JPH0695751A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH0695751A
JPH0695751A JP5089689A JP8968993A JPH0695751A JP H0695751 A JPH0695751 A JP H0695751A JP 5089689 A JP5089689 A JP 5089689A JP 8968993 A JP8968993 A JP 8968993A JP H0695751 A JPH0695751 A JP H0695751A
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Ryoichi Hori
陵一 堀
Kiyoo Ito
清男 伊藤
Hitoshi Tanaka
田中  均
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the output impedance to stably maintain the internal voltage by applying the difference voltage between the internal voltage and a reference voltage to the control input of a negative feedback amplifying means. CONSTITUTION:A transistor TR Q is used instead of the resistor or in a conventional technique and varies the resistance value and has a function to improve the current driving capability of input of an output voltage VL. A control terminal voltage VG of the TR Q supplied from a circuit RF has such characteristic that it is changed by the change of an external supply voltage VCC. That is, the voltage VG turns on the TR Q at a point VP of the voltage VCC when the voltage VCC is gradually increased from 0V. Since the TR Q is always turned on when the voltage VCC is higher than VP, the execution inpedance of the whole of a fundamental circuit BL is reduced, and the ratio to an effective impedance R is reduced.

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に関し、
特に、外部電源電圧を半導体集積回路チップ内で電圧リ
ミッタを通して降下させ、その電圧をチップ内の微細ト
ランジスタに印加するための電圧リミッタに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
In particular, the present invention relates to a voltage limiter for dropping an external power supply voltage through a voltage limiter in a semiconductor integrated circuit chip and applying the voltage to a fine transistor in the chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイポーラあるいはMOSトランジスタ
などの素子微細化に伴う素子耐圧低下によって、集積回
路の動作電圧はそれにみあって低下させざるを得なくな
ってきている。しかしユーザからみると、使い易い5V
単一電源が望ましい。このような集積回路メーカとユー
ザの異なる要請に応える手段として、外部電源電圧VCC
をチップ内で降下させて、その降下させた電圧VLで微
細素子を動作させることが考えられる。
2. Description of the Related Art Due to the decrease in element withstand voltage due to the miniaturization of elements such as bipolar or MOS transistors, the operating voltage of integrated circuits has to be reduced accordingly. However, from the user's point of view, it is easy to use 5V
A single power supply is preferred. The external power supply voltage V CC is a means for responding to the different demands of the integrated circuit maker and the user.
It is conceivable to lower the voltage within the chip and operate the fine element with the lowered voltage V L.

【0003】図1はその一実施例で、たとえば入出力イ
ンターフェース回路を含むチップ10全体の回路A′
を、電圧リミッタ13で降下させた内部電源電圧VL
動作させる例である。尚、本例では、チップ全体がほぼ
同一寸法の素子で構成できる。
FIG. 1 shows an embodiment of the circuit, for example, a circuit A'of the entire chip 10 including an input / output interface circuit.
Is an example of operating with the internal power supply voltage V L dropped by the voltage limiter 13. In this example, the entire chip can be composed of elements having substantially the same size.

【0004】図2は、特願昭56−57143号で先に
出願したもので、チップ10の実質的集積密度を決定す
る回路Aには微細素子を用い、外部電源電圧VCCを電圧
リミッタ13により降下させた電圧VLで動作させた例
である。一方集積密度にそれほど寄与しないたとえば入
出力インターフェースを含む駆動回路Bには比較的大き
な寸法の素子を用いて、それにVCCを印加させて動作さ
せる例である。これによってチップ外部からみてVCC
動作する高集積回路(以下LSI)が可能となる。尚、
A,A′,Bの回路は、バイポーラトランジスタあるい
はC−MOSやN−MOSなどのMOSトランジスタの
いずれで構成されていてもよい。またこれら2種類のト
ランジスタが混在していてもよい。また通常動作点のV
CCとして必ずしも5Vにこだわる必要はなく、VCC
3.5V,VL=2.5Vなどというように設計の都合
によって任意に設定できることは明らかである。
FIG. 2 was previously filed in Japanese Patent Application No. 56-57143, in which a fine element is used for the circuit A that determines the substantial integration density of the chip 10, and the external power supply voltage V CC is set to the voltage limiter 13. This is an example of operating with the voltage V L lowered by. On the other hand, this is an example in which a relatively large size element is used for the drive circuit B including an input / output interface, which does not contribute so much to the integration density, and V CC is applied to it to operate. This enables a highly integrated circuit (hereinafter referred to as LSI) that operates at V CC when viewed from the outside of the chip. still,
The circuits A, A'and B may be composed of bipolar transistors or MOS transistors such as C-MOS and N-MOS. Further, these two types of transistors may be mixed. Also, the normal operating point V
It is not necessary to stick to 5V as CC , V CC =
Obviously, it is possible to arbitrarily set 3.5V, V L = 2.5V, etc. depending on the design.

【0005】ここでチップとは、メモリLSI,論理L
SI,あるいはその他のLSIが作りつけられた素片を
示す。すなわちメモリLSIでは、回路Aはメモリアレ
ーならびにその関連回路を、また論理LSIでは、たと
えばマイクロコンピュータのように各種ROMあるいは
RAMの領域のようにある種のセルの繰り返しで構成さ
れる領域などを示す。
Here, the chip means a memory LSI and a logic L.
Shows a piece in which SI or other LSI is built. That is, in a memory LSI, the circuit A indicates a memory array and its related circuits, and in a logic LSI, an area formed by repeating a certain type of cell such as an area of various ROMs or RAMs such as a microcomputer. .

【0006】上記の如き電圧リミッタ方式において、電
圧リミッタ回路の具体例が、特願昭56−57143号
あるいは特願昭56−168698号に記載されてい
る。しかし電圧リミッタからみた負荷の性質ならびに、
素子破壊を防止する電圧条件ならびにエージング電圧条
件と通常の動作電圧条件との関係、消費電力などを考慮
した具体例という意味では不十分であった。
In the above voltage limiter system, a concrete example of the voltage limiter circuit is described in Japanese Patent Application No. 56-57143 or Japanese Patent Application No. 56-168698. However, the characteristics of the load seen from the voltage limiter, and
It is insufficient in the sense of a concrete example in which the voltage condition for preventing element breakdown, the relationship between the aging voltage condition and the normal operating voltage condition, and the power consumption are taken into consideration.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、安定な内部電圧を供給する内部電圧発生手段を有す
る半導体集積回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit having an internal voltage generating means for supplying a stable internal voltage.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、MOSトラ
ンジスタを含む内部回路(A)と、チップ外部から供給さ
れる外部電源電圧(VCC)が印加され、該外部電源電圧が
増大する時、上記外部電源電圧が第1の電圧(Vp0)まで
は第1の変化率で変化し、上記第1の電圧から第2の電
圧(Vp1)までは第2の変化率で変化し、かつ上記第2の
電圧からは上記第2の変化率より大きい第3の変化率で
変化する内部電圧(VL)を出力し、該第3の変化率で変
化する上記内部電圧をテスト時に上記内部回路に印加可
能な内部電圧発生手段(13,BL,DCV1,DCV2)とをチップ内
部に具備してなり、上記内部電圧発生手段の上記内部電
圧(VL)と基準電圧(Vth(1)+・・・Vth(n))とに基づく
電圧を負帰還増幅手段(Ql)の制御入力に印加すること
によって、上記内部電圧を該負帰還増幅手段の出力から
比較的低い出力インピーダンスで発生することにより達
成される。
The above object is to provide an internal circuit (A) including a MOS transistor and an external power supply voltage (V CC ) supplied from the outside of the chip when the external power supply voltage increases. The external power supply voltage changes at a first rate of change up to a first voltage (Vp 0 ), changes at a second rate of change from the first voltage to a second voltage (Vp 1 ), and An internal voltage ( VL ) that changes at a third rate of change that is greater than the second rate of change is output from the second voltage, and the internal voltage that changes at the third rate of change becomes the internal voltage during testing. Internal voltage generating means (13, BL, DCV1, DCV2) that can be applied to the circuit are provided inside the chip, and the internal voltage ( VL ) of the internal voltage generating means and the reference voltage (Vth (1) + ... by applying a voltage based on Vth (n)) to the control input of the negative feedback amplifying means (Ql), This is achieved by generating with a relatively low output impedance from the output of the amplification means.

【0009】[0009]

【作用】内部電圧(VL)と基準電圧(Vth(1)+・・・Vth
(n))とに基づく電圧(差電圧)を負帰還増幅手段(Ql)の
制御入力に印加することによって、出力インピーダンス
を小さくでき、出力の負荷変動にかかわらず、内部電圧
(VL)を安定な値に設定することが可能となる。本発明
のその他の目的と特徴とは、以下の実施例から明らかと
なろう。
[Operation] Internal voltage ( VL ) and reference voltage (Vth (1) + ... Vth
By applying a voltage (difference voltage) based on (n)) to the control input of the negative feedback amplifying means (Ql), the output impedance can be reduced, and the internal voltage
It is possible to set ( VL ) to a stable value. Other objects and features of the present invention will be apparent from the following examples.

【0010】[0010]

【実施例】まず、VCCに対して各種のVL特性をもたせ
る電圧リミッタ回路形式とそれらの具体例を述べ、次に
電圧リミッタへの給電法ならびに大きな負荷を駆動する
のに好適な電圧リミッタ用バッファ回路について具体的
実施例を述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a description will be given of voltage limiter circuit types for giving various V L characteristics to V CC and specific examples thereof. Next, a voltage limiter suitable for driving a voltage limiter and a large load. A specific example of the buffer circuit for use will be described.

