JPH04259251A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、複数の電源ピンと複数の接地ピンを有する
装置に適用して好適な半導体集積回路装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device suitable for application to a device having a plurality of power supply pins and a plurality of ground pins.
【0002】0002
【従来の技術】現在、半導体メモリに代表される半導体
集積回路装置は、回路集積規模が増大しつつある。これ
に伴って、チップサイズが増大し、且つデータアクセス
タイムの高速化が要求されている。これに伴い、電源線
と接地線との間のノイズが増大し、回路動作への悪影響
が無視できないこともある。特に、半導体メモリのデー
タ出力回路におけるノイズは、他の回路に及ぼす影響が
大きい。このための対策と1つとして、電源ピンと接地
ピンをデータ出力回路用と周辺回路用に分離して使用す
ることも行われている。このようなノイズ対策としての
電源線や接地線の複数化は、設計手法として多く用いら
れつつあり、今後は益々増える傾向にある。2. Description of the Related Art Currently, the scale of circuit integration of semiconductor integrated circuit devices typified by semiconductor memories is increasing. Along with this, chip size has increased and data access times have been required to be faster. As a result, noise between the power supply line and the ground line increases, and the adverse effect on circuit operation may not be negligible. In particular, noise in the data output circuit of a semiconductor memory has a large effect on other circuits. One countermeasure for this problem is to use power supply pins and ground pins separately for data output circuits and peripheral circuits. The use of a plurality of power supply lines and ground lines as a noise countermeasure is increasingly being used as a design method, and is expected to increase more and more in the future.
【0003】一方、MOS型の半導体集積回路装置は、
そのプロセス構造の特性上、静電気破壊に弱い。その対
策として、全てのピンに対して、図4に示すような、バ
イポーラトランジスタからなる保護素子を接続している
。このバイポーラトランジスタは、基板またはウエルを
ベース(p−sub)とし、n+部からA端子とB端子
を導出し、ベースからC端子を導出して構成される。
このバイポーラトランジスタは、図5の特性図に示すよ
うな電圧電流特性を有している。つまり、A端子−B端
子間の増大してある電圧(ブレークダウン電圧)に達す
ると、その時点から急激に電流が流れる、というような
特性を持っている。このため、両端子間にサージ電圧が
発生した場合には、このトランジスタに電流が流れる。
これにより、集積回路内部の他の素子に、過度な電位差
が、長時間印加されるのを防止している。On the other hand, a MOS type semiconductor integrated circuit device is
Due to the characteristics of its process structure, it is susceptible to electrostatic damage. As a countermeasure against this, a protection element made of a bipolar transistor as shown in FIG. 4 is connected to all pins. This bipolar transistor is constructed by using a substrate or a well as a base (p-sub), leading out an A terminal and a B terminal from the n+ part, and leading out a C terminal from the base. This bipolar transistor has voltage-current characteristics as shown in the characteristic diagram of FIG. In other words, it has such a characteristic that when the increasing voltage between the A terminal and the B terminal (breakdown voltage) is reached, a current suddenly flows from that point on. Therefore, when a surge voltage occurs between both terminals, current flows through this transistor. This prevents an excessive potential difference from being applied to other elements within the integrated circuit for a long time.
【0004】図2は、一般的な半導体集積回路装置の保
護回路を示す。特に、電源ピンと接地ピンがそれぞれ1
個の場合を例示するものである。図2に示すように、電
源ピン1と接地ピン2の間には、トランジスタTr6が
保護用に接続されている。電源ピンと入力ピン3の間に
はトランジスタTr7が、接地ピン2と入力ピン3の間
にはトランジスタTr8がそれぞれ保護用に接続されて
いる。電源ピン1と出力ピン4の間にはトランジスタT
r10が、接地ピン2と出力ピン4の間にはトランジス
タTr9がそれぞれ保護用に接続されている。FIG. 2 shows a protection circuit for a general semiconductor integrated circuit device. In particular, the power pin and ground pin are each
This is an example of two cases. As shown in FIG. 2, a transistor Tr6 is connected between the power supply pin 1 and the ground pin 2 for protection. A transistor Tr7 is connected between the power supply pin and the input pin 3, and a transistor Tr8 is connected between the ground pin 2 and the input pin 3 for protection. A transistor T is connected between power supply pin 1 and output pin 4.
