JPH05291492A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH05291492A JPH05291492A JP8401092A JP8401092A JPH05291492A JP H05291492 A JPH05291492 A JP H05291492A JP 8401092 A JP8401092 A JP 8401092A JP 8401092 A JP8401092 A JP 8401092A JP H05291492 A JPH05291492 A JP H05291492A
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Abstract
が導通することを防ぐ。 【構成】出力ドライバー専用接地配線41と、出力ドラ
イバー以外の回路用接地配線42と、入力信号を受ける
ゲート回路と、静電気による前記ゲート回路のゲート膜
破壊を防止する静電保護回路34を備える半導体装置に
おいて、前記静電保護回路は前記出力ドライバー以外の
回路用接地配線から接地電位が供給されている。また、
前記静電保護回路が前記ゲート回路の近傍に配置されて
いる。 【効果】出力ドライバー動作による接地線電位の振動発
生時の初段ゲート回路での電位変動を解決したので、高
い安定性を有する半導体装置を実現できる。また、静電
保護回路を入力信号を受けるゲ−ト回路の近傍に配置さ
れているので、半導体装置の面積増加を防ぐことができ
る。
Description
保護回路の配置に関する。
えば、日経エレクトロニクス1988年9月5日号(n
o.455)、120頁至196頁記載のものがあっ
た。
を示す図であり、11、12は接地電位が接続されるV
SSパット、13、14は電源電位が接続されるVDD
パット、21、22、23は出力パット、24は入力信
号が接続される入力パットである。一般に、外部信号ピ
ン配置の兼ね合いで、必ずしも前記入力パットは半導体
装置の特定の場所にまとめて配置されること難しく、一
部の入力パットは図6に示すように出力パットに隣接し
て配置されることが多い。31、32、33は出力ドラ
イバー回路、35は前記入力信号が接続される内部回路
の一部、45は入力信号を内部回路に接続するための信
号配線である。41、42は接地電位を内部回路に供給
するVSS配線であり、41は出力ドライバー回路専
用、42はその他回路用に用いられる。43、44は電
源電位を内部回路に供給するVDD配線であり、44は
出力ドライバー回路専用、43はその他回路用に用いら
れる。ここで、出力ドライバー回路専用の接地線配線、
電源線配線を用いたのは、出力ドライバ回路で外部大負
荷容量駆動時に発生する電流ノイズが他回路の動作に影
響を与えるのを防ぐためであり、出力ドライバー回路系
とその他回路系の電源及び接地線の共通インピーダンス
を少なくしている。34は静電気による前記内部回路3
5のゲート膜破壊を防止する静電保護回路であり、前記
入力パット24に隣接して配置され、接地電位への接続
はレイアウト効率を上げるため最近接の出力ドライバー
用接地配線41を用いて行なわれている。
の等価回路を示す図である。MOSトランジスタ35
2、353で構成されるインバータ351は内部回路の
初段ゲート回路の一例であり、入力は入力パット24に
接続される。MOSトランジスタ312、313で構成
されるインバータ311は出力ドライバー回路の一例で
あり、その出力は出力パット21に接続される。MOS
トランジスタ341は静電保護回路34の一例であり、
ドレイン電極は入力パット24に、ゲ−ト電極及びソー
ス電極は出力ドライバー回路内NMOSトランジスタ3
13のソース電極と同一の接地線に接続される。抵抗4
11、インダクタンス412は出力ドライバー回路用接
地配線の寄生抵抗、寄生インダクタンスであり、抵抗4
41、インダクタンス442は出力ドライバー回路用電
源配線の寄生抵抗、寄生インダクタンスである。抵抗4
21、インダクタンス422は出力ドライバー以外の回
路用接地配線の寄生抵抗、寄生インダクタンスであり、
抵抗431、インダクタンス432は出力ドライバー以
外の回路用電源配線の寄生抵抗、寄生インダクタンスで
ある。抵抗51および53、インダクタンス52および
54はボンディングワイヤー部の寄生抵抗、寄生インダ
クタンスであり、おのおの個別に配置されている接地パ
ット11、12から接続され、リードフレームを含む半
導体装置外部の接地配線の寄生抵抗64、寄生インダク
タンス65を介して基準接地電位に接続される。また、
抵抗61、インダクタンス62および容量63はボンデ
ィングワイヤーおよびリードフレームを含む出力パット
21に接続される信号ラインの寄生抵抗、寄生インダク
タンスおよび負荷容量であり、一般に負荷容量63は1
00ピコファラッド程度もしくはそれ以上となる。尚、
図7等価回路では図6配置図で示される32、33出力
ドライバー回路は省略されている。
記のように構成されているため、以下のような課題があ
る。図7の半導体装置の等価回路において、出力パット
電位VOがハイレベルからローレベルに変化するとき、
負荷容量63に蓄積された電荷は、導通したNMOSト
ランジスタ313、接地配線を介して急激に基準接地電
位に流れ込む。一般に、出力ドライバー回路は高負荷を
短時間に駆動できるよう能力が高くなる様設計し、オン
抵抗は接地配線系の寄生インピーダンスと同程度となる