【0011】図3〜図6は、電圧リミッタ回路の基本概
念を示したものである。すなわち図3は、たとえばすで
に出願した特願昭56−168698号の第14図のR
3を可変にし、かつ出力電圧VLが入力される負荷に対す
る電流駆動能力を高めるために、トランジスタQを用い
たものである。ここでトランジスタQの制御端子電圧V
Gは、外部電源電圧VCCの変化に対して変化する特性を
もち、これは回路REFの出力電圧である。すなわち、
図4のように、VCCを0Vから徐々に増大させていった
場合、あるVCCの点VPでVGがトランジスタQをオンに
するものとする。このVP以上のVCCでは、Qは常にオ
ンになるから、基本回路BL全体の実効的インピーダン
スは低下し、したがって実効的インピーダンスRとの比
が変化し、図4のようにVP以上のVCCで領域の異なる
直線となる。ここでVGは、VP以上のVCCで0Vから急
激にある電圧に立ち上がる例を図4で示したが、VCC
0Vから変化させた場合に、VGは0Vから徐々に上昇
し、VP点でトランジスタQをオンにする電圧レベルに
なる特性でもよい。VGがあるVCC電圧以上で急激に立
ち上がる例は、特願昭56−168698号に示したよ
うに整流特性をもつ素子の縦続接続で回路REFを実現
できる。また除々に立ち上がる例は、単純な抵抗分割回
路で回路REFを実現できる。尚、図4VLのVCCに対
する係数は、RとトランジスタQの設計によって任意に
変えられる。
3 to 6 show the basic concept of the voltage limiter circuit. That is, FIG. 3 shows, for example, R of FIG. 14 of Japanese Patent Application No. 56-168698 filed already.
The transistor Q is used in order to make variable 3 and to increase the current driving capability for the load to which the output voltage V L is input. Here, the control terminal voltage V of the transistor Q
G has a characteristic that it changes with a change in the external power supply voltage V CC , which is the output voltage of the circuit REF. That is,
As shown in FIG. 4, when V CC is gradually increased from 0 V, it is assumed that V G turns on the transistor Q at a certain V CC point V P. In the V P above V CC, because Q is always turned on, the effective impedance of the entire basic circuit BL is reduced, thus the ratio of the effective impedance R is changed, the above V P as shown in FIG. 4 It becomes a straight line having a different area at V CC . Here, FIG. 4 shows an example in which V G rapidly rises from 0 V to a certain voltage when V CC is V P or higher. However, when V CC is changed from 0 V, V G gradually rises from 0 V. , V P may be a characteristic that the voltage level turns on the transistor Q at the points. In the case where V G suddenly rises above a certain V CC voltage, the circuit REF can be realized by cascading elements having a rectifying characteristic as shown in Japanese Patent Application No. 56-168698. In the example of gradually rising, the circuit REF can be realized by a simple resistance division circuit. The coefficient of V L in FIG. 4L with respect to V CC can be arbitrarily changed by the design of R and the transistor Q.

【0012】図5は、図3と同じ基本回路BLを用いた
他の実施例である。図3が、VCC側からVLをとり出す
のに対して、アース側からVLをとり出した例である。
回路REFからの出力電圧VGの特性が、VP以上のVCC
でトランジスタQがオンとなるようにしておけば、基本
回路BL全体の実効的インピーダンスと、実効的インピ
ーダンスRによってVLは決定されるから、VLは図6の
ようになる。
FIG. 5 shows another embodiment using the same basic circuit BL as that of FIG. FIG. 3 shows an example in which VL is taken out from the V CC side, whereas VL is taken out from the ground side.
The characteristic of the output voltage V G from the circuit REF is V CC equal to or higher than V P.
If the transistor Q is turned on at, the V L is determined by the effective impedance of the entire basic circuit BL and the effective impedance R, so that V L is as shown in FIG.

【0013】尚、図3,図5はトランジスタとしてMO
Sを例にとったが、バイポーラトランジスタでもさしつ
かえない。特に図1、図2の例で、チップ全体がMOS
で構成される場合には、図3,図5は一般にMOSトラ
ンジスタで構成した方が設計しやすく、チップ全体がバ
イポーラトランジスタの場合にはバイポーラトランジス
タで構成した方がよい。しかし場合によっては、チップ
がMOSトランジスタとバイポーラトランジスタで構成
される場合がある。この場合には、用途に応じて、図
3,図5の回路にはMOSトランジスタ、バイポーラト
ランジスタあるいはそれらの混在形を使えることは明ら
かである。また回路REFの特性例として、図4,図6
をあげたが、特にこの例に限定されることはなく、VL
設計の目的に応じて、回路REFの特性を定めればよ
い。またVP以上のVCCで、VLのVCCに対する変化率
(係数)を変える目的は、特願昭56−168698号
にも明らかなように、リミッタ回路の負荷となる、ある
いはVLが印加される微細素子を過大電圧から保護する
ことにある。この場合の問題点は、通常の動作電圧(ノ
ミナル電圧)VCCと、たとえば電圧マージン測定時に印
加できる許容最大電圧VCCを、VPに対してどのような
位置関係で決めるかである。これについては、たとえば
図4では、通常の動作点VCCをVP以下に、また電圧マ
ージン測定時の許容電圧VCCをVP以上に設定すること
もできる。これによってVLはVCCに一致するので通常
の動作条件では比較的高い動作電圧で図1,図2の回路
A,A′,Bが設計できるので、設計が容易である。ま
たVLの変化率が小になった分だけ微細素子が保護され
る結果、マージン測定時の許容電圧VCCを大きな値にと
れる。しかし場合によっては通常動作電圧VCCをVP
上に設定することも可能である。この場合、回路によっ
ては、VLのVCCに対する変化が少ないために、外部電
源VCCが変化しても、より安定に動作する回路設計が可
能となる。なお図6の例では、通常の動作点VP以上に
設定せざるを得ないことは明らかである。
Incidentally, FIG. 3 and FIG.
Although S is taken as an example, a bipolar transistor may be used. Especially in the example of FIGS. 1 and 2, the entire chip is a MOS.
3 and FIG. 5, it is generally easier to design with MOS transistors, and when the entire chip is a bipolar transistor, it is better to use a bipolar transistor. However, in some cases, the chip may be composed of MOS transistors and bipolar transistors. In this case, it is clear that the circuits of FIGS. 3 and 5 can use MOS transistors, bipolar transistors, or a mixed type thereof, depending on the application. In addition, as an example of characteristics of the circuit REF, FIGS.
However, the present invention is not limited to this example, and V L
The characteristics of the circuit REF may be determined according to the purpose of design. In addition V P above V CC, the purpose of changing the rate of change with respect to V CC of V L (the coefficients), as it is apparent in Japanese Patent Application Sho 56-168698, a load limiter circuit, or V L is The purpose is to protect the applied fine elements from excessive voltage. The problem in this case is how to determine the normal operating voltage (nominal voltage) V CC and, for example, the allowable maximum voltage V CC that can be applied when measuring the voltage margin, with respect to V P. See, for example in FIG. 4, the normal operating point V CC below V P, also it is possible to set the allowable voltage V CC at the time of voltage margin measurement than V P. As a result, V L matches V CC, and under normal operating conditions, the circuits A, A ′, and B of FIGS. 1 and 2 can be designed at a relatively high operating voltage, which facilitates the design. Further, as a result that the minute element is protected by the amount that the rate of change of V L becomes small, the allowable voltage V CC at the time of margin measurement can be made a large value. However, in some cases, it is possible to set the normal operating voltage V CC to V P or higher. In this case, since the change of V L with respect to V CC is small depending on the circuit, it is possible to design a circuit that operates more stably even if the external power supply V CC changes. In the example of FIG. 6, it is obvious that the normal operating point V P or higher must be set.

【0014】次に図3を例に、図3の回路を基本にして
LのVCCに対する特性を種々変化させた実施例を述べ
る。図7,図8は、図3の回路の実効的インピーダンス
Rに並列に基本回路BLをk個接続した例である。ただ
しVP0でBL0がまずオンし、次にVP1でBL1がオン
し、最後にVPKでBLKがオンするというように各BL
内の回路REFが設定されている。またそれぞれのVL
のVCCに対する変化係数が変えられるように各BL内の
トランジスタが設計されている。VCCが大になるにつれ
てRに対して並列にインピーダンスが次々に加わること
になるので、VLの全体特性はVP0以上のVCCで凹形に
なる。本回路は、特願昭56−168698号第17図
において、エージング時にスイッチを用いてRに並列に
インピーダンスを挿入してVLのVCCに対する係数を大
にする例の具体的でかつ一般的な実施例ともいえる。た
だし本実施例では、それぞれ異なるVPでVLの変化係数
を異ならしめている点に特長がある。本回路は、通常動
作時の動作の安定度ならびに図2の方式における効果的
なエージングという点で実用的な回路である。例えば通
常のVCC動作点を、安定動作せしめるためにVCCに対し
てできるだけVLが変化しないすなわち変化係数が小さ
い点に設定し、エージング時には、特願昭56−168
698号で述べられているように、大きな寸法のトラン
ジスタと小さな寸法のトランジスタのストレス電圧条件
をほぼ等しくするように、変化係数の大きい点に設定す
る。たとえば、図7において、BL0とBL1のみを使用
した場合、図8において、VP0(たとえば2〜3V)と
P1(たとえば6V)の間では変化係数を小さくし、こ
の間にVCCに関しての通常動作点(たとえば5V)を設
定し、一方VP1とVP2(たとえば7〜9V)の間では変
化係数を大にして、この間にエージング動作点(たとえ
ばVCC=8V)を設定すればよい。尚、設計の目的によ
ってはBL2,BL3と多数用いて、任意のVCC点に動作
電圧点とエージング電圧点を設定できることは明らかで
ある。また多数のBLを用いることによって、VL特性
をVCCに対してより滑らかにすることもできるために内
部回路の動作がより安定にできる。さらには、エージン
グ時にVCC電圧が高いので、電圧リミッタ回路自身を高
耐圧トランジスタで構成することも有効である。このた
めには、たとえば図2の方式で、電圧リミッタ回路を大
きい寸法のトランジスタで構成すればよい。
Next, referring to FIG. 3 as an example, an embodiment will be described in which the characteristics of V L with respect to V CC are variously changed based on the circuit of FIG. 7 and 8 are examples in which k basic circuits BL are connected in parallel to the effective impedance R of the circuit of FIG. However, BL 0 turns on first at V P0 , then BL 1 turns on at V P1 , and finally BL K turns on at V PK.
The internal circuit REF is set. Also, each V L
Transistors in each BL manner coefficient change with respect to the V CC is changed is designed. As V CC becomes larger, impedance is successively added in parallel to R, so that the overall characteristic of V L becomes concave at V CC equal to or higher than V P0 . This circuit is a concrete and general example of the example shown in FIG. 17 of Japanese Patent Application No. 56-168698, in which an impedance is inserted in parallel with R using a switch at the time of aging to increase the coefficient of V L with respect to V CC . It can be said that this is an example. However, in this embodiment, it has an advantage in that it occupies different coefficient of variation V L at different V P. This circuit is a practical circuit in terms of stability of operation during normal operation and effective aging in the method of FIG. For example, the normal V CC operating point is set to a point where V L does not change with respect to V CC as much as possible, that is, a point where the change coefficient is small, for stable operation.
As described in No. 698, a large variation coefficient is set so that the stress voltage conditions of a large-sized transistor and a small-sized transistor are almost equal. For example, in FIG. 7, when using only BL 0 and BL 1, 8, and reduce the change coefficient between the V P0 (e.g. 2-3 V) and V P1 (e.g. 6V), with respect to V CC during which If the normal operating point (for example, 5V) is set, while the change coefficient is increased between V P1 and V P2 (for example, 7 to 9V), and the aging operating point (for example, V CC = 8V) is set during this period. Good. It is obvious that a large number of BL 2 and BL 3 can be used to set the operating voltage point and the aging voltage point at arbitrary V CC points depending on the purpose of design. Further, by using a large number of BLs, the V L characteristic can be made smoother than V CC , so that the operation of the internal circuit can be made more stable. Furthermore, since the V CC voltage is high during aging, it is also effective to configure the voltage limiter circuit itself with high breakdown voltage transistors. For this purpose, for example, the voltage limiter circuit may be composed of large-sized transistors in the system shown in FIG.

