JPH04315313A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
- Publication number
- JPH04315313A JPH04315313A JP3082159A JP8215991A JPH04315313A JP H04315313 A JPH04315313 A JP H04315313A JP 3082159 A JP3082159 A JP 3082159A JP 8215991 A JP8215991 A JP 8215991A JP H04315313 A JPH04315313 A JP H04315313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply voltage
- circuit
- semiconductor integrated
- logic circuits
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 102100040862 Dual specificity protein kinase CLK1 Human genes 0.000 description 2
- 101000749294 Homo sapiens Dual specificity protein kinase CLK1 Proteins 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Dram (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
。
ランジスタの微細技術によって、1つのチップ上に数百
万以上のトランジスタを集積可能になった。また、バイ
ポーラ素子とCMOS素子を1つのチップ上に混在させ
て、それぞれの特徴を合わせもつBi−CMOS集積回
路も多用されるようになってきた。しかし、微細化され
たMOSトランジスタでは、高電界によるホットエレク
トロンの影響で、従来どうりの信頼性を維持するために
は、電源電圧を従来使用されてきた5Vから下げる必要
が生じてきた。一方では、従来の電源電圧5VのLSI
との互換性の維持か要求されており、このため、チップ
外部から5Vの電源の供給を受けてチップ内部で、電源
電圧レベルを縮小する内部降圧方式が提案されている。
9年電子情報通信学界春期全国大会講演論文集の第5分
冊315頁」に示されるような演算増幅器とMOSトラ
ンジスタを用いた方式を用いるのが一般的である。その
方式による内部降圧回路を従来例を図7に示す。1,2
はチップ内部の論理回路で、4はチップ内部の電源電圧
線である。駆動トランジスタ5及び、演算増幅器6から
なるものが内部降圧回路で、基準電圧レベルVrefと
ほぼ等しい電源電圧レベルを4に供給する働きを持って
いる。前記参考文献の例では、VDDは5V、VSSは
0V、Vrefは3.3Vである。
従来の半導体集積回路において、実際に内部回路が動作
する電源電圧はチップ内部電源線4と外部電源端子VS
Sとの間であり、論理回路1,2で消費される電流i5
は全て駆動トランジスタ5を流れる。この駆動トランジ
スタ5は単に抵抗として考えられ、論理回路1,2の部
分に流れる電流と、電源電圧VDDとチップ内部電源線
4の電位差の積で表される消費電力が、駆動トランジス
タ5の部分で無駄に消費されていることになる。前述例
で、VDD=5V,VSS=0Vおよびチップ内部電源
電圧=3.3Vの場合では、チップの消費電流のうち3
3%が内部降圧回路の駆動トランジスタ5により無駄に
消費されていることになる。
方式において、前記内部降圧回路部分の無駄な消費電力
を無くした低消費電力化型の半導体集積回路を提供する
ことにある。
印加される第1の電源電圧と第2の電源電圧間に1つ以
上の内部電圧レベルを発生するチップ内部電源電圧制御
回路と、前記第1および第2の電源電圧レベルと前記内
部電圧レベルによって生ずる複数の電位差をそれぞれ電
源電圧として用いる複数の論理回路からなることを特徴
とする半導体集積回路。
の回路構成とし、また前記内部電圧レベルによって同一
の電源電圧差を印加して消費電流を等しくし、それらを
外部第1および第2の電源電圧レベル間に縦列接続する
ことを特徴とした第1の発明の半導体集積回路である。
一電源電圧の複数の論理回路に、1つの信号源による入
力信号を時分割で入力する手段を有し、前記複数の論理
回路の動作周波数を削減することを特徴とする第2の発
明の半導体集積回路である。
て説明する。図1は第1の発明の一実施例による半導体
集積回路の内部ブロック図である。半導体集積回路10
は、外部電源端子VDD,VSSと、論理回路1,2の
チップ内部電源電圧制御回路3と、チップ内部電源電圧
線4からなる。2つの論理回路1,2はVDDとVSS
の二つの電源に対して縦列に接続されているために、論
理回路1に流れる電流を論理回路2で再利用可能である
。電源電圧制御回路3は、チップ内部電源電圧線4を一
定レベルに保つ働きをする。従って従来の図7における
駆動トランジスタ5によって無駄に消費されていた電流
i5が論理回路1によって有効に活用され、チップ全体
の消費電力を削減することが可能となる。
集積回路のブロック図である。半導体集積回路10aは
、外部電源端子VDD,VSSと、回路構成が等しい2
つの電子回路1,1aと、チップ内部電源電圧制御回路
3と、チップ内部電源電圧線4からなる。この半導体集
積回路10aは、回路構成が等しい2つの論理回路1,
1aを縦列接続し、電源電圧制御回路3の出力レベルを
VDD,VSSの中間レベルとすることで、2つの論理
回路1,1aの消費電流をほぼ等しくし、電源電圧制御
回路3の制御電流をより小さくすることが可能となる。 これによって、消費電流のさらなる有効利用を実現する
。
図で、VDDと内部電源電圧線4の間で動作する論理回
路ブロック16と、電圧線4とVSSの間で動作する論
理回路ブロック17を並列に動作させるもので、同図に
おいて1,1a,2,2a,10,10aは論理回路、
11,15はクロック信号の立ち上がりで信号をラッチ
するラッチ回路、12はクロック信号のハイレベルの時
に導通するトランスファーゲート、13,14は電源電
圧レベルが異なる回路の間で信号レベルを変換するレベ
ル変換回路、INは入力信号端子、OUTは出力信号端
子、CLK1,CLK2,(CLK2)はクロック信号
で図4に示す波形のものである。また、10,10a,
