JPH07212218A - Logic circuit - Google Patents

Logic circuit

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JPH07212218A
JPH07212218A JP6017746A JP1774694A JPH07212218A JP H07212218 A JPH07212218 A JP H07212218A JP 6017746 A JP6017746 A JP 6017746A JP 1774694 A JP1774694 A JP 1774694A JP H07212218 A JPH07212218 A JP H07212218A
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隆国 道関
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康之 松谷
Junzo Yamada
順三 山田
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Abstract

PURPOSE:To realize acceleration and area reduction at the same time. CONSTITUTION:Pseudo power supply lines VA1-VA3 of middle logic circuits M1-M3 are mutually connected through a common pseudo circuits circuits M1-M3 are mutually connected through a common pseudo power supply line VB. The gates of MOSFET QA1-QA3 for power control of the middle logic circuits M1-M3 are mutually connected through a common control line CSB. The gates of MOSFET QB1-QB3 for power control of the middle logic circuits M1-M3 are mutually connected through a common control line CS.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、低電圧で動作可能な
論理回路に関し、特に、動作時は低しきい値の電界効果
トランジスタからなる小論理回路で高速動作を実現し、
非動作時には高しきい値の電力制御用電界効果トランジ
スタをオフすることにより低リーク特性を実現する論理
回路の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic circuit capable of operating at a low voltage, and in particular, a high speed operation is realized by a small logic circuit composed of a field effect transistor having a low threshold when operating.
The present invention relates to an improvement of a logic circuit that realizes low leakage characteristics by turning off a high-threshold power control field effect transistor when it is not operating.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各種電子機器の携帯化の要求に応
えるべく、集積回路の低電圧動作化が進められている。
この種の回路例として、アイ・イー・イー「”1V Hig
h-Speed Digital Circuit Technology With 0.5μm Mu
lti-Threshold CMOS”Proceedings of IEEE A
SIC CONFERENCE PP.186-189,SEPT.199
3.」に示されているMT−CMOS(Multi-Threshold
CMOS)回路を図3に示す。同図において、Gは論理
ゲートであり、低しきい値のPチャネルMOSFET・
Q3,Q4およびNチャネルMOSFET・Q5,Q6
により構成されている。論理ゲートGの電源端子の一方
には高電位の疑似電源線VA1が接続され、他方には低
電位の疑似電源線VB1が接続されている。そして、疑
似電源線VA1と実電源線(高電位)VDDとの間に高
しきい値のPチャネルMOSFET(電力制御用MOS
FET)・QA1が接続され、疑似電源線VB1と実電
源線GND(低電位:接地電位)との間に高しきい値の
NチャネルMOSFET(電力制御用MOSFET)・
QB1が接続されている。なお、同図において、CSB
1およびCS1は制御線であり、QA1およびQB1の
ゲートに接続されている。このMT−CMOS回路で
は、通常動作時、CSB1を低電位にし、CS1を高電
位にする。これにより、QA1およびQB2が導通し、
VA1およびVB1がVDDおよびGNDに接続され
る。この場合、論理ゲートGは低しきい値のMOSFE
T・Q3〜Q6で構成されているため、1Vという非常
に低い電源電圧でも高速に動作することが可能となる。
ここで、低しきい値のMOSFETを使用する場合、そ
の非動作時のリーク電流が極めて大きくなることが問題
となる。このため、このMT−CMOS回路では、次の
ような方法で上述した問題を回避している。すなわち、
非動作時には、CSB1を高電位にし、CS1を低電位
にし、QA1およびQB1を遮断する。QA1およびQ
B1のしきい値電圧は大きいため、論理ゲートGのMO
SFET・Q3〜Q6で生じるリーク電流の増大を抑え
ることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, low voltage operation of integrated circuits has been promoted in order to meet the demand for portable electronic devices.
As an example of this kind of circuit, I E E "" 1V Hig
h-Speed Digital Circuit Technology With 0.5μm Mu
lti-Threshold CMOS “Proceedings of IEEE A
SIC CONFERENCE PP.186-189, SEPT.199
MT-CMOS (Multi-Threshold
A CMOS circuit is shown in FIG. In the figure, G is a logic gate, which is a low threshold P-channel MOSFET
Q3, Q4 and N-channel MOSFET Q5, Q6
It is composed by. A high potential pseudo power supply line VA1 is connected to one of the power supply terminals of the logic gate G, and a low potential pseudo power supply line VB1 is connected to the other. A high threshold P-channel MOSFET (power control MOS) is provided between the pseudo power supply line VA1 and the real power supply line (high potential) VDD.
FET) QA1 is connected, and a high threshold N-channel MOSFET (power control MOSFET) is connected between the pseudo power supply line VB1 and the real power supply line GND (low potential: ground potential).
QB1 is connected. In the figure, CSB
1 and CS1 are control lines, which are connected to the gates of QA1 and QB1. In this MT-CMOS circuit, CSB1 is set to low potential and CS1 is set to high potential during normal operation. This causes QA1 and QB2 to conduct,
VA1 and VB1 are connected to VDD and GND. In this case, the logic gate G is a low threshold MOSFE.
Since it is composed of TQ3 to Q6, it is possible to operate at high speed even with a very low power supply voltage of 1V.
Here, when a low threshold MOSFET is used, there is a problem that the leak current during non-operation becomes extremely large. Therefore, in this MT-CMOS circuit, the above-mentioned problems are avoided by the following method. That is,
When not operating, CSB1 is set to a high potential, CS1 is set to a low potential, and QA1 and QB1 are cut off. QA1 and Q
Since the threshold voltage of B1 is large, the MO of the logic gate G is
It is possible to suppress an increase in leak current generated in the SFETs Q3 to Q6.