【0015】図9,図10は、基本回路BLをアース側
に並列に接続した例である。前述したように各BLを設
計すれば、VLの全体特性はVCCに対して凸形にでき
る。この特性は、たとえば図1の方式において、回路
A′を過大VL電圧から保護するのに有効である。これ
によってチップ全体のVCC電圧マージンを測定する場
合、微細素子を破壊することなく、十分高いVCCを印加
できる利点がある。
9 and 10 show examples in which the basic circuit BL is connected in parallel to the ground side. By designing each BL as described above, the overall characteristic of V L can be made convex with respect to V CC . This characteristic is effective in protecting the circuit A'from an excessive V L voltage in the system of FIG. 1, for example. Thus, when measuring the V CC voltage margin of the entire chip, there is an advantage that a sufficiently high V CC can be applied without destroying the fine elements.

【0016】尚、用途によっては、図7,図9を混在さ
せることもできる。たとえば通常動作点は変化係数の少
ない点に設定し、エージング時には変化係数の大きい点
に設定する。これらは図7の回路のBL0とBL1で実現
する。さらにこのエージング条件のVCC以上で、素子の
永久破壊を防ぐために、再び変化係数を少なくするため
に、図9の回路形式のように、他のBLをBL0と並列
に動作するように接続する。こうすることによってエー
ジング条件のVCC以上でも素子が破壊しにくい回路が設
計できることになる。
It is possible to mix FIGS. 7 and 9 depending on the application. For example, the normal operating point is set to a point having a small change coefficient, and a point having a large change coefficient is set at the time of aging. These are realized by BL 0 and BL 1 of the circuit of FIG. Further, in order to prevent the permanent destruction of the element and reduce the coefficient of change again above V CC under this aging condition, another BL is connected so as to operate in parallel with BL 0 as in the circuit form of FIG. To do. By doing so, it is possible to design a circuit in which the element is not easily destroyed even when the aging condition is V CC or more.

【0017】図11,図12は、図3の回路に並列に基
本回路BL′を接続することによって、あるVCC電圧
V′P以上で、VLの変化率を負にしたものである。すな
わちVCCを増加させていくと、まずBL内の回路REF
の出力電圧VGがVP以上でトランジスタQがオンとなり
CCに対するVLの傾斜は減少する。次にあるVCCすな
わちV′Pで、BL′内のトランジスタQ′がオンにな
るようにREF′を設計しておき、かつQ′のコンダク
タンスが、Qのコンダクタンスよりも十分大きく設計し
ておけば、トランジスタQ′の導通後のVL特性は、B
L′の特性で支配され、VLは図12のように負の傾斜
となる。
[0017] 11, 12, 'by connecting, certain V CC voltage V' basic circuit BL in parallel with the circuit of FIG. 3 in P or more is obtained by the rate of change of V L negatively. That is, when V CC is increased, first the circuit REF in BL is
When the output voltage V G of V is higher than V P , the transistor Q is turned on and the slope of V L with respect to V CC decreases. Then 'in P, BL' is V CC or V conductance of the transistor Q in advance to design 'is REF to turn on', and Q 'is set sufficiently larger design than the conductance of the Q For example, the V L characteristic of the transistor Q ′ after conduction is B
Controlled by the characteristic of L ', V L has a negative slope as shown in FIG.

【0018】本回路の特長は、微細素子の破壊電圧以下
に上記のVL降下点を設定しておけば、VCCを十分昇圧
しても、微細素子は破壊から完全に保護されることであ
る。前述したように図7のBL0とBL1を用いた回路に
おいて、エージング時のVLに対応したVCC以上のVCC
領域で、本回路が作動するように設計すれば、エージン
グ条件以上にVCCが上昇しても素子破壊が防げるので、
特に効果的であることは明らかである。
The feature of this circuit is that if the V L drop point is set below the breakdown voltage of the fine element, the fine element is completely protected from breakdown even if V CC is boosted sufficiently. is there. In the circuit using the BL 0 and BL 1 in FIG. 7 as described above, V CC or more V CC corresponding to V L at the time of aging
If the circuit is designed to operate in the area, even if V CC rises above the aging condition, element destruction can be prevented.
Obviously, it is particularly effective.

【0019】尚、図5においても、図3の例と同様に、
BLを並列接続することによって任意のVL特性が得ら
れることは明らかである。
Incidentally, also in FIG. 5, similarly to the example of FIG.
It is clear that an arbitrary V L characteristic can be obtained by connecting BL in parallel.

【0020】以上電圧リミッタ回路の概念例を述べてき
たが、以下ではこれらの概念に基づいた具体的回路例に
ついて述べる。
Although the conceptual examples of the voltage limiter circuit have been described above, concrete circuit examples based on these concepts will be described below.

【0021】図13は、バイポーラトランジスタを用い
た図3の実施例である。CVRは定型圧回路であり、そ
の両端子電圧はVCCとは無関係にほぼ一定となるよう
な、例えばツエナーダイオードあるいは通常のダイオー
ドの縦続接続されたものである。(A)は、よく知られ
ている定電圧回路である。これについては、電波科学19
82年,2月号,P.111あるいは、Transistor Circuit Ana
lysis, Joyce and Clarke 著,Addison-Wesley Publish
ing Company, Ine., P.207に詳しい。しかしこのままで
は、VLは定電圧なので、エージング実施時などには不
都合である。そこでこの欠点を解決したのが(B)であ
る。CVRと抵抗rが直列接続されているために、
(C)に示すように、VLはVCCに対して傾斜をもつよ
うになる。
FIG. 13 is an embodiment of FIG. 3 using a bipolar transistor. The CVR is a fixed voltage circuit, and is a cascade connection of, for example, a Zener diode or a normal diode, whose both terminals have a substantially constant voltage regardless of V CC . (A) is a well-known constant voltage circuit. For this, see Radio Science 19
1982, February issue, P.111 or Transistor Circuit Ana
lysis, Joyce and Clarke, Addison-Wesley Publish
For more information on ing Company, Ine., P.207. However, as it is, V L is a constant voltage, which is inconvenient during aging. Therefore, (B) solves this drawback. Since the CVR and the resistor r are connected in series,
As shown in (C), V L has a slope with respect to V CC .

【0022】図14は他の実施例である。(A)は、周
知のエミッタフォロアを用いた定電圧電源回路であり、
やはりVLは定電圧なので、(B)ではその解決策とし
て抵抗rを使用している。これによって(C)のような
特性となる。
FIG. 14 shows another embodiment. (A) is a constant voltage power supply circuit using a well-known emitter follower,
Again, since V L is a constant voltage, the resistor r is used as the solution in (B). As a result, the characteristic shown in FIG.

【0023】これら図13,図14の例は、特に図1の
ような方式に好適である。すなわち図1において、入出
力インターフェース関連回路には、通常大きな電流が流
れるため、それにみあって電圧リミッタにも大きな電流
駆動能力が要求される。これにはバイポーラトランジス
タで構成された電圧リミッタが適することは明らかであ
る。
The examples shown in FIGS. 13 and 14 are particularly suitable for the system shown in FIG. That is, in FIG. 1, a large current normally flows through the input / output interface-related circuit, and accordingly, the voltage limiter is also required to have a large current driving capability. Clearly, a voltage limiter composed of bipolar transistors is suitable for this.

【0024】次に図3,図7,図9,図11をもとに、
電圧リミッタをMOSトランジスタで構成した具体例を
述べる。
Next, based on FIGS. 3, 7, 9, and 11,
A specific example in which the voltage limiter is composed of MOS transistors will be described.

【0025】図15は、VLとしてある特定の電圧V0
上のVCCで傾斜mの特性をもたせた図4の具体的特性例
である。V0以上の電圧でVLの変化が少なくなるため、
その分だけ微細素子の破壊がおこりにくくなる。
FIG. 15 is a specific characteristic example of FIG. 4 in which the characteristic of the slope m is provided at V CC which is a certain voltage V 0 or higher as V L. Since the change in V L is small at a voltage of V 0 or higher,
The destruction of the fine element is less likely to occur.

【0026】なお、V0以上のVCCでVL=VCCとしてい
るのは以下の理由による。一般にMOSTは動作電圧が
低くなるにつれてトランジスタのしきい値電圧降下によ
って速度が劣化する。これを防ぐためにはV0以上のV
CCのような低電圧側でできるだけ高い電圧にすることが
望ましい。すなわちVCCであることが望ましい。
[0026] It should be noted, are you with the V L = V CC at greater than or equal to V 0 of V CC for the following reason. Generally, the speed of the MOST deteriorates as the operating voltage decreases due to the threshold voltage drop of the transistor. To prevent this, V greater than V 0
It is desirable to make the voltage as high as possible on the low voltage side such as CC . That is, V CC is desirable.

