JPH05167430A - Semiconductor logic circuit - Google Patents

Semiconductor logic circuit

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JPH05167430A
JPH05167430A JP3328977A JP32897791A JPH05167430A JP H05167430 A JPH05167430 A JP H05167430A JP 3328977 A JP3328977 A JP 3328977A JP 32897791 A JP32897791 A JP 32897791A JP H05167430 A JPH05167430 A JP H05167430A
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JP
Japan
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voltage
threshold voltage
circuit
logic circuit
input
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JP3328977A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Okawa
眞一 大川
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To make an input threshold voltage of the logic circuit stable by providing the logic circuit whose input threshold voltage is adjustable and a circuit generating automatically an input threshold level adjustment voltage to the title circuit. CONSTITUTION:The circuit includes a pMOSP2 as a control MOS transistor(TR) whose drain connects to a source of a pMOSP1 and whose source connects respectively to a power supply VCC as a threshold voltage adjustment means adjusting an input threshold voltage for a CMOS inverter comprising the TRs pMOSMP1, NMOSMN1 and includes a VTC generating circuit 10 as a control voltage generating circuit whose output connects to a gate of the pMOSP2 and outputting a threshold level adjustment voltage VTC. The control voltage generating circuit is of the same configuration as the controlled logic circuit and has a same TR size ratio. Thus, the relation of an input threshold voltage with respect to a gain coefficient beta is kept same and the voltage is the same as a setting voltage given to an input of the control voltage generating circuit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路として形
成された半導体論理回路に利用され、特に、CMOS
(相補型MOS)ゲートおよびBi−CMOS(バイポ
ーラ・CMOS混合)ゲートで構成される半導体論理回
路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in a semiconductor logic circuit formed as a semiconductor integrated circuit, and more particularly in a CMOS.
The present invention relates to a semiconductor logic circuit composed of a (complementary MOS) gate and a Bi-CMOS (mixed bipolar / CMOS) gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のCMOSインバータは、図8に示
すように、ソースが電源VCCに、ゲートが入力INに、
ドレインが出力OUTにそれぞれ接続されたp型MOS
トランジスタ(以下、pMOSという)MP1 と、ソー
スが接地され、ゲートが入力INに、ドレインが出力O
UTにそれぞれ接続されたn型MOSトランジスタ(以
下、nMOSという。)MN1 を有している。
2. Description of the Related Art In a conventional CMOS inverter, as shown in FIG. 8, the source is a power supply V CC , the gate is an input IN,
P-type MOS whose drain is connected to output OUT
Transistor (hereinafter referred to as pMOS) MP 1 and source are grounded, gate is input IN, drain is output O
It has an n-type MOS transistor (hereinafter referred to as nMOS) MN 1 connected to each UT.

【0003】次に、動作について説明する。入力INが
高電位の場合、pMOSMP1 が「オフ」、nMOSM
1 が「オン」となり、出力OUTは低電位となる。入
力INが低電位の場合、pMOSMP1 が「オン」、n
MOSMN1 が「オフ」となり出力OUTは高電位とな
る。
Next, the operation will be described. When input IN is at high potential, pMOSMP 1 is “off”, nMOSM
N 1 is turned “on”, and the output OUT becomes low potential. When input IN is at low potential, pMOSMP 1 is “on”, n
MOSMN 1 is "off" and the output OUT is at high potential.

【0004】pMOSのしきい値電圧およびトランジス
タ利得係数をVTpおよびβp 、nMOSのしきい値電圧
およびトランジスタ利得係数をVTn、およびβn とした
場合、 −VTp=VTn βp =βn であれば、インバータの入出力特性は図9に示すように
なり、入力しきい値電圧は1/2VCCとなる。
When the threshold voltage and the transistor gain coefficient of the pMOS are V Tp and β p , and the threshold voltage and the transistor gain coefficient of the nMOS are V Tn and β n , -V Tp = V Tn β p = If β n , the input / output characteristics of the inverter are as shown in FIG. 9, and the input threshold voltage is 1/2 V CC .

【0005】通常CMOS ICではVTp=−0.7
V、VTn=0.7Vであり、しきい値電圧を調整する場
合、βp とβn の比を変えることによって行われる。
In a normal CMOS IC, V Tp = -0.7
V, V Tn = 0.7V, and the threshold voltage is adjusted by changing the ratio of β p and β n .