【0003】ところで、このMT−CMOS回路では、
疑似電源線VA1,VB1、疑似電源線VA1,VB1
と実電源線VDD,GNDとの間に入る電力制御用MO
SFET・QA1,QB1およびそれらの制御線CSB
1,CS1が必要となり、そのままでは一般のCADで
は取り扱うことができない。そこで、図4に示すよう
な、MT−CMOS対応のスタンダードセルが提案され
ている。本図は、X方向(図示横方向)にn+1個のス
タンダードセルを配置して中論理回路を構成し、この中
論理回路をY方向(図示縦方向)に3段配置した例を示
している。同図において、SL1〜SLn+1は最上段
の中論理回路M1を構成するスタンダードセルである。
本スタンダードセルは、セル内に電源線VDD,GND
の他に疑似電源線VA1,VB1や制御線CSB1,C
S1を有しており、セルを並べるだけで自動的にそれら
を接続できる構成となっている。なお、各セルに電圧を
供給する電源セルには、制御線CSB1,CS1で制御
される高しきい値の電力制御用MOSFET・QA1,
QB1が配置されている。このスタンダードセルを用い
ると、通常のCMOS論理セルと同様のレイアウトをす
ることにより、自動的にMT−CMOS回路を構成する
ことができる。
By the way, in this MT-CMOS circuit,
Pseudo power supply lines VA1, VB1, Pseudo power supply lines VA1, VB1
For power control between the power supply line and the actual power line VDD, GND
SFET QA1 and QB1 and their control lines CSB
1 and CS1 are required and cannot be handled as they are by general CAD. Therefore, an MT-CMOS compatible standard cell as shown in FIG. 4 has been proposed. This drawing shows an example in which n + 1 standard cells are arranged in the X direction (horizontal direction in the drawing) to form a middle logic circuit, and the middle logic circuits are arranged in three stages in the Y direction (longitudinal direction in the drawing). . In the figure, SL1 to SLn + 1 are standard cells constituting the uppermost middle logic circuit M1.
This standard cell has power supply lines VDD and GND inside the cell.
In addition to the pseudo power supply lines VA1 and VB1 and the control lines CSB1 and C
It has S1 and can be automatically connected by simply arranging the cells. It should be noted that the power supply cells that supply a voltage to each cell include a high-threshold power control MOSFET QA1 controlled by control lines CSB1 and CS1.
QB1 is arranged. By using this standard cell, the MT-CMOS circuit can be automatically configured by laying out the layout similar to that of a normal CMOS logic cell.