【0027】図16は、そのための具体的な回路の実施
例で図3の具体例に相当する。
FIG. 16 shows an embodiment of a specific circuit therefor and corresponds to the specific example of FIG.

【0028】本回路の特徴は、出力電圧VLがMOSト
ランジスタQ0とQlのコンダクタンスの比で決まり、M
OSトランジスタQlのコンダクタンスがVLで制御され
ることにある。
The characteristic of this circuit is that the output voltage V L is determined by the ratio of the conductances of the MOS transistors Q 0 and Q l.
The conductance of the OS transistor Q l is controlled by V L.

【0029】本回路では、制御開始電圧V0ならびに傾
斜mは、Q0のゲート電圧VGをVCC+Vth(o)(V
th(o)は、MOSTQ0のしきい値電圧)とすれば、
In this circuit, the control start voltage V 0 and the slope m are obtained by changing the gate voltage V G of Q 0 to V CC + V th (o) (V
If th (o) is the threshold voltage of MOSTQ 0 ),

【0030】[0030]

【数1】 [Equation 1]

【0031】と表わされる。ここで、β(o),β(l)
は、Q0,Qlのチャネルコンダクタンス,Vth(i)(i
=1〜n),Vth(l)は、MOSトランジスタQi(i
=1〜n),Qlのしきい値電圧、nはQiの段数であ
る。
Is represented as Where β (o) and β (l)
Is the channel conductance of Q 0 and Q l , V th (i) (i
= 1 to n), V th (l) is the MOS transistor Q i (i
= 1 to n), the threshold voltage of Q l , and n is the number of stages of Q i .

【0032】したがって、V0,mは、n,Vth(i),
th(l),β(l)/β(o)によって任意にかえることが
できる。またV0以上の場合はVL=VCCとするのが望ま
しいことを前に述べたが、V0以下では、Qlがオフだか
らVLはV0で決まる。したがって、このためにはQ0
GはVCC+Vth(o)以上の高い電圧でなければならな
い。
Therefore, V 0 , m is n, V th (i),
It can be arbitrarily changed by V th (l), β (l) / β (o). It was previously described that it is desirable to set V L = V CC in the case of V 0 or more. However, in the case of V 0 or less, since Q 1 is off, V L is determined by V 0 . Therefore, for this purpose, V G of Q 0 must be a voltage higher than V CC + V th (o).

【0033】尚、計算を単純化し、説明を見通しよくす
るために、図16は実際の回路とは多少異なる。すなわ
ち実用的回路としては、後述の図27のように、縦続接
続されたトランジスタのn番目に、さらに同様な結線の
トランジスタをアースとの間に接続する必要がある。す
なわちアースに向って一種のダイオード接続することに
なる。これはVCCを高い電圧側から低い電圧則へ可変に
した場合に縦続接続されたトランジスタのノードが浮遊
状態になって電荷がとり残されるのを防ぐためのもので
ある。以下の実施例でも説明の都合上省略してある。
Note that FIG. 16 is slightly different from the actual circuit in order to simplify the calculation and improve the clarity of the description. That is, as a practical circuit, as shown in FIG. 27, which will be described later, it is necessary to connect the n-th transistor connected in cascade and a transistor having a similar connection to the ground. That is, a kind of diode is connected toward the ground. This is to prevent the nodes of the cascade-connected transistors from floating and leaving electric charges when V CC is changed from a high voltage side to a low voltage law. It is omitted in the following embodiments for convenience of explanation.

【0034】図17は、特願昭56−168698号に
て述べたように、V0′以上で微細トランジスタに対し
て、エージングを効果的に行うために、m′>mにした
特性例である。
FIG. 17 shows a characteristic example in which m '> m is set in order to effectively perform aging on a fine transistor at V 0 ' or more, as described in Japanese Patent Application No. 56-168698. is there.

【0035】図18は、そのための具体的な回路の実施
例である。これらは図7,図8の具体例に相当する。本
回路の特徴は、図16に示した回路の端子1と端子2の
間に、DCV1と同様な回路DCV2を付加することに
よって、V0′以上でDCV1に対する負荷のコンダク
タンスを増加させ、VLの傾斜を増加させることにあ
る。
FIG. 18 shows an example of a specific circuit therefor. These correspond to the specific examples in FIGS. 7 and 8. The feature of this circuit is that by adding a circuit DCV2 similar to DCV1 between terminals 1 and 2 of the circuit shown in FIG. 16, the conductance of the load with respect to DCV1 is increased above V 0 ′ and V L To increase the slope of.

【0036】本回路では、第2の制御開始電圧V0
は、
In this circuit, the second control start voltage V 0 '
Is

【0037】[0037]

【数2】 [Equation 2]

【0038】で表わされる。また傾斜m′は、MOSト
ランジスタQ0とQl′のコンダクタンスの和とMOSト
ランジスタQlのコンダクタンスの比によって決定され
る。ここで、Vth′(i)(i=1〜n′),Vth′(l)
は、それぞれMOSトランジスタQi′(i=1〜
n′),Ql′のしきい値電圧である。
It is represented by The slope m 'is, MOS transistor Q 0 and Q l' is determined by the conductance ratio of the conductance of the sum and MOS transistor Q l of. Here, V th ′ (i) (i = 1 to n ′), V th ′ (l)
Are MOS transistors Q i ′ (i = 1 to
n '), Ql ' threshold voltage.

【0039】したがってV0′,m′は、n,n′,β
(l),β′(l),Vth(i),Vth(l),Vth′(i),V
th′(l)によって任意にかえることができる。ここで
β′(l)は、MOSトランジスタQl′のチャネルコン
ダクタンスである。
Therefore, V 0 ′, m ′ is n, n ′, β
(l), β ′ (l), V th (i), V th (l), V th ′ (i), V
It can be changed arbitrarily by th '(l). Here, β ′ (l) is the channel conductance of the MOS transistor Q l ′.

【0040】図19は、V0″以上で、あるいは、V0
とV0″の間とV0″以上のVCCの2点でエージングさせ
るために、m′<m″にした特性例である。
FIG. 19 shows V 0 ″ or more, or V 0 ′.
To aged at two points "between the V 0 which" more V CC V 0 as a characteristic example of the m '<m ".

【0041】図20は、そのための具体的な回路の実施
例である。これらは図7,図8の具体例に相当する。本
回路の特徴は、図16に示した回路の端子1と端子2の
間に、回路DCV1と同様な回路DCV2とDCV3を
付加することによって、DCV1に対する負荷のコンダ
クタンスを順次増加させ、V0′とV0″の2点でVL
傾斜を2段階に増加させることにある。
FIG. 20 shows an embodiment of a specific circuit therefor. These correspond to the specific examples in FIGS. 7 and 8. The feature of this circuit is that by adding circuits DCV2 and DCV3 similar to the circuit DCV1 between the terminals 1 and 2 of the circuit shown in FIG. 16, the conductance of the load with respect to DCV1 is sequentially increased, and V 0 ′ is increased. And V 0 ″ are to increase the slope of V L in two steps.

【0042】本回路では、第2,第3の制御開始電圧V
0′,V0″は、それぞれ、
In this circuit, the second and third control start voltages V
0 ′ and V 0 ″ are respectively

【0043】[0043]

【数3】 [Equation 3]

【0044】で表わされる。ここで、Vth″(i)(i=
1〜n″),Vth″(l)は、それぞれMOSトランジス
タQi″(i=1〜n″),Ql″のしきい値電圧であ
る。また、傾斜m′は、MOSトランジスタQ0とQl
のコンダクタンスの和と、MOSトランジスタQlのコ
ンダクタンスの比で、m″は、MOSトランジスタ
0,Ql′,Ql″のコンダクタンスの和とQlのコンダ
クタンスの比で決定される。
It is represented by Here, V th ″ (i) (i =
1 to n ″) and V th ″ (l) are the threshold voltages of the MOS transistors Q i ″ (i = 1 to n ″) and Q l ″, respectively, and the slope m ′ is the MOS transistor Q. 0 and Q l
, And the conductance of the MOS transistor Q l , and m ″ is determined by the ratio of the sum of conductances of the MOS transistors Q 0 , Q l ′, Q l ″ and the conductance of Q l .

【0045】したがって、V0′とm′は、n,n′,
β(o),β(l),β′(l),Vth(i),Vth(l),
th′(i),Vth′(l)によって、また、V0″とm″
は、n,n′,n″,β(o),β(l),β′(l),β″
(l),Vth(i),Vth(l),Vth′(i),Vth′(l),
th″(i),Vth″(l)によって任意にかえることがで
きる。ここで、β″(l)は、Ql″のチャネルコンダク
タンスである。
Therefore, V 0 'and m' are n, n ',
β (o), β (l), β '(l), V th (i), V th (l),
Depending on V th ′ (i) and V th ′ (l), also V 0 ″ and m ″
Is n, n ', n ", β (o), β (l), β' (l), β"
(l), V th (i), V th (l), V th ′ (i), V th ′ (l),
It can be arbitrarily changed by V th ″ (i) and V th ″ (l). Here, β ″ (l) is the channel conductance of Q l ″.

【0046】図21は、V0′以上で、さらに素子に対
する保護効果を強めるためにm>m′にした特性例であ
る。
FIG. 21 shows an example of characteristics in which m> m 'in order to further enhance the effect of protecting the device at V 0 ′ or more.

【0047】図22は、そのための具体的な回路の実施
例である。これらは図9,図10の具体例に相当する。
本回路の特徴は、図16に示した回路の端子2とグラン
ドの間に、DCV1と同様な回路DCV2を付加するこ
とによって、V0′でトランジスタQ0に対する負荷のコ
ンダクタンスを増加させVLの傾斜を減少させることに
ある。
FIG. 22 shows an example of a specific circuit therefor. These correspond to the specific examples in FIGS. 9 and 10.
The feature of this circuit is that by adding a circuit DCV2 similar to DCV1 between the terminal 2 of the circuit shown in FIG. 16 and the ground, the conductance of the load with respect to the transistor Q 0 is increased at V 0 ′ and V L To reduce the slope.

【0048】本回路では、第2の制御開始電圧V0
は、
In this circuit, the second control start voltage V 0 '
Is

【0049】[0049]

【数4】 [Equation 4]

【0050】で表わされる。また傾斜m′は、Q0のコ
ンダクタンスと、QlとQl′のコンダクタンスの和の比
で表わされる。
It is represented by The slope m 'has a conductance of Q 0, Q l and Q l' represented by the ratio of the sum of the conductance of.

