JPH0368572B2 - - Google Patents

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JPH0368572B2
JPH0368572B2 JP56111933A JP11193381A JPH0368572B2 JP H0368572 B2 JPH0368572 B2 JP H0368572B2 JP 56111933 A JP56111933 A JP 56111933A JP 11193381 A JP11193381 A JP 11193381A JP H0368572 B2 JPH0368572 B2 JP H0368572B2
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field effect
effect transistor
electrode
mos field
mos
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JP56111933A
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Kenji Matsuo
Yasoji Suzuki
Akira Yamaguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to DE3226339A priority patent/DE3226339C2/en
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Priority to FR8212498A priority patent/FR2509931B1/fr
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0018Special modifications or use of the back gate voltage of a FET

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  • Electronic Switches (AREA)

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第4図はこの発明に係るアナログスイツチ
装置の回路構成図である。この装置ではNチヤネ
ルのMOSトランジスタ1の基板電極BにVSSを供
給する代りに、もう一つのNチヤネルのエンハン
スメント型のMOSトランジスタ5のソース電極
Sを接続し、またこのMOSトランジスタ5のド
レイン電極Dを端子3に、ゲート電極Gを端子4
に、基板電極Bをそのソース電極Sにそれぞれ接
続するようにしたものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a circuit diagram of an analog switch device according to the present invention. In this device, instead of supplying V SS to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1, the source electrode S of another N-channel enhancement type MOS transistor 5 is connected, and the drain electrode of this MOS transistor 5 is connected to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1. D to terminal 3, gate electrode G to terminal 4
In addition, the substrate electrodes B are connected to the source electrodes S, respectively.

上記構成でなるアナログスイツチ装置におい
て、まず、クロツク信号φをLレベル、クロツク
信号をHレベルにそれぞれ設定した場合、Nチ
ヤネルのMOSトランジスタ1およびPチヤネル
のMOSトランジスタ2は共にオフし、その抵抗
RN,RPは極めて大きな値となる。この結果、入
力信号INは端子4には伝達されず、出力信号
OUTは取り出されない。
In the analog switch device having the above configuration, first, when the clock signal φ is set to L level and the clock signal is set to H level, both N-channel MOS transistor 1 and P-channel MOS transistor 2 are turned off, and their resistance
R N and R P have extremely large values. As a result, the input signal IN is not transmitted to terminal 4, and the output signal
OUT is not retrieved.

次にクロツク信号φをHレベル、クロツク信号
φをHレベルにそれぞれ設定する。このとき、
MOSトランジスタ1およびMOSトランジスタ2
は共にオンするために、入力信号INが両MOSト
ランジスタ1,2を介して端子4に伝達され、端
子4では出力信号OUTが取り出される。さらに
このとき、もう一つのNチヤネルのMOSトラン
ジスタ5のドレイン電極Dには入力信号INの電
圧VINが与えられ、ゲート電極Gには出力信号
OUTの電圧VOUTが与えられているため、いまこ
のMOSトランジスタ5のしきい値をVth5とする
と、VIN≧VOUT−Vth5の時には、MOSトランジス
タ5は飽和動作領域に入つて安定し、ソース電極
Sの電位はVOUT−Vth5となる。一方、VIN<VOUT
−Vth5の時にはMOSトランジスタ5は非飽和動
作領域に入つて安定し、この時のソース電極Sの
電位はVINとなる。このMOSトランジスタ5のソ
ース電極SはMOSトランジスタ1の基板電極B
に接続されているため、このMOSトランジスタ
1の基板電極Bに与えられる電圧はVOUT−Vth5
VINのいずれかとなる。また上記VIN≧VOUT−Vth5
の時にはMOSトランジスタ1のソース−基板間
電圧VBSはVth5となり、上記VIN<VOUT−Vth5の時
にはVIN−VOUT(≒0)となる。この結果、MOS
トランジスタ1のソース−基板間電圧VBSは常に
Vth5以下となり、このMOSトランジスタ1に与
えられるソース−基板バイアス効果は極めて小さ
なものとなるかあるいはほぼ0となる。したがつ
て、MOSトランジスタ1のオン抵抗の、しきい
値変動による変化はほとんどなくすことができ
る。
Next, the clock signal φ is set to the H level, and the clock signal φ is set to the H level. At this time,
MOS transistor 1 and MOS transistor 2
Since both are turned on, the input signal IN is transmitted to the terminal 4 via both MOS transistors 1 and 2, and the output signal OUT is taken out from the terminal 4. Furthermore, at this time, the voltage V IN of the input signal IN is applied to the drain electrode D of another N-channel MOS transistor 5, and the output signal is applied to the gate electrode G.
Since the OUT voltage V OUT is given, if the threshold value of this MOS transistor 5 is now V th5 , when V IN ≧V OUT −V th5 , the MOS transistor 5 enters the saturation operation region and becomes stable. , the potential of the source electrode S becomes V OUT −V th5 . On the other hand, V IN <V OUT
-V th5 , the MOS transistor 5 enters the non-saturated operating region and becomes stable, and the potential of the source electrode S at this time becomes V IN . The source electrode S of this MOS transistor 5 is the substrate electrode B of the MOS transistor 1.
Since the voltage applied to the substrate electrode B of this MOS transistor 1 is V OUT −V th5
Either V IN . Also, the above V IN ≧V OUT −V th5
When , the source-substrate voltage V BS of the MOS transistor 1 becomes V th5 , and when V IN <V OUT -V th5 , it becomes V IN -V OUT (≈0). As a result, M.O.S.
The source-substrate voltage V BS of transistor 1 is always
V th5 or less, and the source-substrate bias effect given to this MOS transistor 1 becomes extremely small or almost zero. Therefore, changes in the on-resistance of the MOS transistor 1 due to threshold fluctuations can be almost eliminated.