【0004】スタンダードセルSL1〜SLnはそれぞ
れ論理機能を持った論理ゲート(小論理回路)G1〜G
nを内蔵している。論理ゲートG1〜Gnは低しきい値
のMOSFETで構成されている。論理ゲートG1〜G
nの電源端子の一方には高電位の疑似電源線VA1が接
続され、他方には低電位の疑似電源線VB1が接続され
ている。疑似電源線VA1,VB1は、実電源線VD
D,GNDから、QA1,QB1を介して電流の供給を
受ける。電源線は十分な量の電流を常に供給できる能力
がある。
The standard cells SL1 to SLn are logic gates (small logic circuits) G1 to G each having a logic function.
n is built in. The logic gates G1 to Gn are composed of low threshold MOSFETs. Logic gates G1 to G
A high potential pseudo power source line VA1 is connected to one of the n power source terminals, and a low potential pseudo power source line VB1 is connected to the other. The pseudo power supply lines VA1 and VB1 are the real power supply lines VD.
Current is supplied from D and GND via QA1 and QB1. The power line is capable of always supplying a sufficient amount of current.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般にCADを用いた
スタンダードセルの自動レイアウト手法によりLSIを
設計する場合、どのようなセルが隣接され配置されるか
は詳細には指定できない。同時にスイッチング動作する
セルが近接して配置されることも多い。特に、複数段に
わたり中論理回路が配置された論理回路において、特定
の中論理回路に同時にスイッチングする論理ゲートが集
中して配置された場合は問題が大きい。例えば、図4の
最上段の中論理回路M1に配置されたスタンダードセル
内の論理ゲートG1〜Gnが全て同時にスイッチングす
る場合を考える。図4において、通常動作時は、制御線
CSB1〜CSB3は低電位に設定され、制御線CS1
〜CS3は高電位に設定されているため、電力制御用M
OSFET・QA1〜QA3およびQB1〜QB3は全
て導通している。ここで、論理ゲートG1〜Gnが全て
同時にスイッチングされると、実電源線VDDから疑似
電源線VA1に大電流が流れ込むが、その際、電流の通
り道となるのはQA1のみであるため、抵抗が大きく、
疑似電源線VA1の電位が実電源線VDDに比べて低下
する。また、疑似電源線VB1から実電源線GNDへ大
電流が流出するが、その際、電流の通り道となるのはQ
B1のみであるため、抵抗が大きく、疑似電源線VB1
の電位が実電源線GNDに比べて上昇する。この結果、
論理ゲートG1〜Gnの電源端子間に与えられる電位差
(VA1−VB1)は、電源電圧(VDD−GND)に
比べてかなり小さくなってしまい、十分な速度性能が得
られなくなるという問題が生じる。また、制御線CSB
1〜CSB3,CS1〜CS3については、配置された
中論理回路の段数をmとすると、2m個の制御信号端子
(図示せず)に対して制御線を接続しなければならず、
段数に比例して外部からの制御信号線の接続数が増加
し、小面積化を阻害するという問題がある。
Generally, when an LSI is designed by a standard cell automatic layout method using CAD, it is not possible to specify in detail what cells are arranged adjacent to each other. In many cases, cells that perform switching operation at the same time are arranged close to each other. In particular, in a logic circuit in which the middle logic circuits are arranged in a plurality of stages, when the logic gates that simultaneously switch to a particular middle logic circuit are arranged in a concentrated manner, there is a great problem. For example, consider a case where all the logic gates G1 to Gn in the standard cell arranged in the middle logic circuit M1 at the top of FIG. In FIG. 4, during normal operation, the control lines CSB1 to CSB3 are set to a low potential and the control line CS1
~ CS3 is set to high potential, so power control M
The OSFETs QA1 to QA3 and QB1 to QB3 are all conductive. Here, if all the logic gates G1 to Gn are switched at the same time, a large current flows from the real power supply line VDD to the pseudo power supply line VA1, but at that time, since only QA1 serves as a path for the current, the resistance is increased. big,
The potential of the pseudo power supply line VA1 is lower than that of the real power supply line VDD. In addition, a large current flows from the pseudo power supply line VB1 to the real power supply line GND, and at that time, the current path is Q.
Since it is only B1, the resistance is large and the pseudo power supply line VB1
Potential rises as compared with the actual power supply line GND. As a result,
The potential difference (VA1-VB1) applied between the power supply terminals of the logic gates G1 to Gn becomes considerably smaller than the power supply voltage (VDD-GND), which causes a problem that sufficient speed performance cannot be obtained. In addition, the control line CSB
Regarding 1 to CSB3 and CS1 to CS3, assuming that the number of arranged middle logic circuits is m, control lines must be connected to 2m control signal terminals (not shown),
There is a problem that the number of externally connected control signal lines increases in proportion to the number of stages, which hinders the reduction of the area.

【0006】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、複数段にわ
たり中論理回路が配置された論理回路の速度劣化を排除
して支障なく高速化を実現することが可能で、かつ外部
からの制御信号線の接続数を減らして小面積化を実現す
ることの可能な論理回路を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to eliminate speed deterioration of a logic circuit in which a middle logic circuit is arranged over a plurality of stages and speed up without trouble. It is an object of the present invention to provide a logic circuit capable of realizing the above-mentioned, and reducing the number of control signal lines connected from the outside to realize a small area.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、低しきい値の電界効果トランジス
タからなる第1〜第nの小論理回路と、この第1〜第n
の小論理回路の電源端子の一方に接続された第1の疑似
電源線と、第1〜第nの小論理回路の電源端子の他方に
接続された第2の疑似電源線と、第1の疑似電源線と第
1の実電源線との間に接続された高しきい値の第1の電
力制御用電界効果トランジスタと、第2の疑似電源線と
第2の実電源線との間に接続された高しきい値の第2の
電力制御用電界効果トランジスタとを備えてなる中論理
回路をm段有してなる論理回路において、各中論理回路
の第1の疑似電源線を相互に第1の共通疑似電源線を介
して接続し、各中論理回路の第2の疑似電源線を相互に
第2の共通疑似電源線を介して接続し、各中論理回路の
第1の電力制御用電界効果トランジスタのゲートを相互
に第1の共通制御線を介して接続し、各中論理回路の第
2の電力制御用電界効果トランジスタのゲートを相互に
第2の共通制御線を介して接続したものである。
In order to achieve such an object, the present invention relates to first to nth small logic circuits composed of low threshold field effect transistors, and the first to nth.
A first pseudo power supply line connected to one of the power supply terminals of the small logic circuit, and a second pseudo power supply line connected to the other of the power supply terminals of the first to nth small logic circuits; Between the high threshold first power control field effect transistor connected between the pseudo power supply line and the first real power supply line, and between the second pseudo power supply line and the second real power supply line In a logic circuit having m stages of medium logic circuits each including a connected high threshold second power control field effect transistor, the first pseudo power supply lines of each medium logic circuit are mutually connected. First power control of each middle logic circuit is achieved by connecting via a first common pseudo power supply line, and connecting second pseudo power supply lines of each middle logic circuit to each other via a second common pseudo power supply line. The gates of the field effect transistors are connected to each other via the first common control line, and the second power control circuit of each middle logic circuit is connected. Gate effect transistor to each other which are connected via a second common control line.

