JPH0451566A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0451566A
JPH0451566A JP16100890A JP16100890A JPH0451566A JP H0451566 A JPH0451566 A JP H0451566A JP 16100890 A JP16100890 A JP 16100890A JP 16100890 A JP16100890 A JP 16100890A JP H0451566 A JPH0451566 A JP H0451566A
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JP
Japan
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power
supply terminal
power supply
terminal
semiconductor device
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Pending
Application number
JP16100890A
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English (en)
Inventor
Michiya Kubokawa
道矢 久保川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理
の切り替えを行うマスタスライス型半導体装置に関する
6 [従来の技術1 従来の3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の
切り替えを行うマスタスライス型半導体装置の人出力(
Ilo)セルにおいては、第3図のように第二の電源端
子(vdd2)が第一段目の入力回路に接続され、第一
の電源端子(vdd■)が第二段目の入力回路に接続さ
れている。このとき第二の電源端子(vdd2)の電圧
は第一の電源端子(vddl)の電圧よりも高いものと
する8通常の動作ではこの二つの電源端子とも電源が供
給されており、スタンバイ状態やスリーブ状態でも二つ
の端子に電源を供給していた。また第三のii電源端子
vdd3)についても第3図のように第三の電源端子(
vdd3)が、第一段目の入力回路に接続され、第一の
電源端子(vddl)が第二段目の入力回路に接続され
ている。このとき第三の電源端子(vdd3)の電圧は
第一の1i源端子(vddl)の電圧よりも高いものと
する。通常の動作ではこの二つの電源端子とも電源が供
給されており、スタンバイ状態やスリーブ状態でも二つ
の端子に電源を供給していた。
[発明が解決しようとする課題] しかし従来の回路構成の問題点としては、パワを節約す
るために第二の電源端子(vdd2)の電源を切った場
合に、第3図において第一段目の入力回路の電源が供給
されなくなるのでDの信号が不定となって第二段目の入
力回路も不定となり、かつこの回路にはショート電流が
流れるため、この半導体装置は動作しなくなる。
また第三の電源端子(〜=dd3)の電源を切った場合
に、第3図において第一段目の入力回路の電源が供給さ
れなくなるのでEの信号が不定となって第二段目の入力
回路も不定となり、かつこの回路にはショート電流が流
れるため、前記の場合と同様にこの半導体装置は動作し
なくなる。これらの不都合を避けるために別のバックア
ップ電源から新たに電源を供給しなければならず、性能
、価格の面での問題が大であった。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、バックアップ時あるいはスリー
ブ時などパワーを下げたいときに第二の電源端子(vd
d2)の電源を切ってもまた第三の電源端子(vdd3
)の電源を切っても動作が出来、かつパワーの低い半導
体演算装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段1 3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の切り替
えを行うマスタスライス型半導体装置に於て、 (a)第一の電源端子手段、 (b)第一の電源端子手段よりも高い電圧が印加されて
いる第二の電源端子手段、 (c)第二の電源端子手段よりも高い電圧が印加されて
いる第三の電源端子手段、 (d)第一の1電源端子手段から第二の電源端子手段の
方向が順方向バイアスであり、第二の電源端子手段から
第一の電源端子手段の方向が逆バイアスに接続された第
一のダイオード手段。
(e)第一の電源端子手段から第三の電源端子手段の方
向が順方向バイアスであり、第三の電源端子手段から第
一の電源端子手段の方向が逆バイアスに接続された第二
のタイオード手段、(f)前記半導体装置に於てコーナ
ー部のI/Oセル部に少なくとも一つある第一のダイオ
ード手段、 (g)前記半導体装置に於てコーナー部のI/Oセル部
に少なくとも一つある第二のダイオード手段とからなる
構成を特徴とする。
[実 施 例] 本発明の上記の構成による特徴を以下に第1図と第2図
及び第4図に従って説明する。
第1図において、第一の電源端子(vddl)と第二の
