JPH0481912A - 半導体装置の電圧降下回路 - Google Patents

半導体装置の電圧降下回路

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JPH0481912A
JPH0481912A JP2196750A JP19675090A JPH0481912A JP H0481912 A JPH0481912 A JP H0481912A JP 2196750 A JP2196750 A JP 2196750A JP 19675090 A JP19675090 A JP 19675090A JP H0481912 A JPH0481912 A JP H0481912A
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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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】
この発明は半導体装置の電圧降下回路に関する。
【従来の技術J 従来の半導体装置の電圧降下回路としては、例えば、第
4図に示すようなものがある。この電圧降下回路は、電
源(電位V cc)とグランドとの間に抵抗RrI+n
チャネル型トランジスタNT0.NT1、およびNT、
、を順に接続して、抵抗R0とトランジスタNT、との
接続点から各トランジスタNT + l、 N T I
t 、 N T + s (’)しきい値vthの和を
基準電圧V refとして取り出している。なお、各ト
ランジスタNT、、、NT、、、NT、、のゲートは、
各トランジスタの電源側の端子に接続されている。一方
、電源(電位V cc)と負荷Zとの間にpチャネル型
トランジスタFT、、を接続している。そして、上記基
準電圧V refを差動増幅器oP、の反転(−)入力
とする一方、負荷Z側の端子Tllに生じる降下電圧V
intを非反転(+)入力として、差動増幅器OP++
によって電位差(Vint−Vref)が略ゼロとなる
ようにpチャネル型トランジスタPT、、のコンダクタ
ンスを制御している。これにより、電源電圧Vccや負
荷Zにほとんど依存せず、上記基準電圧Vrdすなわち
各トランジスタNT、、、NT、LN T Isのしき
い値vthの和に略等しい大きさの降下電圧Vintを
発生している。 【発明が解決しようとする課題】 ところで、上記各トランジスタNT、I、NT、m。 NT、、のしきい値vthは製造上のばらつきにより大
きく変化する。このため、上記電圧降下回路は降下電圧
Vintが製造上のばらつきにより大きく変化するとい
う問題がある。 また、第3図に示すように、上記しきい値vthは低温
になるにつれて大きくなり、したがって、降下電圧V 
intも低温になると大きくなる。このため、ゲート長
lμ!以下の微細MOSトランジスタが負荷Z詠なる場
合に、微細MoSトランジスタの信頼性に悪影響を及ぼ
すという問題がある。すなわち、微細MoSトランジス
タは、ゲート長が短いため電界が強くホットキャリア(
信頼性を損なう原因となる)が発生し昌い状態となって
いる。このホットキャリアは、電界が強いほど、また、
低温はど発生し易いものである。上記電圧降下回路は低
温になるにつれて降下電圧Vintが大きくなるため、
このホットキャリアの発生を加速する結果となり、微細
MOS)ランジスタの信頼性に悪影響を及ぼすのである
。 そこで、この発明の目的は、降下電圧が製造ばらつきに
よる影響を受けにくく、しかも、負荷となるlillM
Os)ランジスタの信頼性を損なうようなことがない半
導体装置の電圧降下回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の半導体装置の電
圧降下回路は、ウェル領域の表面に、上記ウェル領域と
それぞれPN接合を形成し、互いに面積が異なる第1の
領域および第2の領域を設け、上記ウェル領域と第1.
第2の領域とを電源。 グランド間に接続し、上記各PN接合に通電して上記第
1.第2の領域間に電位差を生じさせて、この電位差に
基づいて降下電圧を発生させることを特徴としている。
【作用】
各PN接合に通電した場合、PN接合の電流−電圧特性
から、第1.第2の領域間に生じる電位差は、第1.第
2の領域間の面積比に比例し、また、温度に比例する。 したがって、この電位差を基準として発生させた降下電
圧は、一定温度のもとでは第1.第2の領域の面積比す
なわちパターンによって定まり、従来に比して製造ばら
つきの影響を受けにくくなる。また、上記電位差は温度
に比例するので、この電位差に基づいて温度に比例する
降下電圧が得られる。したがって、ホットキャリアの発
生を加速するようなことがなく、負荷となる微細MO5
)ランジスタの信頼性を損なうことがない。 なお、上記電位差を基準として上記降下電圧を発生する
ためには、上記電位差を例えば差動増幅器で差動増幅す
れば良い。上記電位差は通常レベルのJi!11に11
1洸ではせいぜい0.1V程度にすぎないが、差動増幅
することによって実用レベルの降下電圧が得られる。し
かも、接地電位を基準とする降下電圧が得られる。
【実施例】
以下、この発明の半導体装置の電圧降下回路を図示の実
施例により詳細に説明する。 第1図に示すように、この電圧降下回路は、電源(電位
V−cc)とグランドとの間に直列に接続されたプルア
ップ抵抗R3およびダイオードD1と、同じく電源(N
