JPH0595233A - Mos集積回路のカレントミラー回路装置 - Google Patents

Mos集積回路のカレントミラー回路装置

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JPH0595233A
JPH0595233A JP3253482A JP25348291A JPH0595233A JP H0595233 A JPH0595233 A JP H0595233A JP 3253482 A JP3253482 A JP 3253482A JP 25348291 A JP25348291 A JP 25348291A JP H0595233 A JPH0595233 A JP H0595233A
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JP
Japan
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current
integrated circuit
transistor
mos
same
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JP3253482A
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English (en)
Inventor
Mitsuaki Hayashi
林  光昭
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 設計値どおりのミラー比が得られるMOS集
積回路のカレントミラー回路装置を提供する。 【構成】 N型MOSトランジスタQ1,Q2,Q3,
Q4,Q5は全て同じゲート幅とゲート長で設計され、
N型MOSトランジスタQ1とQ2を並列に接続し、N
型MOSトランジスタQ3とQ4とQ5を並列に接続し
ている。そのため、素子分離酸化膜の広がりによってゲ
ート幅が縮小してもその縮小率は全てのMOSトランジ
スタにおいて同一である。したがって、ドレイン端子T
1の電流値の縮小率とドレイン端子T2の電流値の縮小
率を同率とできることにより、ドレイン端子T1の電流
値とドレイン端子T2の電流値の比すなわちミラー比を
設計値と同等に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、MOS集積回路のカ
レントミラー回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カレントミラー回路装置は定電流源回路
として用いられ、MOS集積回路では微小な電流差を検
知し電圧差として増幅する電流検知型差動増幅回路の負
荷部としても用いられる。したがってMOS集積回路の
高集積度化による電流差の微小化によってMOS集積回
路のカレントミラー回路装置の感度も重要なものとなっ
ている。MOS集積回路のカレントミラー回路装置は、
P型MOSトランジスタとN型MOSトランジスタのど
ちらでも構成できるが、N型MOSトランジスタで構成
した場合の従来例について、以下図面を参照しながら説
明する。
【0003】図3は従来のMOS集積回路のカレントミ
ラー回路装置の回路図である。このMOS集積回路のカ
レントミラー回路装置は、N型MOSトランジスタQ6
のゲート及びQ7のゲートを各々MOSトランジスタQ
6のドレイン端子T3に接続し、N型MOSトランジス
タQ6及びQ7のソースを接地し、N型MOSトランジ
スタQ6及びQ7のドレインを各々ドレイン端子T3及
びT4に接続している。
【0004】N型MOSトランジスタにおいて、ドレイ
ン電流をID 、ゲート電位をVGS、ドレイン電位を
DS、しきい値電圧をVTN、電子の移動度をμN 、ゲー
ト酸化膜容量をCOX、ゲート幅をW、ゲート長をLとし
たときドレイン電流ID が定常値となる領域(飽和領
域)、すなわちVDS≧VGS−VTNのとき、ドレイン電流
D はつぎの数1で表される。
【0005】
【数1】ID =μN OXW(VGS−VTN2 /2L 図3のMOS集積回路のカレントミラー回路装置を構成
するN型MOSトランジスタQ6とQ7のゲート電位は
同装置の構成から同電位である。またここでは、N型M
OSトランジスタQ6及びQ7のしきい値電圧,ゲート
酸化膜容量,ゲート長を同一に構成してあり、電子の移
動度は一定値である。したがって、数1より、N型MO
SトランジスタQ6のドレイン電流すなわちドレイン端
子T3の電流値(以下「IT3」と称す)と、N型MOS
トランジスタQ7のドレイン電流すなわちドレイン端子
T4の電流値(以下「IT4」と称す)との比(以下「ミ
ラー比」と称す)は、N型MOSトランジスタQ6のゲ
ート幅(以下「WQ6」と称す)とN型MOSトランジス
タQ7のゲート幅(以下「WQ7」と称す)との比で表さ
れることは明らかである。なお、ここではミラー比IT3
/IT4を2/3に設定するために、N型MOSトランジ
スタQ7のゲート幅WQ7をN型MOSトランジスタQ6
のゲート幅WQ6の3/2倍に設計してある。
【0006】図4(a) は図3に示すMOS集積回路のカ
レントミラー回路装置の平面概要図、図4(b) は図4
(a) のC−C′線の断面略図、図4(c) は図4(a) のD
−D′線における断面略図である。この図4において、
