JPH06162790A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JPH06162790A
JPH06162790A JP4313773A JP31377392A JPH06162790A JP H06162790 A JPH06162790 A JP H06162790A JP 4313773 A JP4313773 A JP 4313773A JP 31377392 A JP31377392 A JP 31377392A JP H06162790 A JPH06162790 A JP H06162790A
Authority
JP
Japan
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transistor
data
semiconductor circuit
reset
reset transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4313773A
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English (en)
Inventor
Kazuya Kubo
加寿也 久保
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は蓄積された電荷を放電させるリセッ
トトランジスタを含む半導体回路に関し、耐カップリン
グ雑音性を向上させることを目的とする。 【構成】 入来するデータを容量に電荷で蓄積し、該電
荷を出力データとして出力する駆動トランジスタT
1 と、この出力データに応じて該出力データを他の回路
に伝達する伝達トランジスタT3 と、蓄積されたデータ
をリセットするリセットトランジスタT1 とにより構成
する。この場合、リセットトランジスタT1 のしきい値
電圧を、駆動トランジスタT2 及び伝達トランジスタT
3 のしきい値電圧よりも高く設定して、該リセットトラ
ンジスタT1 のコンダクタンスを小とする構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄積された電荷を放電
させるリセットトランジスタを含む半導体回路に関す
る。
【0002】近年、リセットトランジスタを含む半導体
回路は、例えば固体撮像素子のシフトレジスタに使用さ
れる。固体撮像素子は画素数の増加に加え、チップの小
型化、低消費電力と共に耐雑音性が求められている。そ
れに伴いラインアドレス型固体撮像素子ではシフトレジ
スタも小型で低消費電力、耐雑音性の高い必要がある。
【0003】
【従来の技術】従来、蓄積された電荷を放電させるリセ
ットトランジスタを含む半導体回路には、例えば固体撮
像素子等に使用されるシフトレジスタがある。
【0004】このシフトレジスタは、近年nチャネルM
OSトランジスタのみで構成できるようになってきてお
り、小型にすることができると共に、CMOS構成並の
低消費電力で動作させることができるものである。
【0005】そこで、シフトレジスタについて、図3
に、従来回路の回路図を示す。
【0006】図3において、端子10a,10b,10
cには例えばHレベル期間が1/6 周期で互いに位相が1/
3 周期遅れた関係のシフトクロックφ1 ,φ2 ,φ3
入来し、端子11は電源VS に接続され、端子12にデ
ータφDTが入来する。
【0007】シフトレジスタの各ビットはnチャネルM
OSトランジスタT1 ,T2 ,T3で構成されている。
第1ビットでは、クロックφ2 のHレベル期間にトラン
ジスタT1 が導通してトランジスタT2 のゲート・ソー
ス間容量が放電されてトランジスタT2 のゲートは電圧
S つまりLレベルにリセットされる。次にクロックφ
2 がLレベルとなると、端子12よりnチャネルMOS
トランジスタT0 を通して供給されるデータφDTがHレ
ベルのときにトランジスタT2 のゲート・ソース間容量
が充電されて蓄積され、蓄積されたデータφDTがHレベ
ルのときにシフトクロックφ1 のHレベル期間にトラン
ジスタT2 が導通して、トランジスタT 2 のソースがH
レベル(又はLレベル)となる。これが出力データφ
out1としてトランジスタT3 から第2ビットに供給され
ると共に、出力端子13より負荷つまり固体撮像素子の
第1ラインの複数のトランジスタのゲートが接続された
信号線に供給される。
【0008】この場合、3個のトランジスタT1 〜T3
は、基本動作が同じであり、製造工程を簡略する点か
ら、これらの3個のトランジスタT1 〜T3 のしきい値
電圧を同じに形成されている。
【0009】そこで、図4に、図3の動作パルス波形の
タイムチャートを示す。図3に示すように、シフトレジ
スタを駆動するためには4種類のパルスφDT,φ1 〜φ
3 が用いられ、特にこの内3種類のパルスは常時論理値
が変化している。そのため、これらのパルスは素子の内
外で線間容量(浮遊容量)により干渉して、図4に示す
ように駆動波形にカップリング雑音を発生させる。
【0010】ここで、図5に、図3のトランジスタT1
のゲート電圧を説明するための図を示す。上述のよう
に、3個のトランジスタは同じしきい値電圧で設定され
ることから、出力データφDTを出力するトランジスタT
2 の関係から、全体のしきい値電圧を高く設定すること