【0051】したがって、V0′とm′は、n,n′,
β(o),β(l),β′(l),Vth(i),Vth(l),V
th′(i),Vth′(l)によって任意にかえることができ
る。図23は、V0″以上で再び素子に対する保護効果
を与えるためにm′>m″にした特性例である。
Therefore, V 0 'and m' are n, n ',
β (o), β (l), β ′ (l), V th (i), V th (l), V
It can be arbitrarily changed by th '(i) and Vth ' (l). FIG. 23 shows a characteristic example in which m ′> m ″ is set again in order to give a protective effect to the element at V 0 ″ or more.

【0052】図24は、そのための具体的回路の実施例
である。これは図7,図9を混在させた例に相当する。
本回路の特徴は、前の図18と図21の実施例とを混在
させることによって、V0′とV0″の2点でVLの傾斜
を増加、減少させることにある。
FIG. 24 shows an embodiment of a specific circuit for this purpose. This corresponds to an example in which FIGS. 7 and 9 are mixed.
The feature of this circuit resides in that the gradient of V L is increased or decreased at two points of V 0 ′ and V 0 ″ by mixing the examples of FIGS. 18 and 21.

【0053】本回路では、第2、第3の制御開始電圧V
0′,V0″は、それぞれ、
In this circuit, the second and third control start voltages V
0 ′ and V 0 ″ are respectively

【0054】[0054]

【数5】 [Equation 5]

【0055】で表わされる。また、傾斜m′は、Q0
l′のコンダクタンスの和とQlのコンダクタンスの比
で、m″は、Q0とQl′のコンダクタンスの和と、Ql
とQl″のコンダクタンスの和の比で表わされる。
It is represented by The slope m ′ is the ratio of the sum of the conductances of Q 0 and Q l ′ and the conductance of Q l , and m ″ is the sum of the conductance of Q 0 and Q l ′ and Q l
And the sum of the conductances of Q l ″.

【0056】したがって、V0′とm′は、n,n′,
β(o),β(l),β′(l),Vth(i),Vth(l),
th′(i),Vth′(l)によって、また、V0″とm″
は、n,n′,n″,β(o),β(l),β′(l),β″
(l),Vth(i),Vth(l),Vth′(i),Vth′(l),
th″(i),Vth″(l)によって任意にかえることがで
きる。
Therefore, V 0 ′ and m ′ are n, n ′,
β (o), β (l), β '(l), V th (i), V th (l),
Depending on V th ′ (i) and V th ′ (l), also V 0 ″ and m ″
Is n, n ', n ", β (o), β (l), β' (l), β"
(l), V th (i), V th (l), V th ′ (i), V th ′ (l),
It can be arbitrarily changed by V th ″ (i) and V th ″ (l).

【0057】図25は、V0′以上で電源を降下させ、
素子を高電圧から完全に保護するため、m′<0にした
特性例である。
In FIG. 25, the power source is lowered above V 0 ′,
This is a characteristic example in which m '<0 in order to completely protect the element from a high voltage.

【0058】図26は、そのための具体的回路の実施例
である。これらは図11,図12の具体例に相当する。
本回路の特徴は、図16に示した回路の端子1にDCV
2のQ1′のドレイン、端子2にQl′のドレイン、グラ
ンドにQl′のソースを接続することによって、Ql′の
コンダクタンスをVCCで制御するようにし、かつQl
のコンダクタンスQ0のコンダクタンスよりも大きく
し、m′<0としたことにある。
FIG. 26 shows an embodiment of a specific circuit therefor. These correspond to the specific examples in FIGS. 11 and 12.
The feature of this circuit is that DCV is applied to terminal 1 of the circuit shown in FIG.
2 by connecting the drain of Q 1 ′, the drain of Q l ′ to terminal 2 and the source of Q l ′ to ground so that the conductance of Q l ′ is controlled by V CC , and Q l ′.
Is larger than the conductance of the conductance Q 0 of m ′ <0.

【0059】本回路では、第2の制御開始電圧V0′な
らびに傾斜m′は、β′(l)≫β(o)とすれば、
In this circuit, if the second control start voltage V 0 ′ and the slope m ′ are β ′ (l) >> β (o),

【0060】[0060]

【数6】 [Equation 6]

【0061】と表わされる。It is represented by

【0062】したがって、V0′,m′は、n′,
th′(i),Vth′(l),β′(l)/β(o)によって任
意にかえられる。
Therefore, V 0 ′, m ′ is n ′,
It can be arbitrarily changed by V th ′ (i), V th ′ (l), β ′ (l) / β (o).

【0063】図27,図28は、本回路の具体例とその
特性例である。トランジスタのしきい値はすべて1Vで
あり、VG=VCC+Vth(o)としている。またカッコ内
の数字はトランジスタのチャネル幅をチャネル長で割っ
た値を示し、図28はQl′のその値Wl/Llをパラメ
ータにしたVLを示す。
27 and 28 show a concrete example of this circuit and its characteristic example. The threshold values of the transistors are all 1 V, and V G = V CC + V th (o). The numbers in parentheses show the values obtained by dividing the channel width of the transistor by the channel length, and FIG. 28 shows V L with the value W l / L l of Q l ′ as a parameter.

【0064】さて、これまではQ0のゲート電圧は、V
CC+Vthと仮定してきた。これは、計算を簡略化し、回
路の特性を見通し良く記述するためである。しかし、こ
の電圧は、本質的には、VCC+Vthにこだわる必要がな
く、設計の都合により任意にとることができる。
The gate voltage of Q 0 is V
It has been assumed that CC + V th . This is because the calculation is simplified and the characteristics of the circuit are clearly described. However, this voltage does not essentially have to be V CC + V th, and can be arbitrarily set according to the design.

【0065】図29(A)は、図15で述べたようにゲ
ート電圧VGをチップ内で電源電圧VCC以上に昇圧させ
る具体的回路である。
FIG. 29A is a specific circuit for boosting the gate voltage V G to the power supply voltage V CC or higher in the chip as described in FIG.

【0066】チップ内の発振器OSCからの振幅VCC
パルスφiが0VからVCCに立ち上がるとき、Q1′によ
ってあらかじめVCC−Vthに充電されていたノード4′
は、2VCC−Vthに昇圧される。
When the pulse φ i of the amplitude V CC from the oscillator OSC in the chip rises from 0 V to V CC , the node 4'precharged to V CC -V th by Q 1 '.
Is boosted to 2V CC -V th .

【0067】これにともなって、ノード4はQ2′によ
ってVthだけ降下した電圧2(VCC−Vth)となる。次
に、φiが0Vになって、ノード2がVCCに立ち上がる
とノード4は、さらに昇圧されて3VCC−2Vthとな
る。したがってノード5はQ2によってVthだけ降下し
た電圧3(VCC−Vth)となる。Q2′とQ2は一種のダ
イオードだから、このサイクルを多数回続けるとV
Gは、3(VCC−Vth)の直流電圧となる。CP1,C
P2の回路を多数段接続すれば、より高電圧のVGが得
られる。ここで、2段にした理由は以下の通りである。
すなわち、VCCが2.5Vと低くなりVthが1Vとする
と、1段ではVG=2(VCC−Vth)であるから、VG
3Vとなる。しかし、これでは、図15のQ0のソース
電圧VLはVCCより低い2Vとなってしまう。これに対
して、2段にするとVG=3(VCC−Vth)であるか
ら、VG=4.5Vとなる。したがって、VLはVCCにで
きるから図15のようにV0以上でVL=VCCとできる。
しかし、逆にVCCが高電圧になる程VGは過大電圧にな
り関連するトランジスタを破壊してしまうおそれがあ
る。そこでVCCの高電圧側で、何らかのVG制御回路が
必要となる。
Along with this, the node 4 becomes the voltage 2 (V CC -V th ) dropped by V th due to Q 2 ′. Next, when φ i becomes 0V and the node 2 rises to V CC , the node 4 is further boosted to 3V CC -2V th . Therefore, the node 5 has a voltage 3 (V CC -V th ) which is lowered by V th by Q 2 . Since Q 2 ′ and Q 2 are a kind of diode, if this cycle is continued many times, V 2
G is a DC voltage of 3 (V CC -V th ). CP1, C
A higher voltage V G can be obtained by connecting a plurality of P2 circuits. Here, the reason for using two stages is as follows.
That is, assuming that V CC is as low as 2.5 V and V th is 1 V, V G = 2 (V CC −V th ) in one stage, so V G =
It becomes 3V. However, in this case, the source voltage V L of Q 0 in FIG. 15 becomes 2 V which is lower than V CC . On the other hand, when the number of stages is two, V G = 3 (V CC −V th ), and thus V G = 4.5V. Therefore, since V L can be V CC , V L = V CC can be achieved at V 0 or higher as shown in FIG.
However, conversely, the higher the voltage of V CC , the higher the voltage of V G, which may damage the associated transistor. Therefore, some V G control circuit is required on the high voltage side of V CC .

【0068】図30は、VCCの低電圧側でV G3(V
CC−Vth)と高い電圧にし、しかも、VCCの高電圧側で
関連するトランジスタを保護するために、VCC+2Vth
にした例である。ここで、これまで述べた回路、たとえ
ば図16,図18,図20,図22,図24,図26の
全体回路もVGの負荷としてLM1で示した。保護回路
CL1は、VGがVCC+2Vth以上になろうとすると
1,Q2を通して電流が流れる結果VCC+2Vthに固定
されてしまう。本回路では、CL1が作動するVCCは3
(VCC−Vth)=VCC+2VthからVCC=5/2Vth
なる。
[0068] Figure 30, V G ~ 3 at the low voltage side of the V CC (V
The CC -V th) and high voltage, moreover, in order to protect the transistors associated with the high voltage side of V CC, V CC + 2V th
It is an example. Here, the circuits described so far, for example, the entire circuits of FIGS. 16, 18, 20, 22, 24, and 26 are also indicated by LM1 as the load of V G. Protection circuit CL1 is, V G is fixed at the result V CC + 2V th current flows through Q 1, Q 2 when trying to be more V CC + 2V th. In this circuit, V CC is 3 CL1 is operated
The V CC = 5 / 2V th from (V CC -V th) = V CC + 2V th.