【0008】[0008]

【作用】したがってこの発明によれば、例えば、最上段
の中論理回路に配置された小論理回路が全て同時にスイ
ッチングされた場合、最上段の中論理回路の第1の電力
制御用電界効果トランジスタのみでなく、他の中論理回
路の第1の電力制御用電界効果トランジスタからも第1
の共通疑似電源線を介して、最上段の中論理回路の第1
の疑似電源線へ電流が流れ込み、また、最上段の中論理
回路の第2の電力制御用電界効果トランジスタのみでな
く、他の中論理回路の第2の電力制御用電界効果トラン
ジスタからも第2の共通疑似電源線を介して、最上段の
中論理回路の第2の疑似電源線からの電流が流出する。
また、第1および第2の共通制御線を第1および第2の
制御信号端子に接続し、この第1および第2の制御信号
端子に制御信号を与えるものとすれば、全ての中論理回
路の第1および第2の電力制御用電界効果トランジスタ
のゲートに制御信号が届くものとなる。
Therefore, according to the present invention, for example, when all the small logic circuits arranged in the upper middle logic circuit are simultaneously switched, only the first power controlling field effect transistor of the upper middle logic circuit is switched. Not only from the first power control field effect transistor of the other middle logic circuit,
Via the common pseudo power supply line of the first middle logic circuit
Current flows into the dummy power supply line of the second power control field effect transistor of the middle logic circuit in the uppermost stage and the second power control field effect transistor of the other middle logic circuit. A current flows out from the second pseudo power supply line of the middle logic circuit in the uppermost stage through the common pseudo power supply line.
Further, if the first and second common control lines are connected to the first and second control signal terminals and the control signal is given to the first and second control signal terminals, all middle logic circuits The control signal reaches the gates of the first and second power control field effect transistors.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明
する。図1はこの発明の一実施例を示す図である。本図
は、X方向(図示横方向)にn+1個のスタンダードセ
ルを配置して中論理回路を構成し、この中論理回路をY
方向(図示縦方向)に3段配置した例を示している。同
図において、SL1〜SLn+1は最上段の中論理回路
M1を構成するスタンダードセルである。本スタンダー
ドセルは、セル内に電源線VDD,GNDの他に疑似電
源線VA1,VB1や制御線CSB1,CS1を有して
おり、セルを並べるだけで自動的にそれらを接続できる
構成となっている。なお、各セルに電圧を供給する電源
セルには、制御線CSB1,CS1で制御される高しき
い値の電力制御用MOSFET・QA1,QB1が配置
されている。
Example 1 The present invention will be described in detail below based on examples. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In this figure, n + 1 standard cells are arranged in the X direction (horizontal direction in the drawing) to form a middle logic circuit.
An example in which three stages are arranged in the direction (vertical direction in the drawing) is shown. In the figure, SL1 to SLn + 1 are standard cells constituting the uppermost middle logic circuit M1. This standard cell has pseudo power supply lines VA1 and VB1 and control lines CSB1 and CS1 in addition to the power supply lines VDD and GND in the cell, and can be automatically connected by simply arranging the cells. There is. In addition, high threshold power control MOSFETs QA1 and QB1 controlled by control lines CSB1 and CS1 are arranged in the power supply cells that supply a voltage to each cell.

【0010】スタンダードセルSL1〜SLnはそれぞ
れ論理機能を持った論理ゲート(小論理回路)G1〜G
nを内蔵している。論理ゲートG1〜Gnは低しきい値
のMOSFETで構成されている。論理ゲートG1〜G
nの電源端子の一方には高電位の疑似電源線VA1が接
続され、他方には低電位の疑似電源線VB1が接続され
ている。疑似電源線VA1,VB1は、実電源線VD
D,GNDから、QA1,QB1を介して電流の供給を
受ける。電源線は十分な量の電流を常に供給できる能力
がある。
The standard cells SL1 to SLn are logic gates (small logic circuits) G1 to G having logic functions, respectively.
n is built in. The logic gates G1 to Gn are composed of low threshold MOSFETs. Logic gates G1 to G
A high potential pseudo power source line VA1 is connected to one of the n power source terminals, and a low potential pseudo power source line VB1 is connected to the other. The pseudo power supply lines VA1 and VB1 are the real power supply lines VD.
Current is supplied from D and GND via QA1 and QB1. The power line is capable of always supplying a sufficient amount of current.

