JPH06120790A - スタンバイフラグ回路 - Google Patents

スタンバイフラグ回路

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JPH06120790A
JPH06120790A JP4264724A JP26472492A JPH06120790A JP H06120790 A JPH06120790 A JP H06120790A JP 4264724 A JP4264724 A JP 4264724A JP 26472492 A JP26472492 A JP 26472492A JP H06120790 A JPH06120790 A JP H06120790A
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JP
Japan
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power supply
gate
nmos
supply voltage
channel mosfet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4264724A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Furuki
勉 古木
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧が急激に立ち上がる時MOSFET
のゲ−トドレイン間容量による誤動作を防止する。 【構成】 チャンネル長が長い低VTNMOS20のゲ
−トに抵抗50,51により電源を分圧した電圧を印加
させる。電源を急激に立ち上げた時に、低VTNMOS
20のゲ−トトレイン間容量によるドレイン端子の浮き
上がりが防止され、誤動作を起きない。また、抵抗5
0、51と直列に接続したNMOS201により消費電
力を抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスタンバイフラグ回路に
関し、特に半導体集積回路のスタンバイフラグ回路のフ
ラグにおけるセットおよびリセット信号発生回路に関す
るものである。
【0002】スタンバイフラグ回路とは、電源電圧がR
AMセルの保持電圧未満から同じ基板上に共存する他の
半導体回路の動作電圧まで上昇する時にフラグをセット
あるいはリセットし、また電源電圧がRAMセルの保持
電圧以上から上昇する時はフラグを保持するためのもの
である。
【0003】従来のスタンバイフラグ回路を図5に示し
た。この回路では、しきい値を特別に高く設定するPチ
ャネル型MOSFET10(以下「高VT PMOS」と
いう。)と、しきい値を特別に低く設定するNチャネル
型MOSFET20(以下「低VT NMOS」とい
う。)を、電源1とGND2との間に直列接続してい
る。また高VT PMOS10のゲートをGND2に、低
VT NMOS20のゲートを電源1にそれぞれ接続して
いる。更に、高VT PMOS10と低VT NMOS20
との接続点である節点Aをインバータ30の入力側に接
続し、更にフリップフロップ40の入力側に接続してい
る。
【0004】ここで、後述する理由により、高VT PM
OS10のしきい値によって節点Aの反転電圧が決ま
る。よって、高VT PMOS10のしきい値を、RAM
の保持電圧の規格値以下でかつRAMの保持電圧の実力
値以上に設定する必要がある。即ち、例えば、RAMの
保持電圧の規格値が2.0V、RAMの保持電圧の実力
値が1.2Vならば、高VT PMOS10のしきい値は
1.6V程度に設定する。更に低VT NMOS20は、
ゲート・ソース間電圧が0Vでもオン状態にさせる必要
があるため、しきい値は0V程度に設定する。高VT P
MOSと低VT NMOSは、Nウェル濃度が5×1016
cm-3、P基板濃度が1×1016cm-3程度であり、し
きい値制御イオン注入を行なわなければ拡散工程の増加
なしに得ることができる。また、インバータ30やフリ
ップフロップ40を構成する通常のNMOS及びPMO
Sは、しきい値制御イオン注入を行うことにより、それ
ぞれ0.8V, −0.8Vのしきい値に設定することが
できる。
【0005】以上のように各トランジスタのしきい値を
設定した状態において、電源電圧の立ち上げた時にフリ
ップフロップ40の出力がセットされるまでの回路動作
を次に説明する。尚、低VT NMOS20の電流駆動能
力は、高VT PMOS10の電流駆動能力と比較して著
しく小さく設定される。図6において、電源電圧が0か
ら1.6Vまでは低VT NMOS20がオンし高VT P
MOS10がオフしているため、節点Aはロウレベルを
維持する。電源電圧が1.6Vを越えた場合には、高V
T PMOS10がオンするが、高VT PMOS10が低
VT NMOS20より電流駆動能力が大きいため、節点
Aはハイレベルにスイッチングする。このように、節点
Aは高VT PMOS10のしきい値によってその反転電
圧が決まる。
【0006】節点Bは、電源電圧が0〜0.8Vの間
は、インバータ30を構成するPMOS及びNMOSが