【0069】図31は、INV1,INV2の具体的な
回路である。出力パルスφ0がCP1,CP2に印加さ
れる。
FIG. 31 shows a concrete circuit of INV1 and INV2. The output pulse φ 0 is applied to CP1 and CP2.

【0070】発振回路OSCは、チップに内蔵された回
路で構成できるが、図32はシリコン基板に基板電圧V
BBを与えるためにチップ内に内蔵したVBB発生回路を流
用した例である。この利点は、新たに発振回路を設計す
る必要がないので、チップ面積の縮少に効果的である。
さらに、電源電圧VCC投入時に、VCCがある値に達して
OSC′内の発振器が発振してはじめてVBBが発生する
が、これとほぼ同時にVLも発生するので、VLの負荷と
して接続されるトランジスタには、VBBが印加された状
態でVLが印加されるので、各トランジスタの動作に正
常に行われる。もしも、VBBが0Vの状態で各トランジ
スタにVLが印加されると各トランジスタのVthは正常
な値ではないので、過大電流が流れたり、トランジスタ
へのストレス条件が過酷になりトランジスタが破壊する
こともある。
The oscillator circuit OSC can be constructed by a circuit built in the chip.
This is an example in which the V BB generating circuit built in the chip is used to provide BB . This advantage is effective in reducing the chip area because it is not necessary to newly design an oscillator circuit.
Further, when the power supply voltage V CC is turned on, V BB is generated only when V CC reaches a certain value and the oscillator in OSC 'oscillates. However, V L is also generated almost at the same time, so that as a load of V L Since V L is applied to the connected transistor while V BB is applied, the operation of each transistor is normally performed. If V L is applied to each transistor when V BB is 0 V, the V th of each transistor is not a normal value, so an excessive current flows or the stress condition to the transistor becomes severe and the transistor is destroyed. There are also things to do.

【0071】次にバッファ回路の具体的実施例を述べ
る。電圧リミッタの負荷として、大容量、あるいは負荷
変動の大きな負荷が付く場合がある。この場合には駆動
能力の大きなバッファ回路を通してこれらの大きな負荷
を駆動する必要がある。この実現手段として、図33の
ように1個の駆動能力の大きな、すなわちW/Lの大き
なトランジスタを介して負荷を駆動する、通常の方法が
考えられる。しかし、この方法では図34に示すよう
に、VCCの低電圧側でVthだけの電圧降下があるので性
能が低下する。図35は、Vth降下がなく、駆動能力の
大きなバッファ回路の具体例である。VPPがVL+Vth
よりも大で、RPをQ1の等価オン抵抗よりもはるかに大
きくしておけば、Q2のゲート電圧はVL+Vthとなる。
したがってQ2のソース電圧VL1はVLに等しくなる。Q
2のW/Lを大にしておけば所望のバッファ回路が得ら
れる。ここで、VCCが低電圧側では、VLはVCCになる
からVPPはVCC+Vth以上でなければならない。このた
めの回路として図29全体の回路が使える。結線として
は図35のQ1のドレインに図29のノード5を接続す
ればよい。ここで、ノード5からみた実効的出力インピ
ーダンスを図35のQ1の等価オン抵抗よりも十分大に
するように、たとえば、図29のQ2のW/L、あるい
はCBの大きさ、あるいはOSCの発振周波数を適宜調
整すればよい。
Next, a concrete example of the buffer circuit will be described. As the load of the voltage limiter, there is a case where a large capacity or a load with large load fluctuation is attached. In this case, it is necessary to drive these large loads through a buffer circuit having a large driving capacity. As a means for realizing this, a usual method is conceivable in which the load is driven via one transistor having a large driving capability, that is, a large W / L as shown in FIG. However, in this method, as shown in FIG. 34, since there is a voltage drop of V th on the low voltage side of V CC , the performance deteriorates. FIG. 35 shows a specific example of a buffer circuit having a large driving capability without V th drop. V PP is V L + V th
If R P is set to be much larger than the equivalent on-resistance of Q 1 , the gate voltage of Q 2 becomes V L + V th .
Therefore, the source voltage V L1 of Q 2 becomes equal to V L. Q
A desired buffer circuit can be obtained by increasing the W / L of 2 . Here, since V L becomes V CC when V CC is on the low voltage side, V PP must be V CC + V th or more. The circuit shown in FIG. 29 can be used as a circuit for this purpose. As a connection, the node 5 in FIG. 29 may be connected to the drain of Q 1 in FIG. Here, in order to make the effective output impedance viewed from the node 5 sufficiently larger than the equivalent ON resistance of Q 1 in FIG. 35, for example, W / L of Q 2 in FIG. 29, or the magnitude of C B , or The oscillation frequency of the OSC may be adjusted appropriately.

【0072】さて、負荷によってはその負荷の一部を構
成するトランジスタのドレインにVLを与え、ゲートに
L+Vthを与えてVth降下を防ぎ高速動作をさせる必
要のある場合がある。図36は、このための実施例であ
る。尚LM1として、たとえば図16の回路をVL1は前
述のようにVLに等しくなり、またQ4のゲート電圧はV
L+2VthだからVL2はVL+Vthになる。ここでQ6
7の役割は、VCCの過渡変動時にVL1に不必要な電荷
が残らないようにするためのものである。Q6はV0以上
のVCCで動作し、またQ7はV0−Vth以上のVCCで動作
するようにLM1内から図示するように結線されてい
る。ここで、Q6,Q7のW/LはQ2にくらべて十分に
小さく選ばれており、Q6,Q7を付加したことによるV
Lへの影響を最小限にしている。ここでQ7はV0以上の
領域で動作することを前に述べた。V0以上の領域で
は、Q2,Q4は非飽和領域の動作状態(VGS−V th
DS,VGS:ゲート・ソース間電圧、VDS:ドレイン・ソ
ース間電圧)であるから、余分な電荷はQ2,Q4を介し
てVCCに放電されるため、Q7は原理的には不要である
が、V CC0の近傍ではQ2,Q4のオン抵抗が必要以
上に大になり、その効果が期待できない場合がある。し
たがってこのQ7を付加することにより、VCCがV0以上
の領域(V0−Vth)から、それ以上のリミッタが正常
に動作している範囲までの広い領域で安定なVL1の値を
得ることができる。
Depending on the load, it may be necessary to apply V L to the drain of the transistor forming a part of the load and V L + V th to the gate to prevent V th drop and to operate at high speed. FIG. 36 shows an embodiment for this purpose. As LM 1 , for example, in the circuit of FIG. 16, V L1 becomes equal to V L as described above, and the gate voltage of Q 4 is V L.
L + 2V th So V L2 becomes V L + V th. Where Q 6 ,
The role of Q 7 is to prevent unnecessary charges from remaining in V L1 during transient changes in V CC . Q 6 is connected to operate at greater than or equal to V 0 of V CC, also Q 7 illustrates the inside LM1 behave in V 0 -V th or on V CC. Here, Q 6, W / L of Q 7 are chosen sufficiently small as compared to Q 2, V due to the addition of Q 6, Q 7
The effect on L is minimized. Here, it was previously mentioned that Q 7 operates in the region above V 0 . In the region of V 0 and above, Q 2 and Q 4 are operating in the non-saturated region (V GS −V th > V
Since DS and V GS are the gate-source voltage and V DS is the drain-source voltage, the excess charge is discharged to V CC through Q 2 and Q 4 , so Q 7 is theoretically Is unnecessary, but the ON resistance of Q 2 and Q 4 becomes unnecessarily large in the vicinity of V CC to V 0 , and the effect may not be expected. Therefore, by adding this Q 7 , the stable value of V L1 can be obtained in a wide range from the region where V CC is V 0 or more (V 0 −V th ) to the region where the limiter is operating normally. Can be obtained.

【0073】なお、Q5の役割は、VL2に対してVL1
負に変動しようとしたときにQ5に電流が流れて、VL2
とVL1の差を一定に保たせるものである。また、本実施
例では、VLとVL+Vthの例を述べたが、Q1,Q2の対
あるいは、Q3,Q4の対を縦続接続すればVL1との差の
電圧がVthの整数倍となる電圧を発生させ得る。
It should be noted that the role of Q 5 is that when V L1 tries to change negatively with respect to V L2 , a current flows through Q 5 and V L2
And V L1 are kept constant. Further, in this embodiment, an example of V L and V L + V th has been described, but if the pair of Q 1 and Q 2 or the pair of Q 3 and Q 4 is connected in cascade, the voltage difference between V L1 and A voltage that is an integral multiple of V th can be generated.