11,12の回路は(VDD−VSS)の電源電圧で動
作し、1,1a,2,2a,13,14,15の回路は
(VDD−VSS)/2の電源電圧で動作する。
回路11によって2つの論理回路ブロック16,17に
分配され、16,17は10,10aの論理回路の1/
2の周波数のクロックによって動作する。よって16,
17の回路の部分の動作周波数を下げることができ、結
果的に消費電力の削減を図ることができる。
制御回路の回路図である。制御回路3は演算増幅器23
,駆動トランジスタ21,22、基準電圧発生用抵抗R
を有している。この回路はMOSトランジスタを用いた
回路例を示したが、バイポーラトランジスタ等他のデバ
イスを用いても実現できる。
回路の一実施例で、バイポーラトランジスタとMOSト
ランジスタを1チップ上に集積したBi−CMOS技術
を用いた回路構成である。本回路は、外部電源電圧端子
VCC,VEEと、基準電圧端子VB,35,36と、
入力端子INと、出力端子OUTと、基準電圧発生用抵
抗Rと、ECL論理回路30と、レベル変換回路31,
33と、CMOS論理回路32と、チップ内電源電圧制
御回路34と、チップ内電源電圧線を有している。
OSトランジスタの信頼性確保のために、外部電源電圧
(VCC−VEE)の半分の電源電圧で動作する。外部
電源電圧が印加される回路には、主にバイポーラトラン
ジスタによるECL回路を用いる。CMOS回路部分を
電源間に縦列接続することによって、消費電流の有効活
用を実現する。2つの異なる電源電圧レベルで動作する
CMOS回路間の信号レベルの変換には、ECL回路3
1,33を用いる。
DD,VSSの間に3つの論理回路を縦列接続してもよ
い。また、本発明の実施例においては、外部印加の電源
電圧を2電源として示しているが、3電源以上の電源電
圧を必要とする集積回路においても、それら複数の電源
電圧のうちの2つを用いて、上記実施例を適用すること
が可能である。
電源電圧レベルを2つ或いはそれ以上に等分割し、同一
の回路構成の論理回路を等分割された電源電圧間に設け
ることにより、各分割電源電圧レベル間の消費電力を同
じにして、内部降圧回路部分の低消費電力化がはかれる
。さらに、これら外部電源電圧間に電源を縦列接続され
た同一構成の回路を、並列に動作させて、より高性能の
集積回路を実現することが可能である。
。
。
施例の回路図である。
図である。
号端子 IN 入力信号端子 OUT 出力信号端子 VB,Vref 基準電圧端子 R 基準電圧発生用抵抗 1,1a,2,2a 論理回路 3 チップ内部電源電圧制御回路4 チッ
プ内部電源電圧線 10,10 外部電源電圧で動作する論理回路1
1,11a 外部電源電圧で動作するラッチ回路
12 外部電源電圧で動作するトランスファーゲ
ート13,14 レベル変換回路 15 ラッチ回路 16,17 CMOSの論理回路ブロック21
内部電源電圧線駆動用nMISトランジスタ22
内部電源電圧線駆動用pMISトランジスタ2
3 演算増幅器 30 ECL論理回路 31 レベル変換回路 32 CMOS論理回路 33 レベル変換回路 34 内部電圧制御回路 35,36 基準電圧端子
Claims (3)
- 【請求項1】 外部から印加される第1の電源電圧と
第2の電源電圧間に1つ以上の内部電圧レベルを発生す
るチップ内部電源電圧制御回路と、前記第1および第2
の電源電圧レベルと前記内部電圧レベルによって生ずる
複数の電位差をそれぞれ電源電圧として用いる複数の論
理回路を有することを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】 前記複数の論理回路を同一の回路構成
とし、また前記内部電圧レベルによって同一の電源電圧
差を印加して消費電流を等しくし、それらを外部第1お
よび第2の電源電圧レベル間に縦列接続することを特徴
とする請求項1記載の半導体集積回路。 - 【請求項3】前記同一回路構成でかつ同一電源電圧の複
数の論理回路に、1つの信号源による入力信号を時分割
で入力する手段を有し、前記複数の論理回路の動作周波
数を削減することを特徴とした請求項2記載の半導体集
積回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3082159A JP2944243B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 半導体集積回路 |
US07/868,442 US5270581A (en) | 1991-04-15 | 1992-04-14 | Semiconductor integrated circuit device having step-down circuit associated with component circuits arranged in low-power consumption manner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3082159A JP2944243B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 半導体集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04315313A true JPH04315313A (ja) | 1992-11-06 |
JP2944243B2 JP2944243B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=13766653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3082159A Expired - Lifetime JP2944243B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 半導体集積回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5270581A (ja) |
JP (1) | JP2944243B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996038914A1 (fr) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de circuit integre a semi-conducteurs et processeur de signaux |
