり、第1の
スイツチ回路S1は非導通になる。これに対して、
VPP≦5Vのとき入力ノード80がVSS電位になる
と、トランジスタN2は非導通になり、トランジ
スタN1は導通し、第2のスイツチ回路S2の導通
の有無に拘らず第3のスイツチ回路S3は非導通に
なり、第4のスイツチ回路S4が導通して第5のス
イツチ回路S5も導通する。これによつて、出力ノ
ード81はVCC電位になり、第1のスイツチ回路
S1は非導通になる。なお、入力ノード80がVCC
電位のときには、トランジスタN1は非導通にな
り、トランジスタN2は導通するので出力ノード
81はVSS電位になる。
Therefore, V CC is 5 V, V PP is 5 to 20 V during program operation, and 0 to 5 V at other times. VPP
>5V and the input node 80 is at the V SS potential, transistor N 2 becomes non-conducting and transistor N 1 becomes conductive, so that the second switch circuit S 2
conducts and the third switch circuit S3 also conducts, but
The fourth switch circuit S4 becomes non-conductive, and the fifth switch circuit S5 also becomes non-conductive. This brings the output node 81 to the V PP potential (>5V), and the first switch circuit S 1 becomes non-conductive. On the contrary,
When the input node 80 reaches the V SS potential when V PP ≦5V, the transistor N 2 becomes non-conductive, the transistor N 1 becomes conductive, and the third switch circuit S 2 becomes conductive regardless of whether the second switch circuit S 2 is conductive. The circuit S3 becomes non-conductive, the fourth switch circuit S4 becomes conductive, and the fifth switch circuit S5 also becomes conductive. This brings the output node 81 to V CC potential, and the first switch circuit
S 1 becomes non-conducting. Note that input node 80 is connected to V CC
At this potential, transistor N 1 is non-conductive and transistor N 2 is conductive, so that output node 81 is at V SS potential.

第9図は、同じく本発明の応用例に係る電圧切
換回路の他の例を示しており、S1およびS2はそれ
ぞれたとえば第4図を参照して前述した第1、第
2のスイツチ回路である。即ち、第1のスイツチ
回路は、ノード5にVPP電圧が与えられ、スイツ
チング制御入力ノードにVCC電圧が与えられ、ノ
ード4が出力ノード90に接続されている。第2
のスイツチ回路S2は、ノード5にVCC電圧が与え
られ、スイツチング制御入力ノードにVPP電圧が
与えられ、ノード4が出力ノード90に接続され
ている。
FIG. 9 shows another example of the voltage switching circuit according to the applied example of the present invention, and S 1 and S 2 are respectively the first and second switch circuits described above with reference to FIG. 4, for example. It is. That is, in the first switch circuit, the V PP voltage is applied to the node 5 , the V CC voltage is applied to the switching control input node, and the node 4 is connected to the output node 90 . Second
In the switch circuit S 2 , the V CC voltage is applied to the node 5 , the V PP voltage is applied to the switching control input node, and the node 4 is connected to the output node 90 .

而して、VCC=5Vであり、VPP=20Vのときに
は第1のスイツチ回路S1が導通し、第2のスイツ
チ回路S2が非導通になり、出力ノード90はVPP
電位になる。これに対して、VPP≦5Vのときに
は、第1のスイツチ回路S1は非導通になり、第2
のスイツチ回路S2が導通し、出力ノード90は
VCC電位になる。
Therefore, when V CC =5V and V PP =20V, the first switch circuit S 1 becomes conductive, the second switch circuit S 2 becomes non-conductive, and the output node 90 becomes V PP .
Becomes electric potential. On the other hand, when V PP ≦5V, the first switch circuit S 1 becomes non-conductive and the second
switch circuit S2 becomes conductive, and the output node 90 becomes
Becomes V CC potential.