【0011】ここで、本実施例の回路と図4に示した従
来の回路とは、次の〜の点で異なっている。 中論理回路M1〜M3の疑似電源線VA1〜VA3が
相互に共通疑似電源線VAを介して接続されている。 中論理回路M1〜M3の疑似電源線VB1〜VB3が
相互に共通疑似電源線VBを介して接続されている。 中論理回路M1〜M3の電力制御用MOSFET・Q
A1〜QA3のゲートが相互に共通制御線CSBを介し
て接続されている。 中論理回路M1〜M3の電力制御用MOSFET・Q
B1〜QB3のゲートが相互に共通制御線CSを介して
接続されている。
Here, the circuit of this embodiment differs from the conventional circuit shown in FIG. The pseudo power supply lines VA1 to VA3 of the middle logic circuits M1 to M3 are connected to each other via a common pseudo power supply line VA. The pseudo power supply lines VB1 to VB3 of the middle logic circuits M1 to M3 are connected to each other via a common pseudo power supply line VB. Power control MOSFET Q for middle logic circuits M1 to M3
The gates of A1 to QA3 are connected to each other via a common control line CSB. Power control MOSFET Q for middle logic circuits M1 to M3
The gates of B1 to QB3 are connected to each other through a common control line CS.

【0012】この回路において、中論理回路M1に配置
されたスタンダードセル内の論理ゲートG1〜Gnが全
て同時にスイッチングする場合を考えてみる。図1にお
いて、通常動作時は、制御線CSB1〜CSB3は低電
位に設定され、制御線CS1〜CS3は高電位に設定さ
れているため、電力制御用MOSFET・QA1〜QA
3およびQB1〜QB3は全て導通している。ここで、
論理ゲートG1〜Gnが全て同時にスイッチングされる
と、実電源線VDDから疑似電源線VA1に大電流が流
れ込む。
In this circuit, consider a case where all the logic gates G1 to Gn in the standard cell arranged in the middle logic circuit M1 are simultaneously switched. In FIG. 1, during normal operation, the control lines CSB1 to CSB3 are set to a low potential and the control lines CS1 to CS3 are set to a high potential, so that the power control MOSFETs QA1 to QA1.
3 and QB1 to QB3 are all conductive. here,
When all the logic gates G1 to Gn are switched at the same time, a large current flows from the real power supply line VDD to the pseudo power supply line VA1.

【0013】この際、中論理回路M1の電力制御用MO
SFET・QA1のみでなく、他の中論理回路M2およ
びM3の電力制御用MOSFET・QA2およびQA3
からも共通疑似電源線VAを介して、中論理回路M1の
疑似電源線VA1へ電流が流れ込む。このため、すなわ
ちQA1〜QA3の並列接続となるため、実電源線VD
Dと疑似電源線VA1の間の導通抵抗が非常に小さくな
り、疑似電源線VA1の電位の低下が抑制される。ま
た、中論理回路M1の電力制御用MOSFET・QB1
のみでなく、他の中論理回路M2およびM3の電力制御
用MOSFET・QB2およびQB3からも共通疑似電
源線VBを介して、中論理回路M1の疑似電源線VB1
からの電流が流出する。このため、すなわちQB1〜Q
B3の並列接続となるため、実電源線GNDと疑似電源
線VB1との間の導通抵抗が非常に小さくなり、疑似電
源線VB1の電位の上昇が抑制される。この結果、論理
ゲートG1〜Gnの電源端子間に与えられる電位差(V
A1−VB1)は、電源電圧(VDD−GND)にほゞ
等しくなり、十分な速度性能が得られるようになる。
At this time, the power control MO of the middle logic circuit M1
Power control MOSFETs QA2 and QA3 for other middle logic circuits M2 and M3 as well as SFET QA1
Also, a current flows into the pseudo power supply line VA1 of the middle logic circuit M1 via the common pseudo power supply line VA. For this reason, that is, since QA1 to QA3 are connected in parallel, the actual power line VD
The conduction resistance between D and the pseudo power supply line VA1 becomes very small, and the decrease in the potential of the pseudo power supply line VA1 is suppressed. Also, the power control MOSFET QB1 of the middle logic circuit M1.
Not only the power control MOSFETs QB2 and QB3 of the other middle logic circuits M2 and M3 but also the pseudo power supply line VB1 of the middle logic circuit M1 via the common pseudo power supply line VB.
Current flows out from. Therefore, that is, QB1 to Q
Since B3 is connected in parallel, the conduction resistance between the real power supply line GND and the pseudo power supply line VB1 becomes extremely small, and the rise in the potential of the pseudo power supply line VB1 is suppressed. As a result, the potential difference (V
A1-VB1) becomes approximately equal to the power supply voltage (VDD-GND), and sufficient speed performance can be obtained.