ができない。
【0011】従って、図5に示すように、リセット用の
トランジスタT1 のしきい値電圧Aがカップリング雑音
のパルスの波高値Bより低くなる場合が多い。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、固体撮像素子
の画素数の増加に伴うシフトレジスタのビット数の増加
等により、チップ内の配線が長くなったり、素子の高密
度化に伴う配線間距離の縮小のために線間容量が増加し
てカップリング雑音が増加し、また素子の微細化により
データを蓄積するための容量が小さくなり耐カップリン
グ雑音性が低くなる。このカップリング雑音による誤動
作が主にリセット用のトランジスタで生じる。
【0013】すなわち、本来ゲート電圧がローレベルを
維持しているべき時にカップリング雑音により、瞬間的
に電位が上昇する。この時このビットでデータ(電荷)
保持がされていると、データとしての電位が低下する。
場合によってはデータが消滅し、データがないのと同じ
状態になり、シフトレジスタのカップリング雑音による
誤動作を生じるという問題がある。
【0014】これは、シフトレジスタに限らず、蓄積さ
れた電荷を放電させるリセット用のトランジスタを含む
半導体回路に、同様に生じる問題でもある。
【0015】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、耐カップリング雑音性を向上させる半導体回路
を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題は、所定役割の
複数のトランジスタで構成されて入来するデータを容量
に電荷で蓄積し、該蓄積された電荷を出力端子より出力
データとして出力した後、残留電荷を放電させるリセッ
トトランジスタを含む半導体回路において、前記リセッ
トトランジスタのコンダクタンスを、他の前記トランジ
スタのコンダクタンスより小に設定することにより解決
される。
【0017】
【作用】上述のように、例えばシフトレジスタのような
リセットトランジスタを含む半導体回路で、リセットト
ランジスタのコンダクタンスを、他に構成されるトラン
ジスタのコンダクタンスより小に設定される。すなわ
ち、他のコンダクタンスを駆動するときに生じる容量カ
ップリングによりノイズパルスが発生しても、該リセッ
トトランジスタが誤動作することがなく、耐カップリン
グ雑音性を向上させることが可能となる。
【0018】
【実施例】図1に、本発明の一実施例の回路図を示す。
図1において半導体回路1は、nチャネルMOS型のト
ランジスタT1 〜T3 により構成される。このうちトラ
ンジスタT1 はリセットトランジスタ、トランジスタT
2 は駆動トランジスタ、T 3 は伝達トランジスタであ
り、リセットトランジスタT1 のコンダクタンスが、他
の駆動トランジスタT2 及び伝達トランジスタT3 のコ
ンダクタンスより小に設定される。
【0019】駆動トランジスタT2 は、ゲート部分に入
来するデータが容量に電荷Qで所定量蓄積され、駆動パ
ルスφ1 により所定量蓄積された電荷Qを出力データφ
outとして出力端子(図示せず)より出力する。
【0020】伝達トランジスタT3 は、駆動トランジス
タT2 の出力データφout に応じて、スイッチングして
他の回路に該出力データφout を伝達する。
【0021】リセットトランジスタT1 は、駆動トラン
ジスタT2 の出力データφout の出力後に、残留電荷を
リセットパルスφ2 により電源VS に放電するものであ
る。このリセットトランジスタT1 のコンダクタンスを
駆動トランジスタT2 及び伝達トランジスタT3 のコン
ダクタンスより小とする方法として、しきい値電圧を高
く設定するものである。
【0022】ここで、図2に、図1のトランジスタT1
のゲート電圧を説明するための図を示す。図2は、トラ
ンジスタT1 のゲート電圧−ドレイン電流の特性を示し
たもので、トランジスタT1 のしきい値電圧Aが駆動ト
ランジスタT2 及び伝達トランジスタT3 より高く設定
されて、カップリングパルスの波高値Bより高くなって
いるものである。
【0023】このような半導体回路では、リセットパル
スφ2 の波形には線間容量により、駆動パルスφ1 の電
位が変化するときにスパイク状の波形が加わる(図4参
照)。このとき、スパイクの電圧(ハイレベルの電圧)
よりリセットトランジスタT 1 のしきい値電圧が高けれ
ば、リセットトランジスタT1 はONしないことにな
る。すなわち、スパイクの電圧(波高値B)をV1 とす
ると、リセットトランジスタT1 のしきい値電圧Vth
th>V1 と設定すればよい。
【0024】ところで、データが電荷として蓄積されて
おり、駆動トランジスタT2 のドレインにパルスが印加
されたときには、駆動トランジスタT2 のゲート電圧は
しきい値電圧より高くなければならず、この高い分が動
作余裕マージンとなる。このマージンがあると、Vth
1 であっても半導体回路が誤動作を生じない場合もあ
る。
【0025】回路内に蓄えられたデータ(電荷)量は通
常マージンをもっており、回路が誤動作しないための最
小のデータ電荷量をQmin ,スパイク雑音が加わらない
時に蓄えられるデータ電荷量をQとすると、リセットト
ランジスタT1 のドレイン電流Iが駆動パルスφ1 の電
圧Vとしきい値電圧の関数として、I=f(V,Vth