ため、NMOSトランジスタ313のソース電位VS1
はVOが降下すると同時に上昇する。前述の文献ではV
S1は最大2.14Vにもなると報告している。その
後、電流の急激な変化と、出力パットに接続される信号
ラインおよび接地配線に介在する寄生抵抗、寄生インダ
クタンスにより接地線に電位の振動を引き起こす。図8
は半導体装置内部電圧の時間変化を示すものでありV
O、VS1は図8の様になる。 一方、内部回路内のN
MOSトランジスタ353のソース電位VS2は出力ド
ライバー回路の接地配線系との共通インピーダンスが抵
抗64、インダクタンス65のみであり、また動作電流
も出力ドライバー回路に比べ十分に低いため、上記動作
時の接地線電位の振動も小さい。
スタ341のソース電位はVS1であるため、例えば入
力パット電位VGにTTLレベルのローレベルである
0.8Vが印加されていた場合、上述のVS1の上昇で
VS1とVGの電位差がNMOSトランジスタ341の
しきい値電圧より大きくなると、同トランジスタが導通
しVGの電位も上昇する。このNMOSトランジスタの
しきい値電圧は0.6V程度であるため、VGは最大
1.5V以上まで上昇することになる。インバータ35
1がTTLレベルコンパチブルであるとするとそのスレ
ショルド電圧は1.5V程度であるから、上記動作では
本来論理的にロウレベルであるべき入力レベルが一時的
に不定レベルもしくはハイレベルと判定されことにな
る。従って、従来の半導体装置では出力ドライバー動作
時の電流により内部電源配線に電位変動が発生した場
合、誤動作が発生するという課題を有していた。
れたものであり、電流ノイズによる初段ゲート回路の誤
動作を防ぎ、高い安定性を有する半導体装置を提供する
ことを目的とする。
出力ドライバー専用接地配線と、出力ドライバー以外の
回路用接地配線と、入力信号を受けるゲート回路と、静
電気による前記ゲート回路のゲート膜破壊を防止する静
電保護回路を備える半導体装置において、前記静電保護
回路は前記出力ドライバー以外の回路用接地配線から接
地電位が供給されていることを特徴とする半導体装置で
あり、また上記構成の半導体装置において、前記静電保
護回路が前記ゲート回路の近傍に配置されていることを
特徴とする半導体装置である。
電源線、接地線に電位変動が発生しても、半導体装置の
初段ゲート回路のゲート端子に接続される静電保護回路
の接地電位への影響は少なく、静電保護回路が導通する
ことはない。
例を示す半導体装置の回路配置を示す図である。図1
中、静電保護回路34を除いたその他構成要素の配置は
図6の従来装置の配置と同一である。静電保護回路34
は信号配線45に接続されると共に、接地線への配線は
出力ドライバー以外の回路用接地配線42を用いて行な
われている。
置の等価回路を示す図である。本発明の半導体装置の等
価回路は、静電保護回路内のNMOSトランジスタ34
1の接地線の接続方法を除き図7の従来装置の等価回路
と同一である。NMOSトランジスタ341のゲ−ト電
極およびソース電極は、前述のように出力ドライバー以
外の回路用接地配線42に接続されているため、等価回
路では寄生抵抗423、寄生インダクタンス424を介
して出力ドライバー以外の回路用接地パット12に接続
される。
力パット電位VOがハイレベルからローレベルに変化す
るとき、負荷容量63に蓄積された電荷は、導通したN
MOSトランジスタ313、接地配線を介して急激に基
準接地電位に流れ込み、従来装置と同様に出力ドライバ
ー回路内NMOSトランジスタ313のソース電位VS
3はVOが降下すると同時に上昇し、その後振動する。
353のソース電位VS2は出力ドライバー回路の接地
配線系との共通インピーダンスが抵抗64、インダクタ
ンス65のみであり、また動作電流も出力ドライバー回
路に比べ十分に低いため、上記動作時の接地線電位VS
2の振動も小さい。
タ341のソース電位VS1はNMOSトランジスタ3
53と同様であり、また動作電流は流れないため、上記
動作時の接地線電位VS1の振動も小さくVS2と同じ
になる。
えばTTLレベルのローレベルである0.8Vが印加さ
れていたとき、上述の接地線系の振動が発生した場合で
もNMOSトランジスタ341の接地電位VS1の振動
は十分小さく、VS1の電位がVGより上昇することは
ない。よって、NMOSトランジスタ341が導通する
事はないので、VGの電位は0.8V固定となる。従っ
て、本発明の半導体装置では出力ドライバー動作時の電
流により内部電源配線に電位変動が発生した場合でも、
インバータ351が受ける影響は極小であり、誤動作が
発生することはない。
変化を示す図である。
一例を示す半導体装置の回路配置を示す図である。図4
中、静電保護回路34を除いたその他構成要素の配置は
図6の従来装置の配置と同一である。静電保護回路34
は信号配線45に接続されていると共に、信号配線45
が接続される内部回路35に隣接して配置され、接地線
への結線は内部回路35の接地配線の近傍にて行なわれ
る。
置の等価回路を示す図である。図5の等価回路は、静電
保護回路内のNMOSトランジスタ341の接地線の接
続方法を除き図7の従来装置の等価回路と同一である。
NMOSトランジスタ341のゲ−ト電極およびソース
電極は、前述のように内部回路35の近傍に接続されて
いるため、等価回路ではNMOSトランジスタ353の
ソース電極と同一ノードに接続される。