また、VPP電圧が5V〜20Vの範囲をとる場合に
は、本発明のMOS型スイツチ回路を応用して第
10図に示すような電圧切換回路を形成すること
が可能である。即ち、S1およびS2はたとえば第4
図を参照して前述した第1、第2のMOS型スイ
ツチ回路、N1〜N3はNチヤンネルエンハンスメ
ント型トランジスタである。上記トランジスタ
N1は、一端が入力ノード100に接続され、ゲ
ートにVCC電圧が与えられ、他端がトランジスタ
N2の一端に接続されている。このトランジスタ
N2は、ゲートにVPP電位が与えられ、他端が第1
のスイツチ回路S1のノード4および第2のスイツ
チ回路S2のスイツチング制御入力ノードに接続さ
れている。上記第1のスイツチ回路S1は、ノード
5にVPP電圧が与えられ、スイツチング制御入力
ノードが出力ノード101に接続されている。第
2のスイツチ回路S2は、ノード5にVPP電圧が与
えられ、ノード4が出力ノード101に接続され
ている。また、トランジスタN3は、ゲートが入
力ノード100に接続され、ソースがVSS電源に
接続され、ドレインが出力ノード101に接続さ
れている。
Further, when the VPP voltage is in the range of 5V to 20V, it is possible to form a voltage switching circuit as shown in FIG. 10 by applying the MOS type switch circuit of the present invention. That is, S 1 and S 2 are, for example, the fourth
The first and second MOS type switch circuits described above with reference to the figures, N1 to N3 are N-channel enhancement type transistors. The above transistor
N1 has one end connected to the input node 100, the V CC voltage applied to the gate, and the other end connected to the transistor
Connected to one end of N2 . this transistor
N2 has its gate supplied with V PP potential and its other end connected to the first
is connected to the node 4 of the second switch circuit S1 and the switching control input node of the second switch circuit S2. In the first switch circuit S1 , the VPP voltage is applied to the node 5, and the switching control input node is connected to the output node 101. In the second switch circuit S 2 , the V PP voltage is applied to the node 5 and the node 4 is connected to the output node 101 . Further, the transistor N 3 has a gate connected to the input node 100 , a source connected to the V SS power supply, and a drain connected to the output node 101 .

而して、VCC=5V、VPP≧5Vであるから、入力
ノード100がVSS電位になると、トランジスタ
N3は非導通になるがトランジスタN1が導通し、
トランジスタN2も導通し、第2のスイツチ回路
S2が導通し、出力ノード101はVPP電位とな
り、第1のスイツチ回路S1は非導通になる。入力
ノード100がVCC電位になると、トランジスタ
N1は非導通になるが、トランジスタN3が導通し
出力ノード101はVSS電位になる。このとき、
第1のスイツチ回路S1は導通し、第2のスイツチ
回路S2は非導通になる。
Therefore, since V CC =5V and V PP ≧5V, when the input node 100 reaches the V SS potential, the transistor
N 3 becomes non-conductive, but transistor N 1 becomes conductive,
Transistor N2 also conducts and the second switch circuit
S 2 becomes conductive, the output node 101 goes to V PP potential, and the first switch circuit S 1 becomes non-conductive. When the input node 100 is at V CC potential, the transistor
N 1 becomes non-conductive, but transistor N 3 becomes conductive and the output node 101 goes to V SS potential. At this time,
The first switch circuit S 1 becomes conductive and the second switch circuit S 2 becomes non-conductive.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述したように本発明のMOS型スイツチ回路
は、MOS集積回路に定常的に与えられる電源電
圧より高いもしくは低い電位となるノードを含む
2つのノード間を正常かつ高速にスイツチング可
能であり、しかも製造プロセスが複雑になること
もなくスイツチング制御信号のための昇圧回路も
不要になり簡単な構成で実現可能であるなどの利
点がある。
As described above, the MOS type switch circuit of the present invention is capable of normally and quickly switching between two nodes, including a node whose potential is higher or lower than the power supply voltage regularly applied to the MOS integrated circuit. It has the advantage that the process does not become complicated, a booster circuit for the switching control signal is not required, and it can be realized with a simple configuration.