JP2006174693A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-29 | Marvell World Trade Ltd | 高い電圧供給レベルを用いた低電圧論理回路オペレーション |
JP2007180640A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | 電圧生成回路、レギュレータ回路及び集積回路装置 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5434532A (en) * | 1993-06-16 | 1995-07-18 | Texas Instruments Incorporated | Low headroom manufacturable bandgap voltage reference |
JP3725911B2 (ja) | 1994-06-02 | 2005-12-14 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
US5778237A (en) * | 1995-01-10 | 1998-07-07 | Hitachi, Ltd. | Data processor and single-chip microcomputer with changing clock frequency and operating voltage |
JP3300593B2 (ja) * | 1995-06-15 | 2002-07-08 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路装置 |
JP2004047810A (ja) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Renesas Technology Corp | 半導体集積回路 |
US7167025B1 (en) | 2004-02-14 | 2007-01-23 | Herman Schmit | Non-sequentially configurable IC |
US7425841B2 (en) | 2004-02-14 | 2008-09-16 | Tabula Inc. | Configurable circuits, IC's, and systems |
US7365596B2 (en) * | 2004-04-06 | 2008-04-29 | Freescale Semiconductor, Inc. | State retention within a data processing system |
US7330050B2 (en) | 2004-11-08 | 2008-02-12 | Tabula, Inc. | Storage elements for a configurable IC and method and apparatus for accessing data stored in the storage elements |
US7317331B2 (en) | 2004-11-08 | 2008-01-08 | Tabula, Inc. | Reconfigurable IC that has sections running at different reconfiguration rates |
US7230869B1 (en) | 2005-03-15 | 2007-06-12 | Jason Redgrave | Method and apparatus for accessing contents of memory cells |
US7535252B1 (en) | 2007-03-22 | 2009-05-19 | Tabula, Inc. | Configurable ICs that conditionally transition through configuration data sets |
US8344755B2 (en) | 2007-09-06 | 2013-01-01 | Tabula, Inc. | Configuration context switcher |
US8436656B2 (en) | 2008-11-05 | 2013-05-07 | Tabula, Inc. | Method and apparatus for saving power in an integrated circuit |
US8248152B2 (en) | 2009-02-25 | 2012-08-21 | International Business Machines Corporation | Switched capacitor voltage converters |
US8174288B2 (en) * | 2009-04-13 | 2012-05-08 | International Business Machines Corporation | Voltage conversion and integrated circuits with stacked voltage domains |
US8276002B2 (en) * | 2009-11-23 | 2012-09-25 | International Business Machines Corporation | Power delivery in a heterogeneous 3-D stacked apparatus |
US8629705B2 (en) | 2010-06-07 | 2014-01-14 | International Business Machines Corporation | Low voltage signaling |
US8878387B1 (en) * | 2013-05-16 | 2014-11-04 | Micrel, Inc. | Multi-level stack voltage system for integrated circuits |
FR3118217B1 (fr) * | 2020-12-18 | 2023-02-24 | St Microelectronics Rousset | Système électronique à consommation statique réduite |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5115941A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-07 | Hitachi Ltd | |