第5図は上記実施例装置において、両MOSト
ランジスタ1,2のオン時に、端子3に与える入
力信号INの電圧を0Vから+5Vまで変化させた場
合の、MOSトランジスタ1の抵抗RNとMOSトラ
ンジスタ2の抵抗RP、およびRNとRPの並列抵抗
として表わされる端子3,4間の抵抗RONそれぞ
れの特性を表わすものである。前記第3図に示す
従来装置の特性図では、入力信号INの電圧が+
2.5V付近でNチヤネルのMOSトランジスタ1の
△Vthが増加し、RNの値が大きく変化していた
が、上記実施例装置では第5図に示すように、
RNとRPとは、入力信号INの電圧が約+2.5V付近
で線対称となるような変化をしている。すなわ
ち、これはNチヤネルのMOSトランジスタ1の
基板電極BにMOSトランジスタ5を介してソー
ス電極Sあるいはドレイン電極Dにおける信号電
圧を供給することによつてソース−基板バイアス
効果を極めて小さくして、MOSトランジスタ1
のしきい値の変動をなくし、しきい値によるRN
の変化を最小におさえるようにしたからである。
したがつて、端子3,4間の抵抗RONはほぼ平坦
な特性となり、入力信号INの電圧に影響されず
一定値とすることができる。この結果、出力信号
OUTに発生する歪は極めて小さくすることがで
きる。
Figure 5 shows the resistance R N of MOS transistor 1 and the MOS transistor when the voltage of input signal IN applied to terminal 3 is varied from 0V to +5V when both MOS transistors 1 and 2 are on in the above embodiment device. 2 , and the resistance R ON between terminals 3 and 4, which is expressed as a parallel resistance of R N and R P. In the characteristic diagram of the conventional device shown in Fig. 3, the voltage of the input signal IN is +
At around 2.5V, △V th of the N-channel MOS transistor 1 increased, and the value of R N changed greatly, but in the above example device, as shown in FIG.
R N and R P change line-symmetrically when the voltage of the input signal IN is around +2.5V. That is, by supplying the signal voltage at the source electrode S or drain electrode D to the substrate electrode B of the N-channel MOS transistor 1 via the MOS transistor 5, the source-substrate bias effect is minimized, and the MOS transistor 1
By eliminating fluctuations in the threshold value, R N
This is because we tried to minimize the change in
Therefore, the resistance R ON between the terminals 3 and 4 has a substantially flat characteristic, and can be kept at a constant value without being affected by the voltage of the input signal IN. As a result, the output signal
Distortion generated at OUT can be made extremely small.