【0074】図37は、図35,36のバッファ回路の
駆動能力をさらに向上させるために、図35,36の出
力段に接続する他のバッファ回路である。このように駆
動能力のより大きなバッファ回路を接続することにより
大きな負荷容量を駆動できる。まず、VL1は、ノード
4,ノード2でVL1+2Vth,VL1+Vthになるが、結
局Q4によってノード5ではVL1のレベルであるVDP
なる。ここで問題なのは、負荷LC1内の大容量CD
高速で充電するためのQ4の負荷駆動能力である。この
能力を高めるためには、負荷を充電する時間帯でQ4
ゲートであるノード2を昇圧する必要がある。このため
のトランジスタがQ6〜Q11であり容量がC1,C2であ
る。φ2がオンでQ13によって放電されたノード6は、
次のφ1がオンでQ12,Q4によって充電される。このと
きVL1+2Vthであるノード2とVL1であるノード3
は、φ1オンにより昇圧される。これによって、Q10
11のコンダクタンスが大になるので昇圧されたノード
2の電圧は、Q10,Q11によってVL1+Vthのレベルに
放電される。ここで、この昇圧時間をQ4,Q12による
Dの充電時間よりも大にしておけば、高速にCDは充電
されることになる。なお、Q6はφ1によるノード3の昇
圧時に、ノード3とノード1を切りはなすトランジスタ
である。また、φ2がオン時にはVL1≦3Vthの条件が
満たされておればQ7〜Q9はオフになるから、Q11のゲ
ートはVth以下となりQ11はオフとなる。したがって、
3,Q10,Q11を通して電流は流れないので低消費電
力化できる。また、VL1>3Vthの場合の消費電力を低
減するには、Q6のオン抵抗を大きくして、低電流化を
図れば良い。このときの3の電圧は、ほぼ3Vthの安定
した値になる。これによってノード3の昇圧特性も安定
になり、結果として全体回路の動作の安定化が可能にな
る。
FIG. 37 shows another buffer circuit connected to the output stage of FIGS. 35 and 36 in order to further improve the driving capability of the buffer circuit of FIGS. By connecting a buffer circuit having a larger driving capacity in this way, a large load capacity can be driven. First, V L1 becomes V L1 + 2V th and V L1 + V th at the nodes 4 and 2, but eventually becomes V DP at the level of V L1 at the node 5 by Q 4 . The problem here is the load driving capability of Q 4 for charging the large capacity C D in the load LC1 at high speed. In order to improve this capability, it is necessary to boost the voltage of the node 2 which is the gate of Q 4 during the time period for charging the load. Transistors for this purpose are Q 6 to Q 11 , and capacitors are C 1 and C 2 . Node 6, which is discharged by Q 13 when φ 2 is on,
The next φ 1 is turned on and is charged by Q 12 and Q 4 . At this time, node 2 which is V L1 + 2V th and node 3 which is V L1
Is boosted by turning on φ 1 . By this, Q 10 ,
Since the conductance of Q 11 becomes large, the boosted voltage of node 2 is discharged to the level of V L1 + V th by Q 10 and Q 11 . Here, if the boosted time larger than the charging time of the C D by Q 4, Q 12, C D will be charged at a high speed. Note that Q 6 is a transistor that disconnects the node 3 and the node 1 when the node 3 is boosted by φ 1 . Further, when φ 2 is on, Q 7 to Q 9 are turned off if the condition of V L1 ≦ 3V th is satisfied, so the gate of Q 11 is V th or less and Q 11 is turned off. Therefore,
Since no current flows through Q 3 , Q 10 and Q 11 , power consumption can be reduced. Further, in order to reduce the power consumption in the case of V L1 > 3V th , the ON resistance of Q 6 may be increased to reduce the current. The voltage of 3 at this time has a stable value of approximately 3 V th . As a result, the boosting characteristic of the node 3 becomes stable, and as a result, the operation of the entire circuit can be stabilized.

【0075】さて、ここでQ7,Q10のソース、ゲート
は共通に接続されていため、ゲートへのバイアス条件が
全く等しい。したがって、
Since the sources and gates of Q 7 and Q 10 are commonly connected, the bias conditions for the gates are exactly the same. Therefore,

【0076】[0076]

【数7】 [Equation 7]

【0077】のようにしておけば、ノード2,3の昇圧
特性を全く等しくでき、回路設計が容易にできる特長を
有している。すなわち、本実施例の特長の一つは、ノー
ド2の昇圧特性をノード3の昇圧特性で自動的に制御で
きる点にあり、このようにすることによって昇圧を行な
わない場合のノード2からVSSへの直流電流パスを軽減
でき、低消費電力化が可能になる。
By doing so, the boosting characteristics of the nodes 2 and 3 can be made completely equal, and the circuit can be easily designed. That is, one of the features of this embodiment is that the boosting characteristic of the node 2 can be automatically controlled by the boosting characteristic of the node 3, and by doing so, the voltage from the node 2 to V SS when the boosting is not performed is performed. It is possible to reduce the direct current path to and to reduce power consumption.

【0078】なお、ここでQ5はQ10がOFFのとき
に、ノード2の余分な電荷を放電する作用を有する。
Here, Q 5 has a function of discharging the extra electric charge of the node 2 when Q 10 is OFF.

【0079】図37の実施例については各種の変形が考
えられる。すなわち、図37のQ6のドレインは、ノー
ド2,3の昇圧特性を極力安定化するように、VL1に接
続しているが、VCCに接続して、VL1への負担を軽減す
ることも可能である。また、同様に、ノード2,3の昇
圧特性を安定化するため、Q7と同一動作条件になるQ
10を設けているが、これを除去してノード2と9を直結
し、Q7のソースとノード9の接続を外した構成として
も良い。この場合は、Q9とQ11の関係が、上に述べた
7とQ10の関係にあるので、同様に昇圧特性を設計で
き、回路占有面積の低減に有効である。またさらに、こ
こでは、Q7,Q8,Q9,の3段接続構成としている
が、これは上に述べた低消費電力化にC2の容量を例え
ば、ISSCC72 Dig. of Tech. Papers, P.14な
どで知られている、MOSTのゲートとソース、ドレイ
ン間の反転層容量を用いて低面積で効率良く形成するた
めの配慮である。すなわち、反転層容量を使用するため
には、ゲート電圧はソース、ドレインに対し、Vth以上
高い電圧を印加する必要があるからである。したがっ
て、Vthの低いMOST、あるいは通常の容量を用いて
2を形成する場合には、Q7〜Q9の接続数は2個、あ
るいは1個に低減することも可能である。
Various modifications can be considered for the embodiment shown in FIG. That is, the drain of Q 6 in FIG. 37 is connected to V L1 so as to stabilize the boosting characteristics of the nodes 2 and 3 as much as possible, but connected to V CC to reduce the load on V L1 . It is also possible. Similarly, in order to stabilize the boosting characteristics of the nodes 2 and 3, the same operating condition as Q 7 is used.
Although 10 is provided, the configuration may be such that this is removed and nodes 2 and 9 are directly connected, and the source of Q 7 and node 9 are disconnected. In this case, since the relationship between Q 9 and Q 11 is the relationship between Q 7 and Q 10 described above, the boosting characteristic can be designed similarly, which is effective in reducing the circuit occupation area. Furthermore, here, a three-stage connection configuration of Q 7 , Q 8 , and Q 9 is used, but this has the capacity of C 2 for reducing the power consumption described above, for example, ISSCC72 Dig. Of Tech. Papers, This is a consideration for efficient formation in a small area by using the inversion layer capacitance between the gate and the source / drain of the MOST, which is known in P.14. That is, in order to use the inversion layer capacitance, it is necessary to apply a voltage higher than the gate voltage to the source and drain by V th or more. Therefore, when C 2 is formed using a MOST having a low V th or a normal capacitance, the number of connections of Q 7 to Q 9 can be reduced to two or one.

【0080】図37のごときバッファ回路は、図1,2
に示すようなLSI方式で特に必須である。すなわち一
般に図1,2のVLを発生させる電圧リミッタは、回路
A,A´,B内の回路電流がアースに向って流れるの
で、電流を供給する能力が特に大であることが望まれ
る。したがって、これまで述べた図37を含む全体の回
路を、図1,2の電圧リミッタとみなせば、一般のLS
Iに用いることができる。
The buffer circuit shown in FIG.
It is particularly essential in the LSI system as shown in (4). That is, generally, the voltage limiter for generating V L in FIGS. 1 and 2 is required to have a particularly large ability to supply the current because the circuit current in the circuits A, A ′ and B flows toward the ground. Therefore, if the entire circuit including the above-mentioned FIG. 37 is regarded as the voltage limiter of FIGS.
Can be used for I.

【0081】なおこれまで述べてきた実施例では、図1
7のように、V0以上のVCCで動作させた場合、図18
の実際の回路は図27のようにダイオード接続になって
いるので、Q1´〜QS´には電流が流れて消費電力が増
大する。この消費電力の増大は、LSI電源すなわち外
部印加電源電圧を電池でバックアップしようとする場合
に問題となる。すなわち通常の外部電源がオフとなった
場合に、電池でバックアップする装置において、LSI
自身の消費電力が大きいと電池の電流容量が小さいの
で、バックアップできる時間が制限されてしまう。そこ
で電池でバックアップする期間は、電池から与えられる
CCをV0以下に設定するようにしておけば、Q1〜QS
には電流が流れないので、この分だけバックアップでき
る時間を長くできる。あるいはバックアップする場合の
電池電源電圧VCC以上のV0になるようにQ1〜QSの段
数を決めることもできる。
In the embodiment described so far, FIG.
As shown in FIG. 18, when operated at V CC higher than V 0 ,
Since the actual circuit is diode-connected as shown in FIG. 27, current flows through Q 1 ′ to Q S ′, which increases power consumption. This increase in power consumption becomes a problem when an LSI power supply, that is, an externally applied power supply voltage is backed up by a battery. That is, in a device that backs up with a battery when the normal external power is turned off,
If the power consumption of the battery itself is large, the current capacity of the battery is small, and the backup time is limited. Therefore, during the battery backup period, if V CC supplied from the battery is set to V 0 or less, Q 1 to Q S
Since no current flows through the device, the backup time can be extended by this amount. Alternatively, the number of stages of Q 1 to Q S can be determined so that V 0 is higher than the battery power supply voltage V CC for backup.

【0082】また通常の動作電源電圧VCCを、VCC>V
0で選ぶ以外に、VCC<V0とすることもできる。こうす
ることによって通常のVCC条件ではQ1〜Qnに電流は流
れないので低電力化できる以外にVCCとVLの関係が折
れ線になる領域を避けて設計することができるので設計
が容易となるメリットがある。というのは、折れ線の領
域で設計すると、たとえばVLをある回路の一部に使っ
た場合にVCCを直接使った回路とでVCCに関する特性の
不平衡が生じるので動作が不安定になる場合があり、V
CC<V0とすれば、これが避れけられるためである。
The normal operating power supply voltage V CC is changed to V CC > V
Instead of selecting 0 , V CC <V 0 can be set. By doing so, under normal V CC conditions, current does not flow in Q 1 to Q n , so that the power can be reduced and the design can be performed while avoiding the region where the relationship between V CC and V L is a broken line. It has the advantage of being easy. This is because when designing in the broken line region, for example, when V L is used as a part of a certain circuit, an imbalance in the characteristics relating to V CC occurs in the circuit that directly uses V CC , resulting in unstable operation. Sometimes, V
This is because if CC <V 0 , this can be avoided.