電源端子(vdd2)の間に第一の電源端子(vddl
)から第二の電源端子(vdd2)の方向が順バイアス
である第一のダイオードを接続する。これにより第4図
において第二の電源端子(vdd2)が切られてしまっ
ても第一の電源端子(vddl)から第一のダイオード
を通して電源が第二の電源端子(vdd2)に供給され
Bの信号が不定になることはなくなる。このことにより
、スタンバイ時、スリーブ時において第二の電源端子(
vdd2)の電源を切ったとしてもこの半導体装置は動
作可能である。また実際にこの回路を半導体装置として
構成するときにダイオードを各コーナー部I/Oごとに
入れることが可能になり、第二の電源端子(vdd2)
に接続されたI/Oセルの出力がONになったとしても
コーナー部の1/Oセルにある各々のダイオードから電
流が供給されるので、第二の電源端子(vdd2)が切
られても入力側の不定と出力側の不定もなくなる。
また第三の電源端子(vdd3)と第一の電源端子(v
ddl)の関係では、第1図において第一の電源端子(
vddl)と第三の電源端子(vdd3)の間に第一の
電源端子(〜rddl)から第三の電源端子(vdd3
)の方向が順バイアスである第二のダイオードを接続す
る。これにより第4図において第三の電源端子(vdd
3)が切られてしまっても第一の電源端子(vddl)
から第二のダイオードを通して電源が第三の電源端子(
vdd3)に供給されCの信号が不定になることはなく
なる。このことにより、スタンバイ時、スリーブ時にお
いて第二の電源端子(vdd2)の電源を切ったとして
もこの半導体装置は動作可能である。また実際にこの回
路を半導体装置として構成するときにダイオードを各コ
ーナー部T/Oごとに入れることが可能になり、第三の
電源端子(vdd3)に接続されたI/Oセルの出力が
ONになったとしてもコーナー部のI/Oセルにある各
々のダイオードから電流が供給されるので、第三の電源
端子(vdd3)が切られても入力側の不定と出力側の
不足もなくなるという特徴を有する。
第1図は本発明の実施例の半導体装置のレイアウト図で
ある。また第2図は第1図のダイオード部を回路と組み
合わせたものである。また第4図は第二の電源端子(v
dd2)が途中で切られて不定状態になったときの本発
明による動作を分かりやすく説明するためのタイミング
チャート図である。第1図、第2図および第4図に従っ
て説明を進めることにする。
第1図において、第二の電源端子(vdd2)はチップ
の最外周を回っており、第一の電源端子(vddl)は
その内側を回っている。そして接地端子(VSS)は更
にその内側を回っている。
第三の電源端子(vdd3)も最外周を回っているが第
二の電源端子(vdd2)とは切り放されている。第一
の電源端子(vddl)はPAD(2)より供給され、
チップ内部のロジックに接続されており、第二の電源端
子(vdd2)もPAD (1)より供給されている。
第三の電源端子(vdd3)もPAD (23)から供
給されている。接地端子(vss)はPAD (3)に
つながり、I/Oセルとチップの内部のロジックに接続
されている。チップの周辺部にはI/Oセル(22)が
並んでいる。このときチップのコーナー部(4,5,6
,7)はI/Oセル(22)はおくことが出来ないので
、はとんどの場合無駄なスベスとなってしまうので通常
は電源線である第一の電源端子(vddl)、第二の電
源端子(v、 dd2)、第三の電源端子(vdd3)
と接地端子(VSS)を回しているだけである6本発明
ではこのコーナー部のI/Oセル部にダイオード手段を
配置することで第二の電源端子(vdd2)と第三の電
源端子(vdd3)にも第一の電源端子(vddl)か
ら各コーナー部のI/Oセルにあるダイオードより電流
を供給することが可能になる。また第1図の中に示され
ているようにダイオード手段(9,/O,11)を第一
の電源端子(vddl)から第二の電源端子(vdd2
)の方向が順方向になるように接続することで、もしも
第二の電源端子(vdd2)が切られて不定状態になっ
たとしても、第一の電源端子(vddl)からダイオー
ド手段の9./O.11を通して第一の電源端子(vd
dl)からvdd 1の電圧が第二の電源端子(vdd
2)に供給されるために第二の電源端子(vdd2)に
接続されているロジック部が浮いてしまうことによるロ
ジック部の不定やショート電流が次段のロジックに流れ
ることはなくなる。また第1図の中に示されているよう
にダイオード手段(8)を第一の電源端子(vddl)
から第三の電源端子(vdd3)の方向が順方向になる
ように接続することで、もしも第三の電源端子(vdd
3)が切られて不定状態になったとしても、第一の電源
端子(vddl)からダイオード手段の8を通して第一
の電源端子(vddl)からvddlの電圧が第三の電
源端子(vdd3)に供給されるために第三の電源端子
(v d d 3)に接続されてl/するロジ・νり部
が浮いてしまうことによるロジ・ツク部の不定やショー
ト電流が次段のロジックに流れることはなくなる。
第4図はその状態をタイミング図で示したものである。
図中のxXのところで第二の電源端子(vdd2)と第
三の電源端子(vdd3)が切られてしまったときに、
第一の電源端子(vddl)からダイオード手段の9.