とあらわされる。スパイク雑音によるもれ電荷はQ1e
∫Idtであるから、Q−Q1e>Qmin を満たすVth
あればよい。
【0026】このように、リセットトランジスタT1
しきい値電圧Vthを設定することにより、耐カップリン
グ雑音性の向上を図ることができ、回路の誤動作を防止
することができる。
【0027】なお、リセットトランジスタT1 の他に、
駆動トランジスタT2 及び伝達トランジスタT3 のコン
ダクタンスを小さくすると、駆動電圧を高くしなければ
ならず、カップリング雑音が増加することになる。従っ
て、リセットトランジスタT 1 のみのコンダクタンスを
小とする必要がある。
【0028】そこで、このような半導体回路1を1ビッ
トとして複数設けることで、シフトレジスタの半導体回
路が構成される。この場合の回路構成自体は図3と同様
であり、リセットトランジスタT1 のコンダクタンスが
小に設定されるものである。これにより、リセットトラ
ンジスタT1 がカップリング雑音でON状態になること
を抑制することができ、シフトレジスタの誤動作を防止
することができる。
【0029】ところで、上述の半導体回路において、リ
セットトランジスタT1 のコンダクタンスを小さく設定
する手段としてしきい値電圧を高く設定する場合を示し
たが、これに限らず、例えばリセットトランジスタT1
のチャネル長とチャネル幅の比を小に設定してもコンダ
クタンスを小さくすることができるものである。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、リセット
トランジスタのコンダクタンスを他に構成されるトラン
ジスタのコンダクタンスより小に設定することにより、
容量カップリングによりノイズパルスが発生しても回路
が誤動作することがなく耐カップリング雑音性を向上さ
せることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】図1のトランジスタT1 のゲート電圧を説明す
るための図である。
【図3】従来回路の回路図である。
【図4】図3の駆動パルス波形のタイムチャートであ
る。
【図5】図3のトランジスタT1 のゲート電圧を説明す
るための図である。
【符号の説明】
1 半導体回路 10a〜10c,11,12 端子 13 出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定役割の複数のトランジスタ(T0
    3 )で構成されて入来するデータを容量に電荷で蓄積
    し、該蓄積された電荷を出力端子(13)より出力デー
    タとして出力した後、残留電荷を放電させるリセットト
    ランジスタ(T1 )を含む半導体回路において、 前記リセットトランジスタ(T1 )のコンダクタンス
    を、他の前記トランジスタ(T0 〜T3 )のコンダクタ
    ンスより小に設定することを特徴とする半導体回路。
  2. 【請求項2】 入来するデータを容量に蓄積し、駆動ク
    ロックの入来時に上記蓄積したデータに応じてスイッチ
    ングしデータを出力端子(13)より出力する駆動トラ
    ンジスタ(T2 )と、 上記駆動トランジスタの出力データに応じてスイッチン
    グして上記出力データを次段に伝達する伝達トランジス
    タ(T3 )と、 上記容量に蓄積されたデータをリセットするリセットト
    ランジスタ(T1 )とで各ビットを構成した半導体回路
    において、 前記リセットトランジスタ(T1 )のコンダクタンス
    を、前記駆動トランジスタ(T2 )及び前記伝達トラン
    ジスタ(T3 )のコンダクタンスより小に設定すること
    を特徴とする半導体回路。
  3. 【請求項3】 前記リセットトランジスタ(T1 )のし
    きい値電圧を、前記駆動トランジスタ(T2 )及び前記
    伝達トランジスタ(T3 )より高くして、前記コンダク
    タンスを小とすることを特徴とする請求項2記載の半導
    体回路。
  4. 【請求項4】 前記リセットトランジスタ(T1 )のし
    きい値を、前記駆動トランジスタ(T2 )及び前記伝達
    トランジスタ(T3 )を駆動するパルス印加時に生じる
    容量カップリングにより発生するパルスの波高値より高
    く設定することを特徴とする請求項3記載の半導体回
    路。
  5. 【請求項5】 前記リセットトランジスタ(T1 )の、
    チャネル長に対するチャネル幅の比を前記駆動トランジ
    スタ(T2 )及び前記伝達トランジスタ(T 3 )より小
    として前記コンダクタンスを小とすることを特徴とする
    請求項2記載の半導体回路。
JP4313773A 1992-11-24 1992-11-24 半導体回路 Withdrawn JPH06162790A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6203446B1 (ja) * 2006-08-31 2017-09-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

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Effective date: 20000201