A transistor Tr9 is connected between r10, ground pin 2 and output pin 4 for protection.
【0005】以上のような構成によれば、電源ピン1と
接地ピン2、入力ピン3、出力ピン4との間のサージや
、接地ピン2と入力ピン3、出力ピン4との間のサージ
を、効果的に吸収することができる。According to the above configuration, surges between the power pin 1 and the ground pin 2, the input pin 3, and the output pin 4, and the surge between the ground pin 2 and the input pin 3, and the output pin 4 can be prevented. can be absorbed effectively.
【0006】一方、図3は、従来の半導体集積回路装置
の保護回路構成図を示す。特に、電源ピンと接地ピンが
それぞれ複数個(各2個)の場合を例示するものである
。図3に示すように、第1の電源ピン5と第1の接地ピ
ン6の間にはトランジスタTr11が、また第2の電源
ピン7と第2の接地ピン8の間にはトランジスタTr1
5がそれぞれ保護用に接続されている。さらに、第1の
電源ピン5と第2の電源ピン7の間、また第1の接地ピ
ン6と第2の接地ピン8の間には、それぞれ、トランジ
スタTr13、Tr14が保護用に接続されている。
第1の電源ピン5と第2の接地ピン8の間、また第1の
接地ピン6と第2の電源ピン7の間には、それぞれ、ト
ランジスタTr16、Tr12が保護用に接続されてい
る。また、第1の電源ピン5、第1の接地ピン6、第2
の電源ピン7、第2の接地ピン8と、入力ピン3との間
には、それぞれ、トランジスタTr17、Tr18、T
r19、Tr20が保護用に接続されている。第1の電
源ピン5、第1の接地ピン6、第2の電源ピン7、第2
の接地ピン8と、出力ピン4との間には、それぞれ、ト
ランジスタTr24、Tr23、Tr22、Tr21が
保護用に接続されている。On the other hand, FIG. 3 shows a configuration diagram of a protection circuit of a conventional semiconductor integrated circuit device. In particular, the case where there are a plurality of power supply pins and a plurality of ground pins (two each) is illustrated. As shown in FIG. 3, a transistor Tr11 is connected between the first power pin 5 and the first ground pin 6, and a transistor Tr1 is connected between the second power pin 7 and the second ground pin 8.
5 are each connected for protection. Further, transistors Tr13 and Tr14 are connected between the first power pin 5 and the second power pin 7 and between the first ground pin 6 and the second ground pin 8 for protection. There is. Transistors Tr16 and Tr12 are connected for protection between the first power pin 5 and the second ground pin 8, and between the first ground pin 6 and the second power pin 7, respectively. In addition, the first power pin 5, the first ground pin 6, the second
Transistors Tr17, Tr18, T
r19 and Tr20 are connected for protection. first power pin 5, first ground pin 6, second power pin 7, second
Transistors Tr24, Tr23, Tr22, and Tr21 are connected between the ground pin 8 and the output pin 4, respectively, for protection.