1O111を通して第一の電源端子(vddl)からv
dd 1の電圧が第二の電源端子(vdd2)と第三の
電源端子(vdd3)に供給されるために第二の電源端
子(vdd2)と第三の電源端子(vdd3)に接続さ
れているロジック部の状態は確定したままで不定にはな
らず一定の状態を保ったままである。第2図は上記のこ
とを分かりやすく説明するための図であるが、ここでダ
イオード手段を第一の電源端子(vddl)から第二の
電源端子(vdd2)の方向が順方向になるように接続
することで、第二の電源端子(〜dd2)が切られてし
まったときに、第一の電源端子(〜ddl’)からダイ
オード手段(13)を通して第一の電源端子(vddl
)からvdd 1の電圧が第二の電源端子(vdd2)
に供給されるために第二の電源端子(vdd2)に接続
されているロジック部であるインバータのPCHMO5
I−ランジスタのソース端子に第一の電源端子(vdd
l)からvddlの電圧が印加されているのでPCHM
OSトランジスタが浮くことはなくドレイン端子の出力
であるBは確定値をとる。また次段のロジック部である
インバータの入力も確定するためにこの部分でのショー
ト電流が流れることはない。またダイオード手段(28
)を第一の電源端子(vddi)から第三の電源端子(
vdd3)の方向が順方向になるように接続することで
、第三の電源端子(vdd3)が切られてしまったとき
に、第一の電源端子(vddl)からダイオード手段(
8,28)を通して第一の電源端子(vddl)からv
ddlの電圧が第三の電源端子(vdd3)に供給され
るために第三の電源端子(vdd3)に接続されでいる
ロジック部であるインバータのPCHMOSトランジス
タのソース端子に第一の電源端子(vddl)からvd
d 1の電圧が印加されているのでPCHMOSトラン
ジスタが浮くことはなくドレイン端子の出力であるCは
確定値をとる。また次段のロジック部であるインバ〜り
の入力も確定するためにこの部分でのショート電流が流
れることはない。
本実施例ではタイオード手段をチップの各コナ一部分に
入れているが、これは少なくとも各電源あたり一箇所入
っていれば動作は可能である。
また電源線のvdd 1、vdd2、vdd3、VSS
の順番も任意で構わない。また、ダイオード手段として
は、たんにダイオードだけに制限されず、トランジスタ
を使ったとしても電流はvddlからvdd2.またv
ddlからvdd3へ流すことは可能であり同等の効果
を有することは明かである。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明の上記の構成によれば第一の
電源端子(vddl)と第二の電源端子(vdd2)の
間に第一の電源端子(vddl)から第二の電源端子(
vdd2)の方向が順バイアスである第一のダイオード
を接続し、これにより第二の電源端子(vdd2’)が
切られてしまっても第一の電源端子(vddl)から第
一のダイオードを通して電源が第二の電源端子(vdd
2)に供給され、スタンバイ時、スリーブ時において第
二の電源端子(vdd2)の電源を切ったとしてもこの
半導体装置は動作可能である、また第一の電源端子(v
ddl)と第三の電源端子(vdd3)の間に第一の電
源端子(vddl)から第三の電源端子(vdd3)の
方向が順バイアスである第二のダイオードを接続し、こ
れにより第三の電源端子(vdd3)が切られてしまっ
ても第一の電源端子(vddl)から第二のダイオード
を通して電源が第三の電源端子(vdd3)に供給され
、スタンバイ時、スリーブ時において第三の電tA端子
(vdd3)の電源を切ったとしてもこの半導体装置は
動作可能である。