第6図はこの発明の他の実施例の回路構成図で
ある。この実施例回路ではもう一つのNチヤネ
ル、エンハンスメント型のMOSトランジスタ6
を追加し、このMOSトランジスタ6のソース電
極SをMOSトランジスタ1の基板電極Bに接続
し、またこのMOSトランジスタ6のドレイン電
極Dを端子4に、ゲート電極Gを端子3に、基板
電極Bをそのソース電極Sにそれぞれ接続するよ
うにしたものであり、端子3,4を共に入力信号
供給端および出力信号取り出し端子として使用で
きるようにしたものである。
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the invention. In this example circuit, another N-channel, enhancement type MOS transistor 6
, the source electrode S of this MOS transistor 6 is connected to the substrate electrode B of MOS transistor 1, the drain electrode D of this MOS transistor 6 is connected to terminal 4, the gate electrode G is connected to terminal 3, and the substrate electrode B is connected to terminal 4. The terminals 3 and 4 are connected to the source electrode S, respectively, and both terminals 3 and 4 can be used as an input signal supply terminal and an output signal extraction terminal.

なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば上記第4図に示す実施例装置
では、MOSトランジスタ1のソース電極Sと
MOSトランジスタ2のドレイン電極Dとを接続
し、この接続点を入力信号供給端子3に接続し、
またMOSトランジスタ1のドレイン電極Dと
MOSトランジスタ2のソース電極Sとを接続し、
この接続点を出力信号取り出し端子4に接続する
場合について説明したが、これは端子4を入力信
号の供給端子として用い、さらに端子3を出力信
号取り出し端子として用いるようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment; for example, in the embodiment shown in FIG. 4, the source electrode S of the MOS transistor 1 and
Connect the drain electrode D of the MOS transistor 2, and connect this connection point to the input signal supply terminal 3.
Also, the drain electrode D of MOS transistor 1 and
Connect the source electrode S of the MOS transistor 2,
Although a case has been described in which this connection point is connected to the output signal take-out terminal 4, the terminal 4 may be used as the input signal supply terminal and the terminal 3 may be used as the output signal take-out terminal.

さらに上記実施例では新たに追加されたMOS
トランジスタ5,6の基板電極Bをそれぞれのソ
ース電極Sに接続する場合ついて説明したが、こ
れははMOSトランジスタ5,6の基板電極Bを
他の電位点に接続するようにしてもよい。
Furthermore, in the above example, the newly added MOS
Although the case has been described in which the substrate electrodes B of the transistors 5 and 6 are connected to the respective source electrodes S, the substrate electrodes B of the MOS transistors 5 and 6 may be connected to other potential points.

またさらに上記実施例では、Nチヤネルの
MOSトランジスタ1を、N型半導体基板内に拡
散法等によつて形成されたPウエル領域内に、P
チヤネルのMOSトランジスタ2はN型半導体基
板内にそれぞれ設け、NチヤネルのMOSトラン
ジスタ1のソース電極S(端子4)あるいはドレ
イン電極D(端子3)における電圧を、Nチヤネ
ルのMOSトランジスタ5のみを、あるいはMOS
トランジスタ5と6とを介してMOSトランジス
タ1の基板電極Bに供給する場合について説明し
たが、これはP型半導体基板内に拡散法等によつ
て形成されたNウエル領域内にPチヤネルの
MOSトランジスタ2を設けかつP型半導体基板
内にNチヤネルのMOSトランジスタ1を設ける
場合には、PチヤネルのMOSトランジスタ2の
しきい値のソース−基板バイアス効果に対する感
度がNチヤネルのMOSトランジスタ1のそれよ
りも大きくなるので、この場合にはMOSトラン
ジスタを介してPチヤネルのMOSトランジスタ
2の基板電極Bに端子4あるいは端子3の電圧を
供給すればよく、また、MOSトランジスタ1あ
るいは2の基板電極Bと端子3,4との間に挿入
するMOSトランジスタもPチヤネルのものであ
つてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the N-channel
The MOS transistor 1 is placed in a P well region formed in an N type semiconductor substrate by a diffusion method or the like.
Each of the channel MOS transistors 2 is provided in an N-type semiconductor substrate, and the voltage at the source electrode S (terminal 4) or drain electrode D (terminal 3) of the N-channel MOS transistor 1 is applied to only the N-channel MOS transistor 5. Or MOS
The case where the supply is supplied to the substrate electrode B of the MOS transistor 1 through the transistors 5 and 6 has been described, but this is a case in which a P channel is supplied to the substrate electrode B of the MOS transistor 1 through the transistors 5 and 6.
When a MOS transistor 2 is provided and an N-channel MOS transistor 1 is provided in a P-type semiconductor substrate, the sensitivity of the threshold value of the P-channel MOS transistor 2 to the source-substrate bias effect is the same as that of the N-channel MOS transistor 1. In this case, it is sufficient to supply the voltage of terminal 4 or terminal 3 to the substrate electrode B of the P-channel MOS transistor 2 via the MOS transistor, and also supply the voltage of the terminal 4 or 3 to the substrate electrode of the MOS transistor 1 or The MOS transistors inserted between B and terminals 3 and 4 may also be of P channel type.

