JPH0746108A - Cmosアナログスイッチ - Google Patents

Cmosアナログスイッチ

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Publication number
JPH0746108A
JPH0746108A JP5186290A JP18629093A JPH0746108A JP H0746108 A JPH0746108 A JP H0746108A JP 5186290 A JP5186290 A JP 5186290A JP 18629093 A JP18629093 A JP 18629093A JP H0746108 A JPH0746108 A JP H0746108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input terminal
signal input
gate
potential
control signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5186290A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Otake
久雄 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP5186290A priority Critical patent/JPH0746108A/ja
Publication of JPH0746108A publication Critical patent/JPH0746108A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 最高電位と最低電位との差が小さい場合にオ
ン抵抗が極めて大きくなってしまうか非導通状態になっ
てしまうことなく、低電源電圧でも安定に動作するCM
OSアナログスイッチを提供する。 【構成】 NMOSトランジスタをゲート,ソース,バ
ックゲート同士がそれぞれ共通接続された第1及び第2
のNMOSトランジスタ5,6で構成し、共通接続され
たソースとバックゲートとをさらに接続し、第1のNM
OSトランジスタ5のドレインをアナログ信号入力端子
1に、第2のNMOSトランジスタ6のドレインをアナ
ログ信号出力端子2に、共通接続されたゲートを第1の
制御信号入力端子3にそれぞれ接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCMOS(相補型金属酸
化膜半導体素子)を用いたCMOSアナログスイッチに
関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のCMOSアナログスイッチ
の構成回路図を示したものである。PMOSFET7と
NMOSFET11のソース及びドレインがそれぞれ共
通接続されソースはアナログ信号入力端子1にドレイン
はアナログ信号出力端子2にそれぞれ接続される。また
PMOSFET7のゲートは第2の制御信号入力端子4
にNMOSFET11のゲートは第1の制御信号入力端
子3に接続される。NMOSFET11のバックゲー
ト、即ちP−ウエル層は最低電位VSSに、PMOSF
ET7のバックゲート、即ちシリコン基板は最高電位V
DDにそれぞれ接続される。第2の制御信号入力端子4
には第1の制御信号入力端子3に供給される信号を反転
した信号が与えられる。
【0003】ここで第1の制御信号入力端子3にVDD
の電位が与えられるとNMOSFET11のゲート電位
はVDDとなり、NMOSFET11は導通状態とな
る。同時に第2の制御信号入力端子4にVSSの電位が
与えられるとPMOSFET7のゲート電位がVSSと
なり、PMOSFET7も導通状態となる。従って第1
の制御信号入力端子3にVDDの電位、第2の制御信号
入力端子4にVSSの電位が与えられるとこのアナログ
スイッチは導通状態となり、アナログ信号入力端子1か
らアナログ信号出力端子2へ信号が伝達される。
【0004】次に第1の制御信号入力端子3にVSSの
電位が与えられるとNMOSFET11はゲート電圧が
VSS電位となるため非導通状態となる。同時に第2の
制御信号入力端子4にVDDの電位が与えられるとPM
OSFET7のゲート電圧がVDD電位となるためPM
OSFET7も非導通状態となる。従って第1の制御信
号入力端子3にVSS電位が与えられ第2の制御信号入
力端子4にVDD電位が与えられるとこのアナログスイ
ッチは非導通状態となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのCMOSア
ナログスイッチは導通時の抵抗(以下オン抵抗という)
がアナログ信号入力端子1からアナログ信号出力端子2