実際にこの回路を半導体装置として構成するときに半導
体装置のコーナー部を使うことでチップの面積を有効に
使うことが出来るという特徴をもちその効果は絶大なも
のがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置のレイアウ
ト図。 第2図(a)(b)は本発明の一実施例の回路図。 第3図(a)(b)は従来の回路図の一例を示す図。 第4図は第1図の動作を示したタイミングチャート図。 第5図は第3図の動作を示したタイミングチャート図。 1 ・ ・第二の電源端子(vdd2)のPAD2 ・ ・ 3 ・ 4 ・ ・ 5 ・ ・ 6 ・ ・ 7 ・ ・ 8 ・ ・ 9 ・ ・ /O ・ ] 1 ・ ・ j 2 ・ ・ l 3 ・ ・ 14 ・ ・ 15 ・ l 6 ・ ・ l 7 ・ ・ 18 ・ ・ l 9 ・ 20 ・ ・ 21 ・ ・第一の電源端子(vddl)のPAD・接地端子(V
 S S )のPAD 半導体装置のコーナー部 半導体装置のコーナー部 半導体装置のコーナー部 ・半導体装置のコーナー部 ・ダイオード手段 ・ダイオード手段 ・ダイオード手段 ・ダイオード手段 ロジックアレイ部 ・ダイオード手段 ・P型MO5トランジスタ ・N型MOS  l−ランジスタ ・P型MO3l−ランジスタ ・N型MOS  トランジスタ ・P型MO8トランジスタ ・N型MOS  トランジスタ ・P型MO5I−ランジスタ ・N型MOS  l−ランジスタ 半導体装置のI/Oセル ・第三の電源端子(vdd3)のPAD・・P型MO5
)−ランジスク ・・N型MOS  トランジスタ ・・P型MO5l−ランジスタ ・・N型MOS  トランジスタ ・ダイオード手段 ・・P型MO3トランジスタ ・・N型MOS トランジスタ ・P型MO5)ランジスク ・N型MOS  トランジスタ 22 ・ 24 ・ 25 ・ 27 ・ 30 ・ 3 l ・ 32 ・ ・ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(化1名)第71躬 vdd3 v((d 釦1 備I ×× 覚4G !ddl υddt i3劇 dd i X XI、Q−一−バーき〆× 兜引望

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の切り替
    えを行うマスタスライス型半導体装置に於て、 (a)第一の電源端子手段、 (b)第一の電源端子手段よりも高い電圧が印加されて
    いる第二の電源端子手段、 (c)第二の電源端子手段よりも高い電圧が印加されて
    いる第三の電源端子手段、 (d)第一の電源端子手段から第二の電源端子手段の方
    向が順方向バイアスであり、第二の電源端子手段から第
    一の電源端子手段の方向が逆バイアスに接続された第一
    のダイオード手段、 (e)第一の電源端子手段から第三の電源端子手段の方
    向が順方向バイアスであり、第三の電源端子手段から第
    一の電源端子手段の方向が逆バイアスに接続された第二
    のダイオード手段、 (f)前記半導体装置に於てコーナー部のI/Oセル部
    に少なくとも一つある第一のダイオード手段、 (g)前記半導体装置に於てコーナー部のI/Oセル部
    に少なくとも一つある第二のダイオード手段とからなる
    ことを特徴とする半導体装置。
JP16100890A 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置 Pending JPH0451566A (ja)

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