1はN型半導体基板であり、このN型半導体基板1には
N型半導体基板1と反対導電型のP型拡散層2が形成さ
れ、さらにP型拡散層2と反対導電型のしきい値制御用
のN型拡散層3及びソース・ドレイン領域のN型拡散層
4が形成され、さらにゲート領域には誘電酸化膜5が形
成され、トランジスタ領域以外には素子分離酸化膜6が
形成されている。ソース・ドレイン領域のN型拡散層4
の間には誘電酸化膜5上にゲート電極Q6G及びQ7G
を形成し、さらに絶縁膜7を形成している。ソース・ド
レイン領域のN型拡散層4は接合孔8を介して導体1
2,13,14に接続されている。導体12はドレイン
端子T3及びN型MOSトランジスタQ6及びQ7のゲ
ート電極Q6G及びQ7Gに接続され、導体13は接地
され、導体14はドレイン端子T4に接続されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、素子分離酸化膜6は熱酸化処理によって形
成されるがこの際、素子分離酸化膜6がソース・ドレイ
ン領域のN型拡散層4の端部に浸入し、N型拡散層4が
縮小する。この浸入によるソース・ドレイン領域のN型
拡散層4の縮小幅はMOS集積回路ではほぼ一定とみな
せることから、この縮小幅をWl とすると、N型MOS
トランジスタQ6のゲート幅はWQ6−Wl 、N型MOS
トランジスタQ7のゲート幅はWQ7−Wl となる。上記
したようにミラー比IT3/IT4はN型MOSトランジス
タQ6およびQ7のゲート幅の比として表されるから、
ミラー比IT3/IT4は数2で表され、実際のMOS集積
回路のカレントミラー回路装置のミラー比IT3/IT4
設計値2/3と異なる値となる。
【0008】
【数2】 IT3/IT4=(WQ6−Wl )/(WQ7−Wl ) =(WQ6−Wl )/(3WQ6/2−Wl ) すなわち、実際のMOS集積回路のカレントミラー回路
装置のミラー比が設計値とは異なり、その結果、MOS
集積回路において動作不良等の不具合を引きおこす場合
があった。
【0009】この発明は、設計値どおりのミラー比が得
られるMOS集積回路のカレントミラー回路装置を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明のMOS集積回
路のカレントミラー回路装置は、任意個数のMOSトラ
ンジスタを並列に接続した第1のトランジスタ群と、任
意個数のMOSトランジスタを並列に接続した第2のト
ランジスタ群とを備え、第1のトランジスタ群のゲート
と第2のトランジスタ群のゲートとを接続し、第1およ
び第2のトランジスタ群のゲート長を同一とし、かつ、
第1および第2のトランジスタ群のゲート幅を同一とし
ている。
【0011】
【作用】この発明の構成によれば、全てのMOSトラン
ジスタのゲート幅およびゲート長が全て同一に設計され
ているため、素子分離酸化膜の広がりによってゲート幅
が縮小してもその縮小率は全てのMOSトランジスタに
おいて同一である。したがって、第1のトランジスタ
群,第2のトランジスタ群のそれぞれを構成するMOS
トランジスタの個数によりミラー比を設定することがで
き、素子分離酸化膜の広がりによるMOSトランジスタ
のゲート幅の縮小の影響を受けることなく設計値どおり
のミラー比が得られる。
【0012】
【実施例】以下この発明の一実施例のMOS集積回路の
カレントミラー回路装置について図面を参照しながら説
明する。図1はこの発明の一実施例を示すMOS集積回
路のカレントミラー回路装置の回路図である。このMO
S集積回路のカレントミラー回路装置を構成するN型M
OSトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5は全て
同じゲート幅(以下「W A 」と称す)とゲート長で設計
され、N型MOSトランジスタQ1とQ2を並列に接続
し(第1のトランジスタ群)、同様にN型MOSトラン
ジスタQ3とQ4とQ5を並列に接続し(第2のトラン
ジスタ群)、全てのソースを接地し、全てのゲートをド
レイン端子T1に接続し、N型MOSトランジスタQ
1,Q2のドレインをドレイン端子T1に接続し、N型
MOSトランジスタQ3,Q4,Q5のドレインをドレ
イン端子T2に接続している。
【0013】ドレイン端子T1の電流値(以下「IT1
と称す)はN型MOSトランジスタQ1とQ2が並列に
接続されているからN型MOSトランジスタQ1とQ2
のドレイン電流の和となり、ドレイン端子T2の電流値
(以下「IT2」と称す)は同様にしてN型MOSトラン
ジスタQ3とQ4とQ5のドレイン電流の和となる。こ
こでは、ミラー比IT1/IT2を2/3に設定するため
に、第1のトランジスタ群を2個のN型MOSトランジ
スタQ1,Q2で構成し、第2のトランジスタ群を3個
のN型MOSトランジスタQ3,Q4,Q5で構成して
いる。
【0014】図2(a) は図1に示すMOS集積回路のカ
レントミラー回路装置の平面概要図、図2(b) は図2
(a) のA−A′線の断面略図、図2(c) は図2(a) のB
−B′線の断面略図である。この図2において、1〜8
は図4に示す従来例と同じである。Q1G,Q2G,Q
3G,Q4G,Q5Gは各々N型MOSトランジスタQ
1,Q2,Q3,Q4,Q5のゲート電極であり、ソー
ス・ドレイン領域のN型拡散層4は接合孔8を介して導
体10,11,12に接続されている。導体9はドレイ
ン端子T1及びN型MOSトランジスタQ1,Q2,Q