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

第1図は従来のMOS型スイツチ回路を示す回
路図、第2図は本発明に係るMOS型スイツチ回
路の一実施例を示す回路図、第3図および第4図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回路図、第
5図aおよび第5図bは第4図の回路の動作を説
明するために示す特性図、第6図は第4図の回路
に対応する半導体基板上の構造を示す断面図、第
7図乃至第10図はそれぞれ本発明の応用例を示
す回路図である。 4……第1ノード、5……第2ノード、P1
P3……Pチヤンネルトランジスタ、Va……第1
ノードの電位、Vb……第2ノードの電位、Vs
…基板領域の電位、61……半導体基板、62…
…ウエル、63〜66……拡散層、67,68…
…拡散領域、69……ゲート酸化膜、70〜72
……ゲート電極。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional MOS switch circuit, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a MOS switch circuit according to the present invention, and FIGS. A circuit diagram showing an embodiment, FIGS. 5a and 5b are characteristic diagrams shown to explain the operation of the circuit in FIG. 4, and FIG. 6 is a structure on a semiconductor substrate corresponding to the circuit in FIG. 4. 7 to 10 are circuit diagrams showing application examples of the present invention. 4...first node, 5...second node, P1 ~
P 3 ... P channel transistor, V a ... 1st
Potential of the node, V b ... Potential of the second node, V s ...
... Potential of substrate region, 61 ... Semiconductor substrate, 62 ...
...well, 63-66...diffusion layer, 67,68...
...Diffusion region, 69...Gate oxide film, 70-72
...Gate electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板中のウエル領域に形成されて上記
半導体基板とはPN接合により絶縁分離されたそ
れぞれPチヤンネル型でデプレーシヨン型でない
第1、第2、第3のMOSトランジスタを有し、
上記第2、第3のトランジスタのドレインが第1
のトランジスタの基板領域に接続され、第2のト
ランジスタのソースには第1のトランジスタの第
1端子の電圧に等しいかそれより高いバイアス電
圧が与えられ、第3のトランジスタのソースには
第1トランジスタの第2端子の電圧に等しいかそ
れより高いバイアス電圧が与えられ、第1のトラ
ンジスタの第1端子の電圧Vaと第2端子の電圧
Vbとの高低関係がVa>Vbのときには第2、第
3のトランジスタが各対応して導通、非導通にな
り、上記高低関係がVa<Vbのときには第2、第
3のトランジスタが各対応して非導通、導通にな
るように上記第2、第3のトランジスタの各ゲー
トに相補的な制御信号が与えられ、前記第1のト
ランジスタのゲートにスイツチング制御信号が印
加されることを特徴とするMOS型スイツチ回路。 2 前記第1のトランジスタの第1、第2端子が
各対応して第2、第3のトランジスタのソースに
接続され、第2、第3のトランジスタの各ゲート
が第1のトランジスタの基板領域に接続されてな
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記
載のMOS型スイツチ回路。 3 前記第1のトランジスタの第1、第2端子が
各対応して第2、第3のトランジスタのソースに
接続されると共に第3、第2のトランジスタのゲ
ートに接続されてなることを特徴とする前記特許
請求の範囲第1項記載のMOS型スイツチ回路。 4 半導体基板中のウエル領域に形成されて上記
半導体基板とはPN接合により絶縁分離されたそ
れぞれNチヤンネル型でデプレーシヨン型でない
第1、第2、第3のMOSトランジスタを有し、
上記第2、第3のトランジスタのドレインが第1
のトランジスタの基板領域に接続され、第2のト
ランジスタのソースには第1のトランジスタの第
1端子の電圧に等しいかそれより低いバイアス電
圧が与えらえ、第3のトランジスタのソースには
第1トランジスタの第2端子の電圧に等しいかそ
れより低いバイアス電圧が与えられ、第1のトラ
ンジスタの第1端子の電圧Vaと第2端子の電圧
Vbとの高低関係がVa<Vbのときには第2、第
3のトランジスタが各対応して導通、非導通にな
り、上記高低関係がVa>Vbのときには第2、第
3のトランジスタが各対応して非導通、導通にな
るように上記第2、第3のトランジスタの各ゲー
トに相補的な制御信号が与えられ、前記第1のト
ランジスタのゲートにスイツチング制御信号が印
加されることを特徴とするMOS型スイツチ回路。 5 前記第1のトランジスタの第1、第2端子が
各対応して第2、第3のトランジスタのソースに
接続され、第2、第3のトランジスタの各ゲート
が第1のトランジスタの基板領域に接続されてな
ることを特徴とする前記特許請求の範囲第4項記
載のMOS型スイツチ回路。 6 前記第1のトランジスタの第1、第2端子が
各対応して第2、第3のトランジスタのソースに
接続されると共に第3、第2のトランジスタのゲ
ートに接続されてなることを特徴とする前記特許
請求の範囲第4項記載のMOS型スイツチ回路。
[Scope of Claims] 1. First, second, and third MOS transistors formed in a well region in a semiconductor substrate and insulated from the semiconductor substrate by a PN junction, each of which is a P-channel type and is not a depletion type. death,
The drains of the second and third transistors are connected to the first transistor.