力パット電位VOがハイレベルからローレベルに変化す
るとき、負荷容量63に蓄積された電荷は、導通したN
MOSトランジスタ313、接地配線を介して急激に基
準接地電位に流れ込み、従来装置と同様に出力ドライバ
ー回路内NMOSトランジスタ313のソース電位VS
3はVOが降下すると同時に上昇し、その後振動する。
353のソース電位VS2および静電保護回路のNMO
Sトランジスタ341のソース電位VS1は出力ドライ
バー回路の接地配線系との共通インピーダンスが抵抗6
4、インダクタンス65のみであり、また動作電流も出
力ドライバー回路に比べ十分に低いため、上記動作時の
接地線電位VS2の振動も小さい。
えばTTLレベルのローレベルである0.8Vが印加さ
れていたとき、上述の接地線系の振動が発生した場合で
もNMOSトランジスタ341の接地電位VS1の振動
は十分小さく、VS1の電位がVGより上昇することは
ない。よって、NMOSトランジスタ341が導通する
ことはないので、VGの電位は0.8V固定となる。従
って、本発明の半導体装置では出力ドライバー動作時の
電流により内部電源配線に電位変動が発生した場合で
も、インバータ351が受ける影響は極小であり、誤動
作が発生することはない。
体装置では静電保護回路という装置に必須な回路の配置
場所を工夫するだけで上述の効果が得られ、本発明の請
求項1に係わる半導体装置に比べ静電保護回路のための
追加的な接地配線の配置による装置面積増加をともなわ
ず実現できるという効果が付加される。
護回路の接地配線を出力ドライバー以外の回路用接地配
線を用いて行なうことにより、出力ドライバー動作によ
る接地線電位の振動発生時の初段ゲート回路での電位変
動を解決したので、高い安定性を有する半導体装置を実
現できる。
号を受けるゲ−ト回路の近傍に配置されているので、上
記効果に加え、半導体装置の面積増加を防ぐことができ
る。
置を示す図。
路図。
置を示す図。
路図。
抗 412、422、424、432、442・・・寄生イ
ンダクタンス
Claims (2)
- 【請求項1】出力ドライバー専用接地配線と、出力ドラ
イバー以外の回路用接地配線と、入力信号を受けるゲー
ト回路と、静電気による前記ゲート回路のゲート膜破壊
を防止する静電保護回路を備える半導体装置において、 前記静電保護回路は前記出力ドライバー以外の回路用接
地配線から接地電位が供給されていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】請求項1記載の半導体装置において、前記
静電保護回路が前記ゲート回路の近傍に配置されている
ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8401092A JP3170853B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8401092A JP3170853B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05291492A true JPH05291492A (ja) | 1993-11-05 |
JP3170853B2 JP3170853B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=13818626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8401092A Expired - Lifetime JP3170853B2 (ja) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3170853B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6456474B2 (en) | 1998-04-07 | 2002-09-24 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit |
WO2005053028A1 (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 静電破壊保護素子を備えた半導体装置 |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP8401092A patent/JP3170853B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6456474B2 (en) | 1998-04-07 | 2002-09-24 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit |
WO2005053028A1 (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 静電破壊保護素子を備えた半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3170853B2 (ja) | 2001-05-28 |
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Legal Events
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