【0014】次に、共通制御線CSB,CSについて説
明する。本実施例では、共通制御線CSBにより中論理
回路M1〜M3の電力制御用MOSFET・QA1〜Q
A3のゲートが相互に接続され、共通制御線CSにより
中論理回路M1〜M3の電力制御用MOSFET・QB
1〜QB3のゲートが相互に接続されている。これによ
り、共通制御線CSBおよびCSを制御信号端子N1お
よびN2(図示せず)に接続し、この制御信号端子N1
およびN2に制御信号を与えるものとすれば、中論理回
路M1〜M3の電力制御用MOSFET・QA1〜QA
3およびQB1〜QB3のゲートに制御信号が届くもの
となり、外部からの制御信号線の接続数をCS,CSB
の各々に対して1本とすることができる。
Next, the common control lines CSB and CS will be described. In this embodiment, the power control MOSFETs QA1 to QA of the middle logic circuits M1 to M3 are connected by the common control line CSB.
The gates of A3 are connected to each other, and the power control MOSFET / QB of the middle logic circuits M1 to M3 are connected by the common control line CS.
Gates 1 to QB3 are connected to each other. As a result, the common control lines CSB and CS are connected to the control signal terminals N1 and N2 (not shown), and the control signal terminal N1 is connected.
And N2, the power control MOSFETs QA1 to QA of the middle logic circuits M1 to M3 are provided.
3 and the control signals reach the gates of QB1 to QB3, and the number of external control signal lines connected is changed to CS, CSB.
There may be one for each.

【0015】〔実施例2〕図2に本発明の他の実施例を
示す。本実施例では、中論理回路M1〜M3(中論理回
路群)を挟む一方側(図示右側)に共通疑似電源線V
A,VBおよび共通制御線CSB,CSを設け、他方側
(図示左側)に共通疑似電源線VA’,VB’および共
通制御線CSB’,CS’を設けている。共通疑似電源
線VA’,VB’および共通制御線CSB’,CS’に
は、共通疑似電源線VA,VBおよび共通制御線CS
B,CSと同様にして、中論理回路M1〜M3における
各線を接続している。この構成により、共通疑似電源線
VAとVA’とを通って電流が供与されるものとなり、
また共通疑似電源線VBとVB’とを通って電流が流出
するものとなり、導通抵抗がより小さくなって、電源電
位変動がさらに小さく抑えられるという利点を有する。
なお、この実施例では、中論理回路群を挟む他方側に共
通制御線CSB’,CS’を設けるものとしたが、CS
B’,CS’を設けない構成、すなわち共通制御線CS
B,CSのみを設けた構成としてもよい。CSB’,C
S’を設けた場合、これを予備用として使用することが
可能である。
[Embodiment 2] FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the common pseudo power supply line V is provided on one side (right side in the drawing) sandwiching the middle logic circuits M1 to M3 (middle logic circuit group).
A, VB and common control lines CSB, CS are provided, and common pseudo power supply lines VA ', VB' and common control lines CSB ', CS' are provided on the other side (left side in the drawing). The common pseudo power supply lines VA 'and VB' and the common control lines CSB 'and CS' are connected to the common pseudo power supply lines VA and VB and the common control line CS.
Similarly to B and CS, the lines in the middle logic circuits M1 to M3 are connected. With this configuration, current is supplied through the common pseudo power supply lines VA and VA ′,
Further, the current flows out through the common pseudo power supply lines VB and VB ', and the conduction resistance becomes smaller, and the power supply potential fluctuation is further suppressed.
In this embodiment, the common control lines CSB 'and CS' are provided on the other side sandwiching the middle logic circuit group.
B ', CS' are not provided, that is, the common control line CS
The configuration may be such that only B and CS are provided. CSB ', C
When S'is provided, it can be used as a spare.

