JPH0451567A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0451567A
JPH0451567A JP16100990A JP16100990A JPH0451567A JP H0451567 A JPH0451567 A JP H0451567A JP 16100990 A JP16100990 A JP 16100990A JP 16100990 A JP16100990 A JP 16100990A JP H0451567 A JPH0451567 A JP H0451567A
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JP
Japan
Prior art keywords
power
supply terminal
power supply
terminal
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP16100990A
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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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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〕 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
〔従来の技術〕
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入出力(
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(vddl)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1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
第一の電源端子(vddl)の電圧よりも高いものとす
る0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、パワーを節約
するために第二の電源端子(v d d 2 )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(vdd3)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(v 
d d 2 )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] 3つの電源系を内蔵し、かつ配線層のみで論理の切り甘
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
体装置に於て周辺部の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
周辺部の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。
〔作 用] 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区において、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
である第一のタイオー゛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になったとしても周辺部の
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、第二の電#!端子(vdd2)が切られても入
力側の不定と出力側の不足もなくなる。
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(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する
。これにより第4図において第三の電源端子(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(v
dd3)に供給されCの信号が不定になることはな(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・とじて構成するときにダイオードを各I
/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
たとしても周辺部の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。
[実 施 例] 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間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
明による動作を分が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0本発明ではこの周辺部の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(vdd
2)と第三の電源端子(vdd3)にも第一の電源端子
(vddl)から各工/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
れているように各I/Oのダイオード手段(9,/O,
11)を第一の電源端子(vddl)から第二の電源端
子(v d d 2 )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(vdd−2)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)から各ダイオード手段の9./O.11を通
して第一の電源端子(vddl)からvddlの電圧が
第二のWM端子(vdd2)に供給されるために第二の
W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足やショート電流
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g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(vdd3)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)から各ダイオ
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(vdd3)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
足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。(なお第二の電源端子(vdd2)と第三の電源
端子(vdd3)は互いにつながってはいないものとす
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0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)から各I/Oセルの
ダイオード手段の9./O.11を通して第一の電源端
子(vddl)からvddl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(v
ddl)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(Vd
d2)が切られてしまったときに、第一の電源端子(V
dd 1)からタイオード手段(8,28)を通し゛て
第一の電源端子(vddl)からvddl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PCHMOSトランジスタのソース端子に第
一の電源端子(Vddl)からvdd 1の電圧が印加
されているのでPCHMO5I−ランジスタが浮くこと
はな(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(8,28)を第一の電源端子(v
ddl)がら第三の電源端子(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(Vd
d3)が切られてしまったときに、第一の電源端子(v
ddl)からダイオード手段(8,28)を通して第一
の電源端子(vddl)がらvdd 1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)に接続されて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vdd 1の電圧が印加さ
れているのでPCHMOSトランジスタが浮(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
ダイオードの数をかなり多く取ることが可能なので、第
一の電源端子(vddl)から第二の電源端子(Vdd
2)や第三の電源端子(Vdd3)に多くの電流を流す
ことが可能である。
本実施例では電源線のvdd 1、Vdd2、Vdd3
、VSSの順番は任意で構わない、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vddl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J 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タイオードを接続し、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源端子(
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
体装置の周辺部のI/Oセル部を使うことでダイオード
に流れる電波を増加する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。 ・第二の電源端子(vdd2)のPAD・第一の電源端
子(vddl)のPAD・接地端子(vss)のPAD ・半導体装置のコーナ一部 ・半導体装置のコーナ一部 ・半導体装置のコーナ一部 7 ・ 9 ・ /O ・ 11 ・ 12 ・ 13 ・ 14 ・ l 5 ・ 16 ・ l 7 ・ l 8 ・ 19 ・ 20 ・ 21 ・ 22 ・ 23 ・ 24 ・ 25 ・ 26 ・ ・半導体装置のコーナ一部 ・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 トランジスタ ・P型MO5I−ランジスタ ・N型MOS トランジスタ ・P型MO3トランジスタ ・N型MOS トランジスタ ・P型MO3トランジスタ ・N型MOS トランジスタ ・半導体装置のI/Oセル ・第三の電源端子(vdd3) ・P型MO8トランジスタ ・N型MOS  l−ランジスタ ・P型MO5トランジスタ のPAD ・N型MOS トランジスタ ・ダイオード手段 ・P型MO8トランジスタ ・N型MOS  )ランジスク ・P型MO5)−ランジスタ ・N型MOS  l−ランジスタ 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(他1名)7Jt旧 vddl vdd 1 t2品 cld 4 ×× n4ぷ vdd3 vdd 1 む目 ctd l X XI、2段 一一一−M−X×× 8夕咽

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周辺部の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
    導体装置に於て周辺部の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。
JP16100990A 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置 Pending JPH0451567A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9895514B2 (en) 2014-01-27 2018-02-20 Maddoc Medical Products, Inc. Medical device securement system and method

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