またNチヤネルのMOSトランジスタ1とPチ
ヤネルのMOSトランジスタ2それぞれの基板の
不純物濃度が高い場合には、両MOSトランジス
タ1,2の基板電極Bそれぞれと端子3および4
のいずれか一方あるいは両方との間にMOSトラ
ンジスタを挿入するようにしてもよい。
Further, when the impurity concentration of the substrates of N-channel MOS transistor 1 and P-channel MOS transistor 2 is high, the substrate electrodes B of both MOS transistors 1 and 2 and terminals 3 and 4
A MOS transistor may be inserted between either one or both of them.

以上説明したようにこの発明によれば、MOS
型電界効果トランジスタのソース電極あるいはド
レイン電極におけるアナログ信号電圧を、ドレイ
ン電極あるいはソース電極におけるアナログ信号
電圧に応じてスイツチ制御されるスイツチ素子を
介して上記MOSトランジスタの基板電極に供給
するようにしたので、出力信号に発生する歪を極
めて小さくすることができるアナログスイツチ装
置を提供することができる。
As explained above, according to this invention, the MOS
The analog signal voltage at the source electrode or drain electrode of the type field effect transistor is supplied to the substrate electrode of the MOS transistor via a switch element that is switch-controlled in accordance with the analog signal voltage at the drain electrode or source electrode. Accordingly, it is possible to provide an analog switch device that can extremely minimize distortion generated in an output signal.