【0007】以上のような構成によれば、第1の電源ピ
ン5、第1の接地ピン6、第2の電源ピン7、第2の接
地ピン8の相互の間に発生するサージや、第1の電源ピ
ン5、第1の接地ピン6、第2の電源ピン7、第2の接
地ピン8と、入力ピン3または出力ピン4との間、に発
生するサージを効果的に吸収することができる。According to the above configuration, surges generated between the first power pin 5, the first ground pin 6, the second power pin 7, and the second ground pin 8, and To effectively absorb surges generated between the first power pin 5, the first ground pin 6, the second power pin 7, and the second ground pin 8 and the input pin 3 or the output pin 4. Can be done.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体集積回路
装置は以上のように構成されていた。このため電源ピン
と接地ピンをそれぞれ複数有するような構成では、保護
素子を接続する組み合わせが増大してしまう。さらに、
すべての電源ピンや接地ピンに対して保護素子を接続す
るために、入力ピンや出力ピンの配線を引き回す必要が
出てくる。このため、チップサイズの増大を招き、コス
トを押し上げる要因となってしまう。このため、この点
に関する効果的な解決策が大きな課題になっている。A conventional semiconductor integrated circuit device has been constructed as described above. Therefore, in a configuration having a plurality of power supply pins and a plurality of ground pins, the number of combinations in which protection elements are connected increases. moreover,
In order to connect protection elements to all power supply pins and ground pins, it becomes necessary to route the input and output pin wiring. This results in an increase in chip size, which becomes a factor that increases costs. Therefore, effective solutions in this regard have become a major challenge.
【0009】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的は、複数の電源ピンと複数の接地ピンを有する
装置において、チップサイズやチップコストの増大を招
くことなく、静電保護のための保護素子をすべての電源
ピン、接地ピン間及び入出力ピン相互間に配置した場合
と同等な耐サージ性を有する信頼性に優れた半導体集積
回路装置を得ることにある。The present invention has been made in view of the above, and
The purpose is to install protective elements for electrostatic discharge between all power pins, ground pins, and input/output pins in devices with multiple power pins and multiple ground pins without increasing chip size or chip cost. An object of the present invention is to obtain a highly reliable semiconductor integrated circuit device having surge resistance equivalent to that when placed between them.
【0010】0010
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、半導体
回路に電源電圧を供給するための複数の電源ピンと、前
記電源ピンと協働して前記半導体回路に接地電圧を供給
するための複数の接地ピンと、前記半導体回路に信号を
入力するための入力ピンと、前記半導体回路から信号を
導出するための出力ピンと、前記電源ピン及び前記接地
ピンの中の1この特定ピンと、前記入力ピン、前記出力
ピン、前記特定ピン以外の電源ピン及び接地ピンとの間
に、それぞれ接続された保護素子と、を備えるものとし
て構成される。Means for Solving the Problems The device of the present invention includes a plurality of power supply pins for supplying a power supply voltage to a semiconductor circuit, and a plurality of power supply pins for supplying a ground voltage to the semiconductor circuit in cooperation with the power supply pins. a ground pin, an input pin for inputting a signal to the semiconductor circuit, an output pin for deriving a signal from the semiconductor circuit, one particular pin among the power supply pin and the ground pin, the input pin, and the output pin. The device is configured to include protection elements connected between the pin, a power supply pin other than the specific pin, and a ground pin, respectively.
【0011】[0011]
【作用】電源ピンと接地ピンとうちの1個の特定ピンと
、他のピンとの間には、それぞれ保護素子が介在してい
る。このため、それらのピン間のサージ電圧はそれぞれ
の保護素子で吸収される。また、特定ピン以外のピンと
それ以外のピンとの間には、保護素子の複数が直列に接
続されたものが介在することになる。よって、それらの
ピン間におけるサージ電圧は、複数の保護素子が直列に
接続されたものによって吸収される。[Operation] A protective element is interposed between one specific pin of the power supply pin and the ground pin and the other pins. Therefore, the surge voltage between those pins is absorbed by each protection element. Moreover, a plurality of protection elements connected in series are interposed between the pins other than the specific pin and the other pins. Therefore, the surge voltage between those pins is absorbed by a plurality of protection elements connected in series.