共にオフしているので、不定なレベルとなる。0.8V
を越えた場合には、節点Aがロウレベルのためインバー
タ30のPMOSがオンし、このためハイレベルにスイ
ッチングする。さらに電源電圧が1.6Vを越えると節
点Aが反転するために、節点Bも反転してロウレベルへ
スイッチングする。
【0007】このように電源電圧が0.8Vから1.6
Vへ立ち上る間にフリップフロップ40のセット信号入
力端子5にはハイレベルの信号が入力される。よって、
リセット信号入力端子3が電源の立ち上り時は常にロウ
レベルになるように設定すれば、フリップフロップ40
の出力がハイレベルにセットされる。尚、以上はフリッ
プフロップ40の出力をハイレベルにセットする場合に
ついて説明したが、フリップフロップ40の出力の取り
出し方によっては、ロウレベルへのリセットも可能であ
る。また、電源電圧が1.6V以上から立ち上る時は、
図6の通りセット信号が発生しないため、フリップフロ
ップ40の出力は保持状態となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のス
タンバイフラグ回路では、節点Aの反転電圧を高VT P
MOS10のしきい値と同じにするため、並びに他の半
導体回路の動作時に電源の消費電流を抑えるために、低
VT NMOS20の電流駆動能力を著しく小さくしてい
る。電流駆動能力を小さくするためには通常はチャネル
幅を小さくしかつチャネル長を大きくする構造が採られ
る。特にチャネル長は1000μm又はそれ以上に設定
される場合があり、このため低VT NMOS20のゲ−
ト・ドレイン間には図5に示したような大きなゲ−ト・
ドレイン間容量70が寄生してしまう。
【0009】そしてこのゲ−ト・ドレイン間容量70に
より、電源が急峻に立ち上るとカップリングにより節点
Aも同時に立ち上ってしまい、またインバータ30によ
り節点Bはロウレベルを維持しつづけてしまう。そのた
めフリップフロップ40のセット信号入力端子へハイレ
ベルが印加されることがなく、フリップフロップ40の
出力はロウレベルから反転しないという誤動作が生じて
いた。このような誤動作した時の波形図は図7の通り
で、節点Aはほとんど電源電圧に等しく、節点Bはロウ
レベルのままである。
【0010】本発明の課題は、電源電圧が急峻に立ち上
った時でもゲート・ドレイン間の容量のカップリング効
果を抑えることができ、このため誤動作を防止すること
ができ、また、正常動作可能な電源電圧時間変化率の最
大値を従来に比べて大きくすることができるスタンバイ
フラグ回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Pチャ
ネル型MOSFETのソースを電源に、第1のNチャネ
ル型MOSFETのソースをGNDにそれぞれ接続し、
前記Pチャネル型MOSFETのドレインと前記第1の
Nチャネル型MOSFETのドレインを共通接続し、ま
た直列接続した2つの抵抗の一端を電源に他端を第2の
Nチャネル型MOSFETのドレインにそれぞれ接続
し、前記第2のNチャネル型MOSFETのソースをG
NDへ接続し、前記2つの抵抗の接続点を前記第1のN
チャネル型MOSFETのゲートに接続し、前記Pチャ
ネル型MOSFETと前記第1のNチャネル型MOSF
ETとの接続点をインバータの入力へ接続し、前記イン
バータの出力を前記第2のNチャネル型MOSFETの
ゲートへ接続し、前記第2のNチャネル型MOSFET
のゲートと電源との間に容量を接続した回路を有するこ
とを特徴とするスタンバイフラグ回路が得られる。
【0012】また、本発明によれば、前記スタンバイフ
ラグ回路において、前記2つの抵抗に代えてPチャネル
型MOSFETとNチャネル型MOSFETを用い、ま
た前記容量を用いないことを特徴とするスタンバイフラ
グ回路が得られる。
【0013】
【実施例】以下に本発明に実施例を説明する。図1に本
発明の第一実施例のスタンバイフラグ回路を示した。上
記した従来例のスタンバイフラグ回路との相違点は、電
源1とGND2との間に2つの抵抗50, 51とNMO
S21を直列接続した点、2つの抵抗50, 51の接続
点を低VT NMOS20のゲートへ接続した点、NMO
S21のゲートをインバータ30の出力に接続した点、
NMOS21のゲートと電源1との間に容量60を接続
した点であり、その他の構成は従来例と同様である。
【0014】ここで、2つの抵抗50, 51の比を、例
えば抵抗50を5、抵抗51を1の比に選択1、またN
MOS21のオン抵抗は2つの抵抗50, 51に比較し
て無視できるようにチャネル幅を大きく設計する。この
ようにすると、NMOS21がオンしている時、低VT
NMOSのゲートへは電源電圧の1/6が印加すること
になる。また、NMOS21のしきい値VT は、インバ
ータ30を構成するNMOSと同じ0.8Vに設定され
る。他のトランジスタについては、従来例の説明で用い
たしきい値と同じと考える。更に、容量60は節点Bの
寄生容量に比較して十分大きいものとする。
【0015】以上の条件を前提として、第1実施例のス
タンバイフラグ回路の動作について図2を用いて説明す
る。電源電圧が0Vから0.8Vまで上昇する時を考え