【0083】以上、電圧リミッタをMOSトランジスタ
で構成した具体的実施例について述べた。これらは主と
して、しきい電圧Vthが正の場合、すなわちエンハンス
メント形のMOSトランジスタを用いた場合の例である
が、特願昭56−168698号図16で開示した如
く、Vthが負の、すなわちデプレッション形のMOSト
ランジスタを用いた構成も勿論可能である。例えば図1
6の実施例において、図15の如くV CC0の領域で
L=VCCとするためには、Q0のゲート電圧をV G
CC+Vth(O)とする必要があり、このためのVG発生
回路として図29の回路を用いれば良いことを述べた
が、デプレッション形のMOSトランジスタを用いれ
ば、さらに回路を簡略化できる。図39は、その具体的
実施例であり、図16とはQ0をデプレッション形MO
SトランジスタQ0´として、そのゲートを端子2に接
続している点で異なる。このようにすれば、Q0´のV
th´(O)は負であるからQ0´は常にオン状態にあ
り、図29の如きVG発生回路を用いることなく、図1
5に示した所望の特性を実現できる。本実施例では上述
のように回路構成と簡略化できるのみでなく、Q0´に
流れる電流I(Q0´)はI(Q0´)=β´(O)・V
th(O)2/2のように、β´(O)(チャネルコンダクタ
ンス)、Vth´(O)(しきい電圧)のみで決まる定電流
となるために、安定した特性の得られる特長を有する。
なお、本実施例は図16を例にしたが、他の実施例のQ
0を本実施例の如くQ0´で置き換え、ゲートを端子2に
接続することによってそのまま適用できる。
The specific embodiments in which the voltage limiter is composed of MOS transistors have been described above. These are mainly examples in which the threshold voltage V th is positive, that is, when an enhancement type MOS transistor is used. However, as disclosed in Japanese Patent Application No. 56-168698, FIG. 16, V th is negative. That is, it is of course possible to use a depletion type MOS transistor. Figure 1
In the sixth embodiment, in order to set V L = V CC in the region of V CC < V 0 as shown in FIG. 15, the gate voltage of Q 0 is V G > V
Although it is necessary to use CC + V th (O) and the circuit of FIG. 29 may be used as the V G generating circuit for this purpose, the circuit can be further simplified by using the depletion type MOS transistor. FIG. 39 shows a concrete example thereof, in which Q 0 is a depletion type MO as compared with FIG.
The difference is that the gate of the S transistor Q 0 ′ is connected to the terminal 2. By doing this, V of Q 0
Since th ′ (O) is negative, Q 0 ′ is always in the ON state, and without using the V G generation circuit as shown in FIG.
The desired characteristics shown in FIG. 5 can be realized. Not only can the circuit configuration and simplified as described above in this embodiment, Q 0 'the current I flowing through the (Q 0') is I (Q 0 ') = β' (O) · V
th (O) as 2/2, β'(O) ( channel conductance), in order to be V th '(O) (threshold voltage) only determined by the constant current, a feature capable of obtaining stable characteristics Have.
Although the present embodiment is based on FIG. 16, the Q
It can be applied as it is by replacing 0 with Q 0 ′ as in the present embodiment and connecting the gate to the terminal 2.

【0084】図40は、1個のデプレッション形MOS
トランジスタを用いてバッファ回路を構成した実施例で
あり、図41はその特性を示している。前に述べた図3
3とは回路構成が同一であるが、MOSトランジスタが
エンハンスメント形からデプレッション形になっている
点で異なる。本バッフア回路の出力VL´は、図41に
示すように、VCCとVLの差がMOSトランジスタのし
きい電圧VthDの絶対値|VthD|に等しくなる点Pから
折れまがり、それ以降はVLより|VthD|分高い電圧と
なる。したがって、VLを所望の値より|VthD|分低く
設定しておけば良い。本実施例では、簡単な回路構成
で、かつ図34に示した図33の実施例の特性のよう
に、V CC0の範囲で、VCCよりVth分だけ低い出力
しか得られないという問題点も無くすことができる特長
を有している。
FIG. 40 shows one depletion type MOS.
This is an example in which a buffer circuit is configured by using transistors, and FIG. 41 shows its characteristics. Figure 3 mentioned earlier
3 has the same circuit configuration, but is different in that the MOS transistor is changed from the enhancement type to the depletion type. As shown in FIG. 41, the output V L ′ of this buffer circuit is bent from a point P at which the difference between V CC and V L becomes equal to the absolute value | V thD | of the threshold voltage V thD of the MOS transistor. After that, the voltage becomes higher than V L by | V thD |. Therefore, V L may be set lower than the desired value by | V thD |. In the present embodiment, with a simple circuit configuration, as in the characteristic of the embodiment of FIG. 33 shown in FIG. 34, within the range of V CC < V 0 , only an output lower by V th than V CC can be obtained. It has the feature that it can eliminate the problem.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば安
定な内部電圧を供給する内部電圧発生手段を有する半導
体集積回路を提供できることになる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit having an internal voltage generating means for supplying a stable internal voltage.

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

【図1】本発明の実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示す。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.

【図4】図3の実施例の特性を示す。FIG. 4 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図5】本発明の実施例を示す。FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.

【図6】図5の実施例の特性を示す。6 shows the characteristics of the embodiment of FIG.

【図7】本発明の実施例を示す。FIG. 7 shows an embodiment of the present invention.

【図8】図7の実施例の特性を示す。8 shows the characteristics of the embodiment of FIG.

【図9】本発明の実施例を示す。FIG. 9 shows an embodiment of the present invention.

【図10】図9の実施例の特性を示す。10 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図11】本発明の実施例を示す。FIG. 11 shows an embodiment of the present invention.

【図12】図11の実施例の特性を示す。FIG. 12 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図13】本発明の実施例を示す。FIG. 13 shows an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例を示す。FIG. 14 shows an embodiment of the present invention.

【図15】図16の実施例の特性を示す。FIG. 15 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図16】本発明の実施例を示す。FIG. 16 shows an example of the present invention.

【図17】図18の実施例の特性を示す。FIG. 17 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図18】本発明の実施例を示す。FIG. 18 shows an example of the present invention.

【図19】図20の実施例の特性を示す。FIG. 19 shows characteristics of the embodiment of FIG.

【図20】本発明の実施例を示す。FIG. 20 shows an example of the present invention.

【図21】図22の実施例の特性を示す。FIG. 21 shows the characteristics of the embodiment of FIG.

【図22】本発明の実施例を示す。FIG. 22 shows an example of the present invention.

【図23】図24の実施例の特性を示す。FIG. 23 shows the characteristics of the embodiment of FIG.

【図24】本発明の実施例を示す。FIG. 24 shows an example of the present invention.

【図25】図26の実施例の特性を示す。25 shows the characteristics of the embodiment of FIG.

【図26】本発明の実施例を示す。FIG. 26 shows an example of the present invention.

【図27】本発明の実施例を示す。FIG. 27 shows an example of the present invention.

【図28】図27の実施例の特性を示す。28 shows the characteristics of the embodiment of FIG. 27.

【図29】本発明の実施例を示す。FIG. 29 shows an example of the present invention.

【図30】本発明の実施例を示す。FIG. 30 shows an example of the present invention.

【図31】本発明の実施例を示す。FIG. 31 shows an example of the present invention.

【図32】本発明の実施例を示す。FIG. 32 shows an example of the present invention.

【図33】本発明の実施例を示す。FIG. 33 shows an embodiment of the present invention.

【図34】図33の実施例の特性を示す。FIG. 34 shows the characteristics of the embodiment of FIG. 33.

【図35】本発明の実施例を示す。FIG. 35 shows an example of the present invention.

【図36】本発明の実施例を示す。FIG. 36 shows an example of the present invention.

【図37】本発明の実施例を示す。FIG. 37 shows an embodiment of the present invention.

【図38】図37の実施例の特性を示す。38 shows the characteristics of the embodiment of FIG. 37.

【図39】本発明の実施例を示す。FIG. 39 shows an example of the present invention.

【図40】本発明の実施例を示す。FIG. 40 shows an example of the present invention.

【図41】図40の実施例の特性を示す。41 shows the characteristics of the embodiment of FIG. 40.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0,Q1,Q2,Q1´,QS,QS´,Ql,Ql´,…M
OSトランジスタ、13…電圧リミッタ。
Q 0 , Q 1 , Q 2 , Q 1 ′, Q S , Q S ′, Q l , Q l ′, ... M
OS transistor, 13 ... Voltage limiter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 均 東京都小平市上水本町1479番地 日立マイ クロコンピュータエンジニアリング株式会 社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Tanaka 1479 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Micro Computer Engineering Co., Ltd. In-house

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MOSトランジスタを含む内部回路と、 チップ外部から供給される外部電源電圧が印加され、該
外部電源電圧が増大する時、上記外部電源電圧が第1の
電圧までは第1の変化率で変化し、上記第1の電圧から
第2の電圧までは第2の変化率で変化し、かつ上記第2
の電圧からは上記第2の変化率より大きい第3の変化率
で変化する内部電圧を出力し、該第3の変化率で変化す
る上記内部電圧をテスト時に上記内部回路に印加可能な
内部電圧発生手段とをチップ内部に具備してなり、 上記内部電圧発生手段の上記内部電圧と基準電圧とに基
づく電圧を負帰還増幅手段の制御入力に印加することに
よって、上記内部電圧を該負帰還増幅手段の出力から比
較的低い出力インピーダンスで発生することを特徴とす
る半導体集積回路。
1. An internal circuit including a MOS transistor and an external power supply voltage supplied from outside the chip are applied, and when the external power supply voltage increases, the external power supply voltage changes to a first voltage up to a first voltage. The second voltage from the first voltage to the second voltage, and the second voltage from the first voltage to the second voltage.
Output an internal voltage that changes at a third rate of change that is greater than the second rate of change, and the internal voltage that changes at the third rate of change can be applied to the internal circuit during a test. Generating means inside the chip, and applying a voltage based on the internal voltage of the internal voltage generating means and the reference voltage to a control input of the negative feedback amplifying means to amplify the internal voltage. A semiconductor integrated circuit characterized in that it is generated from the output of the means with a relatively low output impedance.
【請求項2】上記基準電圧は複数のMOSトランジスタ
の従属接続によるしきい値電圧の合計で設定されたこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the reference voltage is set by a total of threshold voltages due to cascade connection of a plurality of MOS transistors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100425440B1 (en) * 1997-06-17 2004-05-24 삼성전자주식회사 Control circuit of internal supply voltage generator of semiconductor device

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