へ伝送されるアナログ信号の電位VA によって大きく変
化する。特に最高電位VDDと最低電位VSSとの差が
小さい場合にはPMOSFET7のオン抵抗とNMOS
FET11のオン抵抗とが共に大きくなり、並列接続さ
れた両MOSFETによるスイッチのオン抵抗が極めて
大きくなるアナログ信号電位VA が存在してしまう。
【0006】図3は従来のスイッチのオン抵抗RONを表
わす特性図である。縦軸はオン抵抗値を、横軸はスイッ
チのアナログ信号入力端子1に入力される電位VA をそ
れぞれ示している。RP1はPMOSFET7のオン抵
抗,RN1はNMOSFET11のオン抵抗,RT1はこの
CMOSスイッチの合成オン抵抗をそれぞれ表わしてい
る。
【0007】ここでNMOSFET11は、ソース電位
A が電位VSSに近い場合ゲート・ソース間電圧がF
ETのしきい値電圧を十分越えオン抵抗は十分小さくな
るがソース電位VA が上昇するにつれてゲート・ソース
間電圧が減少してFETのしきい値に近づき、オン抵抗
が増大する。ここでソース電位VA が上昇するとNMO
SFET11のバックゲートはVSSの電位に固定とな
っているためソースとバックゲートとの電位差すなわち
バックゲートバイアスが増大し前述したFETのしきい
値電圧自体が増大する。
【0008】このためソース電位VA が上昇するとオン
抵抗は急激に増大する。同様にPMOSFET7におい
てもソース電位VA が電位VDDに近いとゲート・ソー
ス間電圧FETのしきい値電圧を十分越え、オン抵抗は
十分小さくなるがソース電位VA が下降するにつれてゲ
ート・ソース間電圧が減少してしきい値に近づくと共に
バックゲートバイアスが増大してしきい値が増大し、オ
ン抵抗が急激に増大する。従って従来のCMOSアナロ
グスイッチでは最高電位VDDと最低電位VSSとの差
が小さい場合にオン抵抗が極めて大きくなるか或いは非
導通状態になってしまうという問題点があった。
【0009】本発明は上述した最高電位と最低電位との
差が小さい場合にオン抵抗が極めて大きくなってしまう
か非導通状態になってしまうという問題点を解消するた
めになされたもので低電源電圧でも安定に動作するCM
OSアナログスイッチを提供する事を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、PMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタのソース及びドレイン
同士をそれぞれ共通接続し、前記ソースをアナログ信号
入力端子に、前記ドレインをアナログ信号出力端子に接
続し、前記NMOSトランジスタのゲートを第1の制御
信号入力端子に、前記PMOSトランジスタのゲートを
第2の制御信号入力端子に接続してなるCMOSアナロ
グスイッチにおいて、前記NMOSトランジスタをゲー
ト,ソース,バックゲート同士がそれぞれ共通接続され
た第1及び第2のNMOSトランジスタで構成し、前記
共通接続されたソースとバックゲートとをさらに接続
し、前記第1のNMOSトランジスタのドレインを前記
アナログ信号入力端子に、前記第2のNMOSトランジ
スタのドレインを前記アナログ信号出力端子に、前記共
通接続されたゲートを前記第1の制御信号入力端子にそ
れぞれ接続したものである。
【0011】
【作用】本発明では2個のNMOSFETのソースとバ
ックゲートとを全て共通接続し第1のFETのドレイン
を系の入力端子に、第2のドレインを系の出力端子に接
続して1個のPMOSFETのソースを系の入力端子
に、ドレインを系の出力端子に接続した構成を採用して
いる。従ってNMOSFETにおいてバックゲートバイ
アス効果が発生しない。従って最高電位と最低電位との
差が小さい場合にもスイッチのオン抵抗があまり大きく
ならない。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例にかかるCMOSア
ナログスイッチの構成回路図を示したものである。本発
明では2つのNMOSトランジスタと1つのPMOSト
ランジスタとを用いて回路を構成する。第1のNMOS
FET5のドレインDはアナログ信号入力端子1に接続
され、ゲートGは第1の制御信号入力端子3に接続され
る。そしてソースSとバックゲートB(即ちP−ウエ
ル)とは共に第2のNMOSFET6のソースSとバッ
クゲートBとに共通接続される。
【0013】第2のNMOSFET6のドレインDはア
ナログ信号出力端子2に接続され、ゲートGは第1の制
御信号入力端子3に接続される。PMOSFET7のソ
ースSはアナログ信号入力端子1に接続され、ゲートG
は第2の制御信号入力端子4に接続され、ドレインDは
アナログ信号出力端子2に接続され、バックゲートBは
最高電位VDDに接続される。第2の制御信号入力端子