a bias voltage equal to or higher than the voltage at the first terminal of the first transistor is applied to the source of the second transistor; A bias voltage equal to or higher than the voltage at the second terminal of the first transistor is applied, and the voltage at the first terminal Va and the voltage at the second terminal of the first transistor
When the height relationship with Vb is Va>Vb, the second and third transistors become conductive and non-conductive, and when the above-mentioned height relationship is Va<Vb, the second and third transistors become conductive and non-conductive. A complementary control signal is applied to each gate of the second and third transistors so that the transistor becomes non-conductive and conductive, and a switching control signal is applied to the gate of the first transistor. MOS type switch circuit. 2. The first and second terminals of the first transistor are respectively connected to the sources of the second and third transistors, and the gates of the second and third transistors are connected to the substrate region of the first transistor. 2. The MOS type switch circuit according to claim 1, wherein the MOS switch circuit is connected to the MOS switch circuit. 3. The first and second terminals of the first transistor are respectively connected to the sources of the second and third transistors and the gates of the third and second transistors. A MOS type switch circuit according to claim 1. 4 having first, second, and third MOS transistors each of an N-channel type and not a depletion type, formed in a well region in a semiconductor substrate and insulated from the semiconductor substrate by a PN junction;
The drains of the second and third transistors are connected to the first transistor.
a bias voltage equal to or lower than the voltage at the first terminal of the first transistor is applied to the source of the second transistor; A bias voltage equal to or lower than the voltage at the second terminal of the transistor is applied, and the voltage at the first terminal Va and the voltage at the second terminal of the first transistor are
When the height relationship with Vb is Va<Vb, the second and third transistors become conductive and non-conductive, and when the above-mentioned height relationship is Va>Vb, the second and third transistors become conductive and non-conductive. A complementary control signal is applied to each gate of the second and third transistors so that the transistor becomes non-conductive and conductive, and a switching control signal is applied to the gate of the first transistor. MOS type switch circuit. 5. The first and second terminals of the first transistor are respectively connected to the sources of the second and third transistors, and the gates of the second and third transistors are connected to the substrate region of the first transistor. 5. The MOS type switch circuit according to claim 4, wherein the MOS switch circuit is connected. 6. The first and second terminals of the first transistor are respectively connected to the sources of the second and third transistors and the gates of the third and second transistors. A MOS type switch circuit according to claim 4.
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