【0016】また、上述した各実施例においては、中論
理回路を3段としたが、3段に限るものでないことは言
うまでもない。また、論理ゲートG1〜Gnは、種々の
論理ゲート(例えば、アンドゲート、オアゲート、ナン
ドゲート、ノアゲートなど)が考えられ、各種論理ゲー
トを複数接続した構成としてもよい。また、上述した実
施例においては、QA1〜QA3、QB1〜QB3、論
理ゲートG1〜Gnを構成するトランジスタをMOSF
ETとしたが、すなわち絶縁ゲート形の電界効果トラン
ジスタとしたが、接合形の電界効果トランジスタを用い
てもよい。また、共通疑似電源線VA,VBや共通制御
線CSB,CSは、電源セルSLn+1内に入れるよう
にしてもよい。また、中論理回路M1における電源セル
SLn+1は、必ずしも端に設ける必要はなく、任意の
位置に配置してよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the middle logic circuit has three stages, but it goes without saying that it is not limited to three stages. Various logic gates (for example, AND gate, OR gate, NAND gate, NOR gate, etc.) can be considered as the logic gates G1 to Gn, and a plurality of various logic gates may be connected. Further, in the above-described embodiment, the transistors forming QA1 to QA3, QB1 to QB3 and logic gates G1 to Gn are MOSF.
Although ET is used, that is, an insulated gate field effect transistor is used, a junction type field effect transistor may be used. Further, the common pseudo power supply lines VA and VB and the common control lines CSB and CS may be placed in the power supply cell SLn + 1. Further, the power supply cell SLn + 1 in the middle logic circuit M1 does not necessarily have to be provided at the end, and may be arranged at any position.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、各中論理回路の第1の疑似電源線を相互
に第1の共通疑似電源線を介して接続し、各中論理回路
の第2の疑似電源線を相互に第2の共通疑似電源線を介
して接続し、各中論理回路の第1の電力制御用電界効果
トランジスタのゲートを相互に第1の共通制御線を介し
て接続し、各中論理回路の第2の電力制御用電界効果ト
ランジスタのゲートを相互に第2の共通制御線を介して
接続したので、例えば、最上段の中論理回路に配置され
た小論理回路が全て同時にスイッチングされた場合、最
上段の中論理回路の第1の電力制御用電界効果トランジ
スタのみでなく、他の中論理回路の第1の電力制御用電
界効果トランジスタからも第1の共通疑似電源線を介し
て、最上段の中論理回路の第1の疑似電源線へ電流が流
れ込み、また、最上段の中論理回路の第2の電力制御用
電界効果トランジスタのみでなく、他の中論理回路の第
2の電力制御用電界効果トランジスタからも第2の共通
疑似電源線を介して、最上段の中論理回路の第2の疑似
電源線からの電流が流出し、上記小論理回路の電源端子
間に与えられる電位差が電源電圧にほゞ等しくなり、十
分な速度性能が得られるようになり、支障なく高速化を
実現することが可能となる。また、第1および第2の共
通制御線を第1および第2の制御信号端子に接続し、こ
の第1および第2の制御信号端子に制御信号を与えるも
のとすれば、全ての中論理回路の第1および第2の電力
制御用電界効果トランジスタのゲートに制御信号が届く
ものとなり、外部からの制御信号線の接続数を低減し、
小面積化を実現することが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the first pseudo power supply lines of each middle logic circuit are connected to each other through the first common pseudo power supply line, and each middle logic circuit is connected. The second pseudo power supply lines of the circuit are mutually connected through the second common pseudo power supply line, and the gates of the first power control field effect transistors of the respective middle logic circuits are mutually connected to the first common control line. Since the gates of the second power control field-effect transistors of each middle logic circuit are connected to each other through the second common control line, for example, the small logic circuits arranged in the top middle logic circuit are connected. When all the logic circuits are switched at the same time, not only the first power control field-effect transistor of the middle logic circuit in the uppermost stage but also the first power control field-effect transistor of the other middle logic circuit becomes the first power control field effect transistor. Through the common pseudo power supply line A current flows into the first pseudo power supply line of the circuit, and not only the second power control field effect transistor of the uppermost middle logic circuit but also the second power control field effect transistor of the other middle logic circuit. Also flows out from the second pseudo power supply line of the uppermost middle logic circuit via the second common pseudo power supply line, and the potential difference applied between the power supply terminals of the small logic circuit is almost equal to the power supply voltage. It becomes equal, sufficient speed performance can be obtained, and high speed can be realized without any trouble. Further, if the first and second common control lines are connected to the first and second control signal terminals and the control signal is given to the first and second control signal terminals, all middle logic circuits The control signal reaches the gates of the first and second electric power control field effect transistors, and the number of external control signal lines is reduced,
It is possible to reduce the area.

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

【図1】本発明の一実施例(実施例1)を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an example (Example 1) of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例(実施例2)を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment (Example 2) of the present invention.

【図3】従来のMT−CMOS回路を例示する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional MT-CMOS circuit.

【図4】MT−CMOS対応のスタンダードセルを用い
た従来の回路例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional circuit example using a standard cell compatible with MT-CMOS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SL1〜SLn+1 スタンダードセル G1〜Gn 論理ゲート QA1〜QA3 電力制御用MOSFET QB1〜QB3 電力制御用MOSFET VDD 実電源線(高電位) GND 実電源線(低電位) VA 共通疑似電源線(高電位) VB 共通疑似電源線(低電位) VA1〜VA3 疑似電源線(高電位) VB1〜VB3 疑似電源線(低電位) CS,CSB 共通制御線 CS1〜CS3,CSB1〜CSB3 制御線 SL1 to SLn + 1 standard cells G1 to Gn logic gates QA1 to QA3 power control MOSFETs QB1 to QB3 power control MOSFETs VDD actual power supply line (high potential) GND actual power supply line (low potential) VA common pseudo power supply line (high potential) VB Common pseudo power line (low potential) VA1 to VA3 Pseudo power line (high potential) VB1 to VB3 Pseudo power line (low potential) CS, CSB Common control line CS1 to CS3, CSB1 to CSB3 Control line