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

第1図は従来のアナログスイツチ装置の回路構
成図、第2図は同従来例装置を構成するMOS型
電界効果トランジスタの構造断面図、第3図は同
従来装置の特性図、第4図はこの発明の一実施例
の回路構成図、第5図は同実施例装置の特性図、
第6図はこの発明の他の実施例の回路構成図であ
る。 1…Nチヤネルでエンハンスメント型のMOS
型電界効果トランジスタ、2…Pチヤネルでエン
ハンスメント型のMOS型電界効果トランジスタ、
3…入力信号の供給端子、4…出力信号の取り出
し端子、5,6…Nチヤネルでエンハンスメント
型のMOS型電界効果トランジスタ、11…N型
半導体基板、12…Pウエル領域。
Figure 1 is a circuit configuration diagram of a conventional analog switch device, Figure 2 is a cross-sectional view of the structure of a MOS field effect transistor that constitutes the conventional device, Figure 3 is a characteristic diagram of the conventional device, and Figure 4 is a diagram of the structure of the conventional analog switch device. A circuit configuration diagram of an embodiment of this invention, FIG. 5 is a characteristic diagram of the device of the embodiment,
FIG. 6 is a circuit diagram of another embodiment of the invention. 1...N channel enhancement type MOS
type field effect transistor, 2...P channel enhancement type MOS type field effect transistor,
3... Input signal supply terminal, 4... Output signal extraction terminal, 5, 6... N channel enhancement type MOS field effect transistor, 11... N type semiconductor substrate, 12... P well region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アナログ信号を入出力するためのソース,ド
レイン電極、導通制御を行うための制御信号が入
力されるゲート電極及び基板電極が設けられた第
1のMOS型電界効果トランジスタと、 ドレイン電極が上記第1のMOS型電界効果ト
ランジスタのソース電極に、ソース電極が上記第
1のMOS型電界効果トランジスタの基板電極に、
ゲート電極が上記第1のMOS型電界効果トラン
ジスタのドレイン電極にそれぞれ接続され、上記
第1のMOS型電界効果トランジスタのソース電
極におけるアナログ信号電圧を上記第1のMOS
型電界効果トランジスタの基板電極に供給制御す
る第2のMOS型電界効果トランジスタとを具備
し、 入力アナログ信号の電圧変化に対する上記第1
のMOS型電界効果トランジスタのソース・基板
バイアス効果によるしきい値の変動を小さくし、
上記第1のMOS型電界効果トランジスタの抵抗
の変化を小さくして出力アナログ信号の歪みを少
なくし得るように構成したことを特徴とするアナ
ログスイツチ装置。 2 アナログ信号を入出力するためのソース,ド
レイン電極、導通制御を行うための第1制御信号
が入力されるゲート電極及び基板電極が設けられ
た第1チヤネルの第1のMOS型電界効果トラン
ジスタと、 ソース,ドレイン電極が上記第1のMOS型電
界効果トランジスタのドレイン,ソース電極にそ
れぞれ接続され、上記第1制御信号と逆位相の第
2制御信号がゲート電極に入力される第2チヤネ
ルの第2のMOS型電界効果トランジスタと、 ドレイン電極が上記第1のMOS型電界効果ト
ランジスタのソース電極に、ソース電極が上記第
1のMOS型電界効果トランジスタの基板電極に、
ゲート電極が上記第1のMOS型電界効果トラン
ジスタのドレイン電極にそれぞれ接続され、上記
第1のMOS型電界効果トランジスタのソース電
極におけるアナログ信号電圧を上記第1のMOS
型電界効果トランジスタの基板電極に供給制御す
る第1チヤネルの第3のMOS型電界効果トラン
ジスタとを具備し、 入力アナログ信号の電圧変化に対する上記第1
のMOS型電界効果トランジスタのソース・基板
バイアス効果によるしきい値の変動を小さくし、
上記第1のMOS型電界効果トランジスタの抵抗
の変化を小さくして出力アナログ信号の歪みを少
なくし得るように構成したことを特徴とするアナ
ログスイツチ装置。
[Claims] 1. A first MOS field effect transistor provided with a source and a drain electrode for inputting and outputting an analog signal, a gate electrode and a substrate electrode to which a control signal for conducting conduction control is input. , a drain electrode is connected to the source electrode of the first MOS field effect transistor, a source electrode is connected to the substrate electrode of the first MOS field effect transistor,
Gate electrodes are respectively connected to the drain electrodes of the first MOS field effect transistors, and the analog signal voltage at the source electrode of the first MOS field effect transistor is connected to the first MOS field effect transistor.
and a second MOS type field effect transistor for controlling supply to the substrate electrode of the MOS type field effect transistor, and the second MOS type field effect transistor controls the supply voltage to the substrate electrode of the input analog signal.
Reduces threshold fluctuations due to source/substrate bias effects of MOS field effect transistors,
An analog switch device characterized in that the change in resistance of the first MOS field effect transistor is reduced to reduce distortion of the output analog signal. 2. A first channel first MOS field effect transistor provided with a source and drain electrode for inputting and outputting an analog signal, a gate electrode and a substrate electrode to which a first control signal for conducting conduction control is input; , a second channel whose source and drain electrodes are respectively connected to the drain and source electrodes of the first MOS field effect transistor, and whose gate electrode is inputted with a second control signal having an opposite phase to the first control signal; 2, a MOS field effect transistor having a drain electrode connected to the source electrode of the first MOS field effect transistor, and a source electrode connected to the substrate electrode of the first MOS field effect transistor;
Gate electrodes are respectively connected to the drain electrodes of the first MOS field effect transistors, and the analog signal voltage at the source electrode of the first MOS field effect transistor is connected to the first MOS field effect transistor.
a third MOS type field effect transistor of the first channel for controlling supply to the substrate electrode of the type field effect transistor;
Reduces threshold fluctuations due to source/substrate bias effects of MOS field effect transistors,
An analog switch device characterized in that the change in resistance of the first MOS field effect transistor is reduced to reduce distortion of the output analog signal.
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US06/398,356 US4529897A (en) 1981-07-17 1982-07-15 Analog switch device having threshold change reducing means
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DE3717922A1 (en) * 1987-05-27 1988-12-08 Sgs Halbleiterbauelemente Gmbh SWITCH DEVICE DESIGNED AS AN INTEGRATED CIRCUIT
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JPS50114158A (en) * 1971-03-25 1975-09-06

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