【0006】βp >βn の場合、図10に示すように、入力しきい値電圧は高電
位側にずれる。
When β p > β n , the input threshold voltage shifts to the high potential side as shown in FIG.

【0007】βp <βn の場合、図11に示すように、入力しきい値電圧は低電
位側にずれる。例えば、TTLインタフェースにする場
合、 βp /βn =1/6 程度にしておけば、VCC=5Vときに入力しきい値電圧
1.5Vが得られる。
When β pn , the input threshold voltage shifts to the low potential side as shown in FIG. For example, in the case of a TTL interface, if β p / β n = 1/6, an input threshold voltage of 1.5V can be obtained when V CC = 5V.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】この従来のCMOSイ
ンバータでは、入力しきい値電圧はpMOSとnMOS
の「オン」状態のバランスで定まっているため、しきい
値電圧VTpおよびVTnならびに利得係数βp およびβn
のプロセス的なばらつき、ならびに電源電位VCCの変化
等によって変動しやすい欠点があった。
In this conventional CMOS inverter, the input threshold voltages are pMOS and nMOS.
Of the threshold voltage V Tp and V Tn and the gain factors β p and β n.
However, there is a drawback that it is liable to fluctuate due to the process-related fluctuations, and the change of the power supply potential V CC .

【0009】本発明の目的は、前記の欠点を除去するこ
とにより、入力しきい値電圧の安定化を図った半導体論
理回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor logic circuit in which the input threshold voltage is stabilized by eliminating the above-mentioned drawbacks.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、CMOSイン
バータを基本とする論理回路において、前記CMOSイ
ンバータに直列に接続された制御用MOSトランジスタ
と、この制御用MOSトランジスタのゲート電圧を所定
の値に制御する制御電圧発生回路とにより構成され前記
論理回路の入力しきい値電圧を調整するしきい値電圧調
整手段を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a logic circuit based on a CMOS inverter, a control MOS transistor connected in series to the CMOS inverter and a gate voltage of the control MOS transistor are set to a predetermined value. And a threshold voltage adjusting means for adjusting an input threshold voltage of the logic circuit.

【0011】また、本発明は、前記制御電圧発生回路
は、前記制御用MOSトランジスタが接続された前記論
理回路と回路構成およびトランジスタ寸法比が同一であ
り、その出力が前記制御用MOSトランジスタのゲート
に接続され、入力が設定すべき入力しきい値電圧と同一
の出力電圧を有する設定電源に接続され、その制御用M
OSトランジスタのゲートが出力に接続されたことが好
ましい。
According to the present invention, the control voltage generating circuit has the same circuit configuration and transistor size ratio as the logic circuit to which the control MOS transistor is connected, and the output thereof is the gate of the control MOS transistor. Connected to a set power supply having an output voltage equal to the input threshold voltage to be set, and its control M
The gate of the OS transistor is preferably connected to the output.

【0012】また、本発明は、前記半導体論理回路は、
前記論理回路の出力に接続されたバイポーラトランジス
タを含む出力回路を有することができる。
According to the present invention, the semiconductor logic circuit is
An output circuit may be included that includes a bipolar transistor connected to the output of the logic circuit.

【0013】[0013]

【作用】しきい値電圧調整手段は、例えば、CMOSイ
ンバータのpMOSと電源VCC間に接続された制御用p
MOSと、この制御用pMOSのゲート電圧を所定の値
に制御する制御電圧発生回路とから構成される。そし
て、この制御電圧発生回路は被制御論理回路と同一構成
でかつ同一トランジスタ寸法比を有しているので、利得
係数βに対する入力しきい値電圧の関係は同一になり、
制御電圧発生回路の入力に与えられた設定電圧と同一に
なる。これにより、制御用MOSトランジスタを介し
て、被制御論理回路と制御電圧発生回路とのバランスを
とることにより、被制御論理回路の入力しきい値電圧は
設定電圧に等しく調整される。
The threshold voltage adjusting means is, for example, a control p-MOS connected between the pMOS of the CMOS inverter and the power supply V CC.
It is composed of a MOS and a control voltage generating circuit for controlling the gate voltage of the controlling pMOS to a predetermined value. Since this control voltage generation circuit has the same configuration as the controlled logic circuit and has the same transistor size ratio, the relationship between the input threshold voltage and the gain coefficient β is the same,
It becomes the same as the set voltage applied to the input of the control voltage generation circuit. As a result, the input threshold voltage of the controlled logic circuit is adjusted to be equal to the set voltage by balancing the controlled logic circuit and the control voltage generating circuit via the control MOS transistor.