【0012】0012
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】図1は、本発明の一実施例に係る半導体集
積回路装置の保護回路構成図である。特に、電源ピンと
接地ピンがそれぞれ2個ある構成を例示するものである
。図1に示すように、第1の接地ピン6と第1の電源ピ
ン5の間には保護素子としてトランジスタTr1が、第
1の接地ピン6と第2の電源ピン7の間には保護素子と
してトランジスタTr2が、第1の接地ピン6と第2の
接地ピン8の間には保護素子としてトランジスタTr3
が、第1の接地ピン6と入力ピン3の間には保護素子と
してトランジスタTr4が、第1の接地ピン6と出力ピ
ン4の間には保護素子としてトランジスタTr5が、そ
れぞれ接続されている。つまり、第1の接地ピン6に対
して、一端が他の全てのピン4,5,7,8に接続され
た保護素子の他端が接続されている。FIG. 1 is a block diagram of a protection circuit for a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. In particular, a configuration in which there are two power supply pins and two ground pins is illustrated. As shown in FIG. 1, a transistor Tr1 is provided as a protection element between the first ground pin 6 and the first power supply pin 5, and a protection element is provided between the first ground pin 6 and the second power supply pin 7. A transistor Tr2 is connected as a protection element between the first ground pin 6 and the second ground pin 8.
However, a transistor Tr4 is connected between the first ground pin 6 and the input pin 3 as a protection element, and a transistor Tr5 is connected between the first ground pin 6 and the output pin 4 as a protection element. That is, the other end of the protection element whose one end is connected to all the other pins 4, 5, 7, and 8 is connected to the first ground pin 6.
【0014】以上のような構成において、次にその動作
を第1表にしたがって説明する。The operation of the above configuration will now be explained according to Table 1.
【0015】今、第1の接地ピン6と、第1の電源ピン
5、第2の電源ピン7、第2の接地ピン8、入力ピン3
、出力ピン4のうちのいずれかのピンとの間にサージ電
圧が発生とする。この場合は、トランジスタTr1、T
r2、Tr3、Tr4、Tr5のいずれかが単独で電圧
降伏し、そのサージ電圧を吸収する。これに対して、例
えば、第1の電源ピン5と第2の電源ピン7の間にサー
ジ電圧が発生したとする。このサージ電圧に対しては、
トランジスタTr1、Tr2の保護回路が直列で作用す
る。つまり、サージ電流が、トランジスタTr1、Tr
2に流れて、サージ保護動作を行なう。つまり、第1の
接地ピン6と他のピンとの間に発生したサージ電圧は、
1個の保護素子で吸収する。しかし、それ以外のピンの
組合わせ間で発生したサージ電圧は、2個以上の直列と
された複数の保護素子の組み合わせで、サージ吸収を行
なうことになる。第1表は、各ピン間にサージが発生し
たときに、そのサージの吸収に関与するトランジスタの
組み合わせを示すものである。この第1表からも明らか
なように、どのピン間に発生したサージ電圧も少なくと
も2個の保護用トランジスタが直列に接続されたものを
通じて吸収される。Now, the first ground pin 6, the first power pin 5, the second power pin 7, the second ground pin 8, and the input pin 3
, and any one of the output pins 4 is generated. In this case, transistors Tr1, T
Any one of r2, Tr3, Tr4, and Tr5 independently undergoes a voltage breakdown and absorbs the surge voltage. On the other hand, suppose that a surge voltage occurs between the first power pin 5 and the second power pin 7, for example. For this surge voltage,
A protection circuit of transistors Tr1 and Tr2 operates in series. In other words, the surge current is caused by the transistors Tr1, Tr
2, a surge protection operation is performed. In other words, the surge voltage generated between the first ground pin 6 and the other pins is
Absorbed by one protection element. However, surge voltages generated between other pin combinations are absorbed by a combination of two or more protection elements connected in series. Table 1 shows combinations of transistors that are involved in absorbing surges when they occur between pins. As is clear from Table 1, any surge voltage generated between any pins is absorbed through at least two protection transistors connected in series.