フロントページの続き (72)発明者 山田 順三 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内Front page continuation (72) Inventor Junzo Yamada 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低しきい値の電界効果トランジスタから
なる第1〜第nの小論理回路と、この第1〜第nの小論
理回路の電源端子の一方に接続された第1の疑似電源線
と、前記第1〜第nの小論理回路の電源端子の他方に接
続された第2の疑似電源線と、前記第1の疑似電源線と
第1の実電源線との間に接続された高しきい値の第1の
電力制御用電界効果トランジスタと、前記第2の疑似電
源線と第2の実電源線との間に接続された高しきい値の
第2の電力制御用電界効果トランジスタとを備えてなる
中論理回路をm段有してなる論理回路において、 前記各中論理回路の第1の疑似電源線が相互に第1の共
通疑似電源線を介して接続され、 前記各中論理回路の第2の疑似電源線が相互に第2の共
通疑似電源線を介して接続され、 前記各中論理回路の第1の電力制御用電界効果トランジ
スタのゲートが相互に第1の共通制御線を介して接続さ
れ、 前記各中論理回路の第2の電力制御用電界効果トランジ
スタのゲートが相互に第2の共通制御線を介して接続さ
れていることを特徴とする論理回路。
1. A first to nth small logic circuit composed of a low threshold field effect transistor, and a first pseudo power supply connected to one of power supply terminals of the first to nth small logic circuits. Line, a second pseudo power source line connected to the other of the power source terminals of the first to nth small logic circuits, and a line connected between the first pseudo power source line and the first real power source line. And a high threshold first power control field effect transistor, and a high threshold second power control electric field connected between the second pseudo power line and the second real power line. In a logic circuit having m stages of middle logic circuits each including an effect transistor, the first pseudo power supply lines of each of the middle logic circuits are connected to each other through a first common pseudo power supply line, The second pseudo power supply lines of each middle logic circuit are connected to each other through the second common pseudo power supply line, The gates of the first power control field effect transistors of the circuit are mutually connected via the first common control line, and the gates of the second power control field effect transistors of the middle logic circuits are second to each other. A logic circuit characterized in that they are connected via a common control line.
【請求項2】 低しきい値の電界効果トランジスタから
なる第1〜第nの小論理回路と、この第1〜第nの小論
理回路の電源端子の一方に接続された第1の疑似電源線
と、前記第1〜第nの小論理回路の電源端子の他方に接
続された第2の疑似電源線と、前記第1の疑似電源線と
第1の実電源線との間に接続された高しきい値の第1の
電力制御用電界効果トランジスタと、前記第2の疑似電
源線と第2の実電源線との間に接続された高しきい値の
第2の電力制御用電界効果トランジスタとを備えてなる
中論理回路をm段有してなる論理回路において、 前記各中論理回路の第1の疑似電源線が相互に第1なら
びに第3の共通疑似電源線を介して接続され、 前記各中論理回路の第2の疑似電源線が相互に第2なら
びに第4の共通疑似電源線を介して接続され、 前記各中論理回路の第1の電力制御用電界効果トランジ
スタのゲートが相互に第1の共通制御線を介して接続さ
れ、 前記各中論理回路の第2の電力制御用電界効果トランジ
スタのゲートが相互に第2の共通制御線を介して接続さ
れ、 前記第1および第2の共通疑似電源線,前記第1および
第2の共通制御線が前記中論理回路群を挟む一方側に設
けられ、 前記第3および第4の共通疑似電源線が前記中論理回路
群を挟む他方側に設けられていることを特徴とする論理
回路。
2. A first to nth small logic circuit composed of a low threshold field effect transistor, and a first pseudo power supply connected to one of power supply terminals of the first to nth small logic circuits. Line, a second pseudo power source line connected to the other of the power source terminals of the first to nth small logic circuits, and a line connected between the first pseudo power source line and the first real power source line. And a high threshold first power control field effect transistor, and a high threshold second power control electric field connected between the second pseudo power line and the second real power line. In a logic circuit having m stages of middle logic circuits each including an effect transistor, the first pseudo power supply lines of each of the middle logic circuits are mutually connected through first and third common pseudo power supply lines. The second pseudo power supply lines of each of the middle logic circuits are mutually connected via the second and fourth common pseudo power supply lines. Connected, the gates of the first power control field effect transistors of the middle logic circuits are connected to each other via a first common control line, and the second power control field effect transistors of the middle logic circuits are connected to each other. Are connected to each other via a second common control line, and the first and second common pseudo power supply lines and the first and second common control lines are provided on one side sandwiching the middle logic circuit group. A logic circuit provided, wherein the third and fourth common pseudo power supply lines are provided on the other side sandwiching the middle logic circuit group.
【請求項3】 請求項1又は2において、低しきい値の
電界効果トランジスタ、高しきい値の第1および第2の
電界効果トランジスタがMOSFETであることを特徴
とする論理回路。
3. The logic circuit according to claim 1, wherein the low-threshold field effect transistor and the high-threshold first and second field effect transistors are MOSFETs.
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