【0014】また、論理回路としては、CMOSインバ
ータ、ならびにそれを基本とするナンドゲートおよびノ
アゲート、さらにはバイポーラトランジスタを出力に付
加したBi−CMOS回路などを含み適用される。
Further, the logic circuit is applicable including a CMOS inverter, a NAND gate and a NOR gate based on the CMOS inverter, and a Bi-CMOS circuit in which a bipolar transistor is added to the output.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の第一実施例を示す回路図
で、本発明の半導体論理回路の基本的な構成を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, showing a basic configuration of a semiconductor logic circuit of the present invention.

【0017】本第一実施例は、pMOSMP1 とnMO
SMN1とから構成されたCMOSインバータにおい
て、本発明の特徴とするところの、前記CMOSインバ
ータの入力しきい値電圧を調整するしきい値電圧調整手
段としての、ドレインがpMOSMP1 のソースに、ソ
ースが電源VCCにそれぞれ接続された制御用MOSトラ
ンジスタとしてのpMOSMP2 と、出力がpMOSM
2 のゲートに接続されしきい値調整用電圧VTCを出力
する制御電圧発生回路としてのVTC発生回路10とを含
んでいる。
In the first embodiment, pMOSMP 1 and nMO are used.
In a CMOS inverter composed of SMN 1 and SMN 1 , the drain serves as the threshold voltage adjusting means for adjusting the input threshold voltage of the CMOS inverter, which is the feature of the present invention, and the drain is the source of pMOSMP 1 Are connected to the power supply V CC , respectively, and the output is pMOSMP 2 as a control MOS transistor.
It also includes a V TC generation circuit 10 as a control voltage generation circuit which is connected to the gate of P 2 and outputs a threshold adjustment voltage V TC .

【0018】そして、VTC発生回路10は、ソースが電
源VCCに、ゲートが出力にそれぞれ接続されたpMOS
MP4 と、ソースがpMOSMP4 のドレインに、ドレ
インが出力にそれぞれ接続されたpMOSMP3 と、ド
レインがpMOSMP3 のドレインに接続され、ソース
が接地されたnMOSMN2 とを含み、pMOSMP3
のゲートとnMOSMN2 のゲートは共通接続され出力
電圧として設定すべきしきい値電圧VTRを出力する電源
TRを介して接地される。
The V TC generation circuit 10 has a pMOS whose source is connected to the power supply V CC and whose gate is connected to the output.
And MP 4, the drain of source PMOS MP 4, comprises a PMOS MP 3 having a drain connected to the output, a drain connected to the drain of the PMOS MP 3, and NMOS NM 2 whose source is grounded, PMOS MP 3
And the gate of nMOSMN 2 are commonly connected and grounded via a power supply V TR which outputs a threshold voltage V TR to be set as an output voltage.