【0016】[0016]
【表1】
なお、上記実施例では、第1の接地ピン6を中心に保護
用のトランジスタを各ピンに向かって接続してゆく構成
を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない
。例えば、第1の電源ピン5、第2の電源ピン7または
第2の接地ピン8を中心に、他の各ピンに向かって保護
素子を接続するような構成としても同様の効果を得るこ
とができる。また、上記実施例では、電源ピン、接地ピ
ンがそれぞれ2個の場合を例示した。しかし、それぞれ
が3個以上の場合や、電源ピンと接地ピンの数が異なる
場合等にも本発明を適用可能なことは言うまでもない。[Table 1] In the above embodiment, a configuration was illustrated in which the protective transistors were connected toward each pin around the first ground pin 6, but the present invention is not limited to this. do not have. For example, the same effect can be obtained by connecting the protection elements around the first power pin 5, second power pin 7, or second ground pin 8 and toward each other pin. can. Further, in the above embodiment, the case where there are two power supply pins and two ground pins each is illustrated. However, it goes without saying that the present invention is also applicable to cases where there are three or more of each, or cases where the numbers of power supply pins and ground pins are different.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の電源ピンや複数の接地ピンを有する構造の半導体回
路で、少ない数の保護素子で各ピン間のサージ電圧を吸
収することができ、これによりチップ面積を低減してコ
ストダウンを計ることができ、安価で信頼性の高い半導
体集積回路装置を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a semiconductor circuit having a structure having a plurality of power supply pins and a plurality of ground pins, surge voltage between each pin can be absorbed with a small number of protection elements. As a result, the chip area can be reduced and costs can be reduced, and an inexpensive and highly reliable semiconductor integrated circuit device can be obtained.
【図1】本発明の一実施例に係る半導体集積回路装置の
保護回路構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a protection circuit of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.
【図2】一般的な1電源ピン、1接地ピンの半導体集積
回路装置の保護回路構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a protection circuit of a general semiconductor integrated circuit device having one power supply pin and one ground pin.
【図3】従来の複数電源ピン、複数接地ピンの半導体集
積回路装置の保護回路構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a protection circuit of a conventional semiconductor integrated circuit device having multiple power supply pins and multiple ground pins.
【図4】保護素子であるバイポーラトランジスタの断面
構造の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a bipolar transistor that is a protection element.
【図5】図4に示したバイポーラトランジスタの電圧−
電流特性図である。[Figure 5] Voltage of the bipolar transistor shown in Figure 4 -
It is a current characteristic diagram.
1 電源ピン 2 接地ピン 3 入力ピン 4 出力ピン 5 第1の電源ピン 6 第1の接地ピン 7 第2の電源ピン 8 第2の接地ピン 1 Power pin 2 Ground pin 3 Input pin 4 Output pin 5 First power pin 6 First ground pin 7 Second power pin 8 Second ground pin
Claims (1)
数の電源ピンと、前記電源ピンと協働して前記半導体回
路に接地電圧を供給するための複数の接地ピンと、前記
半導体回路に信号を入力するための入力ピンと、前記半
導体回路から信号を導出するための出力ピンと、前記電
源ピン及び前記接地ピンの中の1この特定ピンと、前記
入力ピン、前記出力ピン、前記特定ピン以外の電源ピン
及び接地ピンとの間に、それぞれ接続された保護素子と
、を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。1. A plurality of power supply pins for supplying a power supply voltage to a semiconductor circuit, a plurality of ground pins for supplying a ground voltage to the semiconductor circuit in cooperation with the power supply pin, and a signal input to the semiconductor circuit. an input pin for deriving a signal from the semiconductor circuit, one specific pin among the power supply pin and the ground pin, a power supply pin other than the input pin, the output pin, and the specific pin; 1. A semiconductor integrated circuit device comprising: protection elements connected between respective ground pins.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3020925A JP3028855B2 (en) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | Semiconductor integrated circuit device |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04259251A true JPH04259251A (en) | 1992-09-14 |
JP3028855B2 JP3028855B2 (en) | 2000-04-04 |
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215157B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-04-10 | Nec Corporation | Electrostatic discharge protection circuit for a semiconductor integrated circuit and layout thereof |
JP2003031669A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor device |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP3020925A patent/JP3028855B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6215157B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-04-10 | Nec Corporation | Electrostatic discharge protection circuit for a semiconductor integrated circuit and layout thereof |
JP2003031669A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-31 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor device |
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JP3028855B2 (en) | 2000-04-04 |
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