3,Q4,Q5のゲートに接続され、導体10は接地さ
れ、導体11はドレイン端子T2に接続されている。
【0015】上記構成において、従来例と同様に素子分
離酸化膜6がその形成時に、ソース・ドレイン領域のN
型拡散層4に従来例と同一幅浸入したとき、ゲート幅及
びゲート長が全て同じN型MOSトランジスタQ1,Q
2,Q3,Q4,Q5のゲート幅の設計値をWA とする
と、実際のMOS集積回路上では、N型MOSトランジ
スタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5のゲート幅はWA
l となる。またN型MOSトランジスタQ1,Q2,
Q3,Q4,Q5は、しきい値電圧,ゲート酸化膜容量
を同一に構成してあり、数1より、N型MOSトランジ
スタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5のドレイン電流は全
て同一な値(以下「IA 」と称す)となる。
【0016】したがって、N型MOSトランジスタQ1
とQ2が並列に接続され、N型MOSトランジスタQ3
とQ4とQ5が並列に接続されたこの実施例では、ドレ
イン端子T1の電流値はIA ×2、ドレイン端子T2の
電流値はIA ×3となり、実際のMOS集積回路上のミ
ラー比はIT1/IT2=(IA ×2)/(IA ×3)=2
/3となり、素子分離酸化膜6の広がりによるソース・
ドレイン領域のN型拡散層4の縮小にともなうミラー比
の変化を発生せず、設計値と同等なミラー比を得ること
ができる。
【0017】以上のようにこの実施例によれば、全ての
MOSトランジスタQ1〜Q5のゲート幅およびゲート
長が全て同一に設計されているため、素子分離酸化膜6
の広がりによってゲート幅が縮小してもその縮小率は全
てのMOSトランジスタにおいて同一である。したがっ
て、第1のトランジスタ群,第2のトランジスタ群のそ
れぞれを構成するMOSトランジスタの個数によりミラ
ー比を設定することができ、素子分離酸化膜6の広がり
によるゲート幅の縮小の影響を受けることなく設計値ど
おりのミラー比が得られる。
【0018】なお、この実施例では、N型MOSトラン
ジスタQ1,Q2,Q3,Q4,Q5を用いたが、P型
MOSトランジスタでも構成できることは言うまでもな
い。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、全ての
MOSトランジスタのゲート幅およびゲート長が全て同
一に設計されているため、素子分離酸化膜の広がりによ
ってゲート幅が縮小してもその縮小率は全てのMOSト
ランジスタにおいて同一である。したがって、第1のト
ランジスタ群,第2のトランジスタ群のそれぞれを構成
するMOSトランジスタの個数によりミラー比を設定す
ることができ、素子分離酸化膜の広がりによるMOSト
ランジスタのゲート幅の縮小の影響を受けることなく設
計値どおりのミラー比が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のMOS集積回路のカレン
トミラー回路装置の回路図である。
【図2】(a) は図1に示すMOS集積回路のカレントミ
ラー回路装置の平面概要図、(b) は(a) のA−A′線の
断面略図、(c) は(a) のB−B′線の断面略図である。
【図3】従来のMOS集積回路のカレントミラー回路装
置の回路図である。
【図4】(a) は図3に示すMOS集積回路のカレントミ
ラー回路装置の平面概要図、(b) は(a) のC−C′線の
断面略図、(c) は(a) のD−D′線の断面略図である。
【符号の説明】
Q1,Q2 N型MOSトランジスタ(第1の
トランジスタ群) Q3,Q4,Q5 N型MOSトランジスタ(第2の
トランジスタ群)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意個数のMOSトランジスタを並列に
    接続した第1のトランジスタ群と、任意個数のMOSト
    ランジスタを並列に接続した第2のトランジスタ群とを
    備え、 前記第1のトランジスタ群のゲートと前記第2のトラン
    ジスタ群のゲートとを接続し、前記第1および第2のト
    ランジスタ群のゲート長を同一とし、かつ、前記第1お
    よび第2のトランジスタ群のゲート幅を同一としたMO
    S集積回路のカレントミラー回路装置。
JP3253482A 1991-10-01 1991-10-01 Mos集積回路のカレントミラー回路装置 Pending JPH0595233A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094571A (ja) * 2007-10-03 2009-04-30 Toshiba Corp 半導体集積回路
JP2009231780A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Toshiba Corp 半導体装置
JP2011086813A (ja) * 2009-10-16 2011-04-28 Renesas Electronics Corp バイアス回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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