JPH0319422A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4450367A (en) * | 1981-12-14 | 1984-05-22 | Motorola, Inc. | Delta VBE bias current reference circuit |
US4943737A (en) * | 1989-10-13 | 1990-07-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | BICMOS regulator which controls MOS transistor current |
JP2888898B2 (ja) * | 1990-02-23 | 1999-05-10 | 株式会社日立製作所 | 半導体集積回路 |
US5045773A (en) * | 1990-10-01 | 1991-09-03 | Motorola, Inc. | Current source circuit with constant output |
US5140191A (en) * | 1990-11-05 | 1992-08-18 | Molorola, Inc. | Low di/dt BiCMOS output buffer with improved speed |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082159A patent/JP2944243B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-14 US US07/868,442 patent/US5270581A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5115941A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-07 | Hitachi Ltd | |
JPH0319422A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996038914A1 (fr) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Hitachi, Ltd. | Dispositif de circuit integre a semi-conducteurs et processeur de signaux |
JP2006174693A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-29 | Marvell World Trade Ltd | 高い電圧供給レベルを用いた低電圧論理回路オペレーション |
JP2007180640A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | 電圧生成回路、レギュレータ回路及び集積回路装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2944243B2 (ja) | 1999-08-30 |
US5270581A (en) | 1993-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04315313A (ja) | 半導体集積回路 | |
JP3562725B2 (ja) | 出力バッファ回路、および入出力バッファ回路 | |
US5399915A (en) | Drive circuit including two level-shift circuits | |
KR100247256B1 (ko) | 반도체 집적회로 장치 | |
JP2001284535A (ja) | 半導体集積回路 | |
KR950007462B1 (ko) | 멀티모드 입력회로 | |
JP3705880B2 (ja) | レベルコンバータ及び半導体装置 | |
JPH07326957A (ja) | Cmos回路 | |
US6617902B2 (en) | Semiconductor memory and holding device | |
JPH10322192A (ja) | レベル変換回路 | |
JP2827854B2 (ja) | 半導体集積回路 | |
JP2000174610A (ja) | レベルシフタ回路およびそれを用いた半導体装置 | |
US6297688B1 (en) | Current generating circuit | |
JP2002076285A (ja) | 複数のlsiを組み込んだ電気装置及びlsi | |
JPS6070822A (ja) | 半導体集積回路 | |
US6194933B1 (en) | Input circuit for decreased phase lag | |
US20200328732A1 (en) | Semiconductor device | |
US6433523B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and method for generating internal supply voltage | |
JPH05102312A (ja) | 半導体集積回路 | |
JPH1127137A (ja) | 半導体集積回路 | |
KR100363769B1 (ko) | 반도체 집적회로 장치 | |
JPH0983338A (ja) | 半導体装置 | |
JPS6135021A (ja) | ユニタリマルチプレクサーデコーダ回路 | |
JPH08162611A (ja) | 半導体回路 | |
JPH02122724A (ja) | レベル変換回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980512 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625 Year of fee payment: 12 |