【0019】次に、本第一実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0020】まず、pMOSMP1 およびMP2 ならび
にnMOSMN1 によって構成される、入力しきい値調
整型CMOSインバータの入力しきい値電圧VT の調整
の原理について説明する。従来の技術の項で述べたよう
に、インバータをpMOSMP1 とnMOSMN1 だけ
で構成した場合、入力しきい値電圧VT は、pMOSM
1 とnMOSMN1 の電流駆動能力である利得係数β
p1とβn1の大小で調整される。βp1とβn1の比はpMO
SMP1 とnMOSMN1 のゲート長とゲート幅の設計
値によって決定される。このしきい値調整型CMOSイ
ンバータではnMOSMN1 のβn1は設計時のゲート長
およびゲート幅によって決定されているため、nMOS
側の電流駆動能力を変化させることはできないが、pM
OS側はpMOSMP1 とMP2 が直列接続されている
ため、pMOSMP2 のゲート電位により電流駆動能力
を変化させることができる。pMOSMP2 に印加され
るゲートバイアス電圧VGSは、 VGS=VTC−VCC であるから、しきい値調整用電圧VTCが低電位になる
と、pMOSMP2 のバイアスが深くなり、「オン」抵
抗が低くなってpMOS側の電流駆動能力が大きくな
り、入力しきい値電圧VT は高電位側へ動く。逆にしき
い値調整用電圧VTCが高くなった場合、pMOSMP2
のバイアスは浅くなり、「オン」抵抗が高くなってpM
OS側の電流駆動能力が小さくなり、入力しきい値電圧
T は低電位側へ動く。
First, the principle of adjusting the input threshold voltage V T of the input threshold adjustment type CMOS inverter constituted by pMOSMP 1 and MP 2 and nMOSMN 1 will be described. As described in the section of the prior art, when the inverter is composed only of pMOSMP 1 and nMOSMN 1 , the input threshold voltage V T is pMOSM.
The gain coefficient β which is the current driving capability of P 1 and nMOSMN 1
It is adjusted by the magnitude of p1 and β n1 . The ratio of β p1 and β n1 is pMO
It is determined by the design values of the gate length and gate width of SMP 1 and nMOSMN 1 . In this threshold adjustment type CMOS inverter, β n1 of the nMOS MN 1 is determined by the gate length and the gate width at the time of design.
Side current drive capacity cannot be changed, but pM
Since pMOSMP 1 and MP 2 are connected in series on the OS side, the current driving capability can be changed by the gate potential of pMOSMP 2 . Since the gate bias voltage V GS applied to the pMOSMP 2 is V GS = V TC −V CC , when the threshold adjustment voltage V TC becomes low potential, the bias of the pMOSMP 2 becomes deep and “on”. The resistance is lowered and the current drive capability on the pMOS side is increased, and the input threshold voltage V T moves to the high potential side. On the contrary, when the threshold adjustment voltage V TC becomes high, pMOSMP 2
Has a shallower bias and higher "on" resistance, resulting in pM
The current driving capability on the OS side becomes small, and the input threshold voltage V T moves to the low potential side.

【0021】pMOSMP1 およびMP2 ならびにnM
OSMN1 のしきい値電圧VTp1 、VTp2 および
Tn1 、ならびに利得係数βp1、βp2およびβn1が、 −VTp1 =−VTp2 =VTn1 =0.7V βp1:βp2:βn1=1:1:2 の場合を例に、しきい値調整用電圧VTCと入力しきい値
電圧VTの関係を図2に示す。しきい値調整用電圧VTC
がある程度大になると入力しきい値電圧VT は急激に小
さくなる。
PMOSMP 1 and MP 2 and nM
The threshold voltages V Tp1 , V Tp2 and V Tn1 of OSMN 1 and the gain coefficients β p1 , β p2 and β n1 are −V Tp1 = −V Tp2 = V Tn1 = 0.7V β p1 : β p2 : β FIG. 2 shows the relationship between the threshold adjustment voltage V TC and the input threshold voltage V T , taking the case of n1 = 1: 1: 2 as an example. Threshold voltage V TC
Becomes large to some extent, the input threshold voltage V T suddenly decreases.