ると、節点Bは容量60により、ほぼ電源電圧と同じ電
圧となる。また節点Cは、NMOS21がオフ状態なの
で、電源電圧と同じ電圧となる。更に節点Aは、電源電
圧が急峻に立ち上ると、低VT NMOS20のゲート・
ドレイン間容量70によりほぼ電源電圧と同じ電圧とな
る。
【0016】次に電源電圧が0.8Vを越えた場合に
は、節点Bも0.8Vを越えるため、NMOS21がオ
ン状態になる。NMOS21がオンすると、節点Cは電
源電圧の1/6まで降圧し、カップリングにより節点A
も電源電圧の1/6まで降圧する。更に電源電圧を上
げ、インバータ30を構成するPMOSのゲート・ソー
ス間電圧がしきい値を越えた場合、インバータ30の入
力はロウレベルのため、インバータ30の出力は確実に
ハイレベルを維持する。
【0017】電源電圧を更に1.6Vまで上昇させる
と、節点Cは電源電圧の時間変化率の1/6の変化率で
立ち上っていく。節点Cの時間変化率が電源電圧の1/
6なので、低VT NMOS20のゲート・ドレイン間容
量70のカップリング効果による節点Aの電位上昇がほ
とんどみられなくなる。次いで電源電圧が1.6Vを越
えると、高VT PMOS10がオンするが、低VT NM
OS20の電流駆動能力が高VT PMOS10に比較し
て著しく小さいため、節点Aはハイレベルにスイッチン
グする。節点Aがハイレベルにスイッチングすると、節
点Bはロウレベルとなるため、NMOS21がオフし、
節点Cが電源電圧と同じ電位まで上昇する。さらに電源
電圧を上昇させてもこの状態が維持される。この時、N
MOS21がオフ状態なので抵抗50, 51を流れる電
流は0となる。
【0018】以上の通り、本発明の第1実施例のスタン
バイフラグ回路では、電源電圧が0Vから1.6Vまで
はフリップフロップ40のセット信号入力端子へハイレ
ベルが入力される。このため、フリップフロップ40の
出力は、電源電圧を他の半導体回路の動作電圧まで昇圧
する間はハイレベルが維持されて正常に動作することが
判る。またこの第1実施例では抵抗50, 51の比を
5:1に選択したため、正常動作可能な電源電圧、時間
変化率の最大値が従来例と比べて6倍大きくなることが
判る。また、抵抗の比を上げることによって、さらに急
峻に電源電圧を立ち上げても正常動作が可能である。ま
た、抵抗50、51と直列に接続したNMOS21によ
り消費電流を抑えることができる。
【0019】図3に本発明の第2実施例のスタンバイフ
ラグ回路を示した。このスタンバイフラグ回路は、抵抗
50, 51をそれぞれPMOS11, NMOS22に置
き換えた点、並びに容量60を省いた点以外は、第1実
施例と同様な構成のものである。
【0020】この第2実施例では、PMOS11及びN
MOS22のしきい値は、それぞれ−0.8V, 0.8
Vである。このため、電源電圧が0Vから0.8Vまで
はPMOS11及びNMOS22は共にオフ状態とな
り、節点Cの電位はNMOS22のゲート・ソース間の
容量と節点Cの寄生容量で決まる電位になる。ここでN
MOS22のゲート・ソース間の容量を節点Cの寄生容
量の数分の一程度以下に設定すれば、図4の波形図に示
すように、電源電圧が0Vから0.8Vまでにおいて、
図2に示した第1実施例の場合と比べると、電位上昇が
数分の一程度に抑えられる。また、節点Bは容量60を
削除したため、不定となる。
【0021】次に電源電圧が0.8Vを越えて、インバ
ータ30を構成するPMOSのゲート・ソース間の電圧
がしきい値である−0.8Vを越えた場合、インバータ
30の出力はハイレベルになる。すると、節点CにはP
MOS11とNMOS22の電流駆動能力の比により、
電源1が分圧された電圧が印加される。他の動作は第一
実施例と同じなので省略する。そして本実施例では抵抗
をPMOSとNMOSに置き換えたことで、図1の容量
60を削除することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明のスタンバイフラグ回路は、電源
電圧が急峻に立ち上った時でもゲート・ドレイン間の容
量のカップリング効果を抑えることができ、このため誤
動作を防止することができ、また、正常動作可能な電源
電圧時間変化率の最大値を従来に比べて大きくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例のスタンバイフラグ回路の
回路図である。
【図2】図1のスタンバイフラグ回路の波形図である。
【図3】本発明の第二実施例のスタンバイフラグ回路の
回路図である。
【図4】図3のスタンバイフラグ回路の波形図である。
【図5】従来例のスタンバイフラグ回路の回路図であ
る。
【図6】図5の従来例のスタンバイフラグ回路の正常動
作時における波形図である。
【図7】図5の従来例のスタンバイフラグ回路の誤動作
時における波形図である。
【符号の説明】
1 電源 2 GND 3 リセット信号入力端子 4 フリップフロップ出力端子 5 セット信号入力端子 10 高VT PMOS 11 PMOS 20 低VT NMOS 21, 22 NMOS 30 インバータ 40 フリップフロップ 50, 51 抵抗 60 容量 70 ゲート・ドレイン間容量