位V cc)とグランドとの間に直列に接続されたプル
アップ抵抗R4およびダイオードD。 を備えている。また、差動増幅器OF、と、差動増幅器
OP tと、電源(電位V cc)と負荷Zとの間に接
続されたpチャネル型トランジスタFT、を備えている
。上記プルアップ抵抗Ra 、 R−は、ダイオードD
1.ダイオードD、に略等しい電流が流れるように略等
しい大きさとなっている。ダイオードD 1. D t
は、それぞれn−型ウェル領域W、、W、の表面に第1
のp型領域P1.第2のp要領域P、を設けて構成され
ている。p型領域P+、P型領域P、はそれぞれプルア
ップ抵抗R3,R4に接続されており、p要領域Pはり
もp要領域P、の方が面積大となっている。したがって
、プルアップ抵抗R3とダイオードD3との接続点T、
の電位Vref+よりもプルアップ抵抗R4とダイオー
ドD4との接続点T。 の電位Vref*の方がわずかに(0、I V程度)低
くなっている。なお、ウェル領域W、、W、はそれぞれ
グランドに接続されており、いずれもp−型の基板SU
B上に形成されている。基板SUBもグランド電位とな
っている。上記プルアップ抵抗R3とダイオードD1と
の接続点T、はそのまま差動増幅器OP、の非反転(+
)側の入力端子に接続される一方、プルアップ抵抗R4
とダイオードD、との接続点T、は入力抵抗R1を介し
て差動増幅器OP。 の反転(−)側の入力端子に接続されている。また、差
動増幅器OP、の出力端子T、は帰還抵抗R,を介して
上記反転(−)側の入力端子につながっている。これに
より、差動増幅器OP1は、入力抵抗R1,帰還抵抗R
7の比で定められる利得でもって接続点T r 、 T
 を間の電位差(VreL −Vreft)を増幅して
、接地電位を基準とする基準電圧V refを発生させ
る。なお、基準電圧V refの大きさは発生すべき降
下電圧Vintと同じ値に設定されている。差動増幅器
OP!は、pチャネル型トランジスタFT、のコンダク
タンスを制御して、負荷Z側の端子T4に上記基準電圧
Vrerに略等しい降下電圧Vintを発生させる。す
なわち、基準電圧Veerを反転(−)入力として受け
る一方、降下電圧Vintを非反転(+)入力として受
けて、電位差(Vir+t−Vref)が略ゼロとなる
ように制御を行う。したがって、負荷Zの変動にかかわ
らず、常に基準電圧V refに等しい降下電圧V i
ntが得られる。 このように、この電圧降下回路は、ダイオードD 、、
D 、にそれぞれ通電して電位差(VreL−Vref
、)を発生させて、この電位差に比例する基準電圧V 
rerを発生させ、さらにこの基準電圧V rerと略
等しい大きさの降下電圧Vintを発生させている。こ
こで、上記電位差(V rtl + −V reft)
は、ダイオードの電流−電圧特性からp型領域P+、p
型領域P、の面積比に比例し、また、第2図に示すよう
に温度に比例する。したがって、上記降下電圧Vint
は、一定温度のもとではp型領域P+、I)型領域P、
の面積比すなわちパターンによって定まり、従来に比し
て製造ばらつきの影響を受けにくくなる。また、上記電
位差(V ref 、 −V reft)は温度に比例
するので、温度に比例する降下電圧Vintを得ること
ができる。したがって、負荷Zが微細MOS)ランジス
タからなる場合であっても、ホットキャリアの発生を加
速するようなことがなく、その信頼性を損なうようなこ
とがない。
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体装置の電圧
降下回路は、ウェル領域の表面に、上記ウェル領域とそ
れぞれPN接合を形成し、互いに面積が異なる第1の領
域および第2の領域を設け、上記ウェル領域と第1.第
2の領域とを電源、グランド間に接続し、上記各PN接
合に通電して上記第1.第2の領域間に電位差を生じさ
せて、この電位差に基づいて降下電圧を発生させている
ので、降下電圧が製造ばらつきによる影響を受けにくい
。 しかも、負荷となる微細MOSトランジスタの信頼性を
損なうようなことがない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の半導体装置の電圧降下回
路の構成を示す図、第2!!lは上記電圧降下回路のダ
イオードに通電して生じた電位差の温度依存性を示す図
、第3図は従来の半導体装置の電圧降下回路のしきい値
の温度依存性を示す図、第4図は従来の半導体装置の電
圧降下回路の構成を示す図である。 D 1. D x・・・ダイオード、 OP 、、OP 、−・・差動増幅器、P I、 P 
t−p型領域、PT、・・・pチャネル型トランジスタ
、R1・・・入力抵抗、 R1・・・帰還抵抗、R,、
R,・・・プルアップ抵抗、 SUB・・・基板、T、
、T、・・・接続点、T、・・・出力端子、T4・・・
端子、W、、W、・・・ウェル領域、Z・・・負荷。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウェル領域の表面に、上記ウェル領域とそれぞれ
    PN接合を形成し、互いに面積が異なる第1の領域およ
    び第2の領域を設け、 上記ウェル領域と第1、第2の領域とを電源、グランド
    間に接続し、 上記各PN接合に通電して上記第1、第2の領域間に電
    位差を生じさせて、この電位差に基づいて降下電圧を発
    生させることを特徴とする半導体装置の電圧降下回路。
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