【0022】次に、VTC発生回路10の動作を説明す
る。pMOSMP3 およびMP4 、ならびにnMOSM
2 は、それぞれpMOSMP1 およびMP2 ならびに
nMOSMN1 と同一寸法であるとする。pMOSMP
3 とnMOSMN2 で構成されるCMOSインバータの
入力しきい値電圧をVT ′とする。pMOSMP1 とn
MOSMN1 の場合と同様に、pMOSMP4 のゲート
に印加されるしきい値調整用電圧VTCによって入力しき
い値電圧VT ′は変化する。pMOSMP3 とnMOS
MN2 で構成されるCMOSインバータの入力に設定す
べきしきい値電圧VTRが印加された場合について考え
る。しきい値調整用電圧VTCがある電圧で、このとき VTR>VT ′ であったと仮定する。この場合、インバータに高電位が
入力されたのと等価であるから、出力に相当するしきい
値調整用電圧VTCは低電圧側へ動くことになる。先に説
明したように、しきい値調整用電圧VTCが低電圧になる
と入力しきい値電圧VT ′が高くなるのでその結果、 VTR>VT ′ から VTR=VT ′ へ近づく。逆に、 VTR<VT ′ の場合、インバータに低電圧が入力されたのと等価であ
るから、しきい値調整用電圧VTCは高電圧側へ動き、入
力しきい値電圧VT ′が低くなって、 VTR<VT ′ から VTR=VT ′ へ近づく。
Next, the operation of the VTC generation circuit 10 will be described. pMOSMP 3 and MP 4 , and nMOSM
N 2, respectively to be the same size as PMOS MP 1 and MP 2 and NMOS NM 1. pMOSMP
The input threshold voltage of the CMOS inverter composed of 3 and nMOSMN 2 is V T ′. pMOSMP 1 and n
Similar to the case of MOSMN 1, the threshold voltage V TC applied to the gate of pMOSMP 4 changes the input threshold voltage V T ′. pMOSMP 3 and nMOS
Consider a case where a threshold voltage V TR to be set is applied to the input of the CMOS inverter constituted by MN 2 . It is assumed that the threshold adjustment voltage V TC is a certain voltage and V TR > V T ′ at this time. In this case, since it is equivalent to inputting a high potential to the inverter, the threshold voltage V TC corresponding to the output moves to the low voltage side. As previously described, 'as a result, V TR> V T because increases' approaches from the V TR = V T' threshold adjustment voltage V TC is input threshold voltage V T to be a low voltage .. On the other hand, when V TR <V T ′, it is equivalent to the input of a low voltage to the inverter, so the threshold voltage V TC moves to the high voltage side and the input threshold voltage V T ′. is lowered, it approaches 'from V TR = V T' V TR <V T to.

【0023】以上述べてきたように、pMOSMP3
nMOSMN2 のゲートに設定すべきしきい値電圧VTR
を印加すると、しきい値調整用電圧VTCは、 VTR=VT ′ となる電位へ自動的に落ち着くことがわかる。pMOS
MP3 およびMP4 ならびにnMOSMN2 と、pMO
SMP1 およびMP2 ならびにnMOSMN1 は同一構
成であるから、pMOSMP2 のゲートにしきい値調整
用電圧VTCを印加すれば、pMOSMP1 とnMOSM
1 で構成されるCMOSインバータの入力しきい値電
圧VT も自動的に設定しきい値電圧VTRに調整される。
As described above, the threshold voltage V TR to be set on the gates of pMOSMP 3 and nMOSMN 2
It can be seen that the threshold adjustment voltage V TC automatically settles to a potential V TR = V T ′ when V is applied. pMOS
MP 3 and MP 4 and nMOSMN 2 and pMO
Since SMP 1 and MP 2 and nMOSMN 1 have the same configuration, if the threshold adjusting voltage V TC is applied to the gate of pMOSMP 2 , pMOSMP 1 and nMOSM 1
The input threshold voltage V T of the CMOS inverter constituted by N 1 is also automatically adjusted to the set threshold voltage V TR .

【0024】図3は図1の第一実施例と図8の従来例の
nMOSMN1のしきい値電圧VTnの変動に対する入力
しきい値電圧VT の変化を比較して示したもので、本第
一実施例の入力しきい値電圧VTはほぼ一定値に保たれ
ていることが分かる。
[0024] Figure 3 is an illustration comparing the change in the input threshold voltage V T with respect to the conventional example of change in the threshold voltage V Tn of NMOS NM 1 of the first embodiment and FIG. 8 in Figure 1, It can be seen that the input threshold voltage V T of the first embodiment is maintained at a substantially constant value.

【0025】図4は本発明の第二実施例を示す回路図
で、本発明をCMOSナンドゲートに応用した例であ
る。図3において、入力IN1 がTTLインタフェー
ス、および入力IN2 がCMOSレベルである。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a CMOS NAND gate. In FIG. 3, the input IN 1 is a TTL interface and the input IN 2 is a CMOS level.