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Pチャネル型MOSFETのソースを電
    源に、第1のNチャネル型MOSFETのソースをGN
    Dにそれぞれ接続し、前記Pチャネル型MOSFETの
    ドレインと前記第1のNチャネル型MOSFETのドレ
    インを共通接続し、また直列接続した2つの抵抗の一端
    を電源に他端を第2のNチャネル型MOSFETのドレ
    インにそれぞれ接続し、前記第2のNチャネル型MOS
    FETのソースをGNDへ接続し、前記2つの抵抗の接
    続点を前記第1のNチャネル型MOSFETのゲートに
    接続し、前記Pチャネル型MOSFETと前記第1のN
    チャネル型MOSFETとの接続点をインバータの入力
    へ接続し、前記インバータの出力を前記第2のNチャネ
    ル型MOSFETのゲートへ接続し、前記第2のNチャ
    ネル型MOSFETのゲートと電源との間に容量を接続
    した回路を有することを特徴とするスタンバイフラグ回
    路。
  2. 【請求項2】 前記2つの抵抗に代えてPチャネル型M
    OSFETとNチャネル型MOSFETを用い、また前
    記容量を用いないことを特徴とする請求項1記載のスタ
    ンバイフラグ回路。
JP4264724A 1992-10-02 1992-10-02 スタンバイフラグ回路 Withdrawn JPH06120790A (ja)

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JP4264724A JPH06120790A (ja) 1992-10-02 1992-10-02 スタンバイフラグ回路

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JP4264724A JPH06120790A (ja) 1992-10-02 1992-10-02 スタンバイフラグ回路

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JPH06120790A true JPH06120790A (ja) 1994-04-28

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JP4264724A Withdrawn JPH06120790A (ja) 1992-10-02 1992-10-02 スタンバイフラグ回路

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JP (1) JPH06120790A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000055319A (ko) * 1999-02-05 2000-09-05 김영환 하부워드라인구동장치
US6498523B1 (en) * 1995-10-19 2002-12-24 Compaq Information Technologies Group, L.P. Circuit for powering up a microprocessor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498523B1 (en) * 1995-10-19 2002-12-24 Compaq Information Technologies Group, L.P. Circuit for powering up a microprocessor
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