【0026】本第二実施例は、論理回路を構成するpM
OSMP1 およびMP5 ならびにnMOSMN1 および
MN2 のほかに、本発明の特徴とするところの、前記論
理回路の入力しきい値電圧を制御するしきい値電圧制御
手段としての、pMOSMP2 とVTC発生回路10aと
を含んでいる。
In the second embodiment, pM which constitutes a logic circuit is used.
In addition to OSMP 1 and MP 5 and nMOS MN 1 and MN 2 , pMOSMP 2 and V TC as threshold voltage control means for controlling the input threshold voltage of the logic circuit, which is a feature of the present invention. The generating circuit 10a is included.

【0027】そして、VTC発生回路10aは、pMOS
MP3 、MP4 およびMP6 と、nMOSMN2 および
MN4 と、電源VTRとを含み、前記論理回路を構成する
トランジスタと同一寸法で形成される。
The V TC generation circuit 10a is a pMOS.
And MP 3, MP 4 and MP 6, the NMOS NM 2 and MN 4, and a power source V TR, are formed by transistors of the same dimensions constituting the logic circuit.

【0028】次に、本第二実施例の動作について説明す
る。本第二実施例においても、第一実施例と同様に、p
MOSMP2 の駆動能力を、VTC発生回路10aにおけ
る設定しきい値電圧VTRに基づくしきい値調整用電圧V
TCにより調整することにより、その入力しきい値電圧V
T は設定しきい値電圧VTRに設定される。
Next, the operation of the second embodiment will be described. Also in the second embodiment, as in the first embodiment, p
The drive capability of the MOSMP 2 is set to the threshold adjustment voltage V based on the set threshold voltage V TR in the V TC generation circuit 10a.
By adjusting with TC , the input threshold voltage V
T is set to the set threshold voltage V TR .

【0029】図5は本第二実施例と、本第二実施例に対
応する従来例について、電源VCCの変動に対する入力し
きい値電圧VT の変化を比較して示した特性図である。
図5から入力しきい値電圧VT は、従来例では大きく変
化するのに対して、本第二実施例では、設定しきい値電
圧VTR=1.5Vにほぼ保たれることが分かる。
FIG. 5 is a characteristic diagram comparing the change of the input threshold voltage V T with respect to the change of the power supply V CC in the second embodiment and the conventional example corresponding to the second embodiment. ..
It can be seen from FIG. 5 that the input threshold voltage V T changes greatly in the conventional example, while in the second embodiment, the set threshold voltage V TR = 1.5 V is almost maintained.

【0030】図6は本発明の第三実施例を示す回路図
で、図1の第一実施例の回路をBi−CMOS化したも
のである。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, which is obtained by converting the circuit of the first embodiment of FIG. 1 into a Bi-CMOS.

【0031】すなわち、図6において、NPNバイポー
ラトランジスタQ1とnMOSMN5 とを図1の回路に
付加したもので、その動作は第一実施例と同様である。
That is, in FIG. 6, the NPN bipolar transistor Q 1 and the nMOSMN 5 are added to the circuit of FIG. 1, and the operation is the same as that of the first embodiment.

【0032】図7は本発明の第四実施例を示す回路図
で、図4の第二実施例の回路をBi−CMOS化したも
のである。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the circuit of the second embodiment of FIG. 4 is formed into a Bi-CMOS.

【0033】すなわち、図7において、NPNバイポー
ラトランジスタQ1と、nMOSMN5 およびMN6
を図4の回路に付加したもので、その動作は第二実施例
と同様である。
That is, in FIG. 7, the NPN bipolar transistor Q 1 and nMOSMN 5 and MN 6 are added to the circuit of FIG. 4, and the operation is the same as that of the second embodiment.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力し
きい値電圧の調整可能な論理回路と、入力しきい値調整
電圧を自動発生する回路とにより、電源電圧の変動や、
トランジスタのしきい値電圧VTpおよびVTn、ならびに
利得係数βn およびβp 等のプロセス的ばらつきに対し
て、論理回路の入力しきい値電圧を安定化できる優れた
効果がある。
As described above, according to the present invention, by the logic circuit capable of adjusting the input threshold voltage and the circuit for automatically generating the input threshold adjusting voltage, the fluctuation of the power supply voltage,
There is an excellent effect that the input threshold voltage of the logic circuit can be stabilized against the process variations such as the threshold voltages V Tp and V Tn of the transistors and the gain coefficients β n and β p .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】そのしきい値調整用電圧VTCに対する入力しき
い値電圧VT の変化を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing changes in the input threshold voltage V T with respect to the threshold adjustment voltage V TC .

【図3】そのnMOSのしきい値電圧VTnの変動に対す
る入力しきい値電圧VT の変化をその従来例と比較して
示した特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in the input threshold voltage V T with respect to variations in the threshold voltage V Tn of the nMOS in comparison with the conventional example.

【図4】本発明の第二実施例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】その電源VCCの変動に対する入力しきい値電圧
T の変化をその従来例と比較して示した特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing changes in the input threshold voltage V T with respect to changes in the power supply V CC , in comparison with the conventional example.

【図6】本発明の第三実施例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第四実施例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】従来例を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図9】その入力対出力特性図。FIG. 9 is an input-output characteristic diagram thereof.

【図10】そのトランジスタの利得係数βp >βn のと
きに入力対出力特性図。
FIG. 10 is an input-output characteristic diagram when the gain coefficient β p > β n of the transistor.

【図11】そのトランジスタの利得係数βp <βn のと
きの入力対出力特性図。
FIG. 11 is an input vs. output characteristic diagram when the gain coefficient β pn of the transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10a VTC発生回路 IN、IN1 、IN2 入力 MP1 〜MP6 p型MOSトランジスタ MN1 〜MN6 n型MOSトランジスタ OUT 出力 Q1 NPNバイポーラトランジスタ VCC 電源 VT 入力しきい値電圧 VTC しきい値調整用電圧 VTR 電源(設定しきい値電圧) VTn n型MOSトランジスタのしきい値電圧 βp 、βn トランジスタの利得係数10, 10a V TC generation circuit IN, IN 1 , IN 2 input MP 1 to MP 6 p-type MOS transistor MN 1 to MN 6 n-type MOS transistor OUT output Q 1 NPN bipolar transistor V CC power supply V T input threshold voltage V TC threshold adjustment voltage V TR power supply (set threshold voltage) V Tn n MOS transistor threshold voltage β p , β n gain factor of transistor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CMOSインバータを基本とする論理回
路において、 前記CMOSインバータに直列に接続された制御用MO
Sトランジスタと、この制御用MOSトランジスタのゲ
ート電圧を所定の値に制御する制御電圧発生回路とによ
り構成され前記論理回路の入力しきい値電圧を調整する
しきい値電圧調整手段を有することを特徴とする半導体
論理回路。
1. A logic circuit based on a CMOS inverter, comprising a control MO connected in series to the CMOS inverter.
And a threshold voltage adjusting means for adjusting the input threshold voltage of the logic circuit, which is composed of an S transistor and a control voltage generating circuit for controlling the gate voltage of the controlling MOS transistor to a predetermined value. And a semiconductor logic circuit.
【請求項2】 前記制御電圧発生回路は、前記制御用M
OSトランジスタが接続された前記論理回路と回路構成
およびトランジスタ寸法比が同一であり、その出力が前
記制御用MOSトランジスタのゲートに接続され、入力
が設定すべき入力しきい値電圧と同一の出力電圧を有す
る設定電源に接続され、その制御用MOSトランジスタ
のゲートが出力に接続された請求項1に記載の半導体論
理回路。
2. The control voltage generating circuit comprises the control M
An output voltage having the same circuit configuration and transistor size ratio as the logic circuit to which the OS transistor is connected, the output of which is connected to the gate of the control MOS transistor, and the input of which is the same as the input threshold voltage to be set. 2. The semiconductor logic circuit according to claim 1, wherein the semiconductor logic circuit is connected to a setting power source having a control gate, and the gate of the control MOS transistor is connected to the output.
【請求項3】 前記半導体論理回路は、前記論理回路の
出力に接続されたバイポーラトランジスタを含む出力回
路を有する請求項1または請求項2に記載の半導体論理
回路。
3. The semiconductor logic circuit according to claim 1, wherein the semiconductor logic circuit has an output circuit including a bipolar transistor connected to an output of the logic circuit.
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