4に入力される制御信号は第1の制御信号入力端子3に
入力される制御信号を反転した信号として与えられる。
【0014】第1の制御信号入力端子3にVDDの電位
が与えられると第1のNMOSFET5及び第2のNM
OSFET6のゲート電圧はVDD電位となる。ここで
第1のNMOSFET5及び第2のNMOSFET6の
しきい値電圧がほぼ等しいとして、これをVTN(VTN
0)とするとアナログ信号入力端子1の電位VA がVA
<VDD−VTNの時、第1のNMOSFET5及び第2
のNMOSFET6は導通状態となる。同時に第2の制
御信号入力端子4にVSS電位(VDD電位の反転電
位)が与えられるとPMOSFET7のゲート電圧はV
SS電位となる。ここでPMOSFET7のしきい値を
TP(VTP<0)とすると電位VA がVA>VSS−V
TPの時にPMOSFET7は導通状態となる。すなわち
第1の制御信号入力端子3にVDD電位が与えられ第2
の制御信号入力端子4にVSS電位が与えられると、こ
のCMOSアナログスイッチは導通状態となる。
【0015】次に第1の制御信号入力端子3にVSS電
位が与えられると第1のNMOSFET5及び第2のN
MOSFET6のゲート電圧はVSS電位となり、第1
のNMOSFET5及び第2のNMOSFET6は非導
通状態となる。同時に第2の制御信号入力端子4にVD
D電位が与えられるとPMOSFET7のゲート電圧は
VDD電位となりPMOSFET7は非導通状態とな
る。すなわち第1の制御信号入力端子3にVSS電位が
与えられ第2の制御信号入力端子4にVDD電位が与え
られると、このCMOSアナログスイッチは非導通状態
となる。
【0016】最高電位VDDと最低電位VSSとの差が
小さい場合のスイッチのオン抵抗RONの状態を図4に示
す。縦軸及び横軸の関係は図3に示す特性図と同様であ
る。RP2はPMOSFET7のオン抵抗であり、図3に
示すオン抵抗RP1と同一の抵抗値を示す。RN2は第1の
NMOSFET5及び第2のNMOSFET6のオン抵
抗の和を示す。第1のNMOSFET5及び第2のNM
OSFET6のバックゲートBはソースSに接続されて
いるので導通状態においてバックゲートBの電位はVA
となりバックゲートバイアス効果は発生しない。すなわ
ち第1のNMOSFET5及び第2のNMOSFET6
のしきい値VTNは電位VA の値に依存しないことにな
る。
【0017】従ってアナログ信号入力電位VA が上昇し
ても第1のNMOSFET5と第2のNMOSFET6
のオン抵抗は急激には増大しない。そのためこのスイッ
チの合成されたオン抵抗RT2は図3に示す従来のスイッ
チのオン抵抗RT1に比べて平坦な特性を持つ。すなわち
最高電位VDDと最低電位VSSとの差が小さい場合に
も良好なオン抵抗RONを持つCMOSアナログスイッチ
が実現できる。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では2
個のNMOSFETを用いソースとバックゲートとを全
て共通接続して第1のNMOSFETのドレインを系の
入力端子に、第2のNMOSFETのドレインを系の出
力端子に接続した構成を採用したためNMOSFETに
おいてバックゲートバイアス効果が発生しない。従って
最高電位と最低電位との差が小さい場合でもスイッチの
オン抵抗があまり大きくならないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るCMOSアナログスイ
ッチの構成回路図。
【図2】従来のCMOSアナログスイッチの構成回路
図。
【図3】従来のスイッチのオン抵抗RONの変化を示す特
性図。
【図4】本発明のスイッチのオン抵抗RONの変化を示す
特性図。
【符号の説明】 1 アナログ信号入力端子 2 アナログ信号出力端子 3 第1の制御信号入力端子 4 第2の制御信号入力端子 5 第1のNMOSFET 6 第2のNMOSFET 7 PMOSFET S ソース G ゲート D ドレイン B バックゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PMOSトランジスタとNMOSトラン
    ジスタのソース及びドレイン同士をそれぞれ共通接続
    し、前記ソースをアナログ信号入力端子に、前記ドレイ
    ンをアナログ信号出力端子に接続し、前記NMOSトラ
    ンジスタのゲートを第1の制御信号入力端子に、前記P
    MOSトランジスタのゲートを第2の制御信号入力端子
    に接続してなるCMOSアナログスイッチにおいて、 前記NMOSトランジスタをゲート,ソース,バックゲ
    ート同士がそれぞれ共通接続された第1及び第2のNM
    OSトランジスタで構成し、 前記共通接続されたソースとバックゲートとをさらに接
    続し、 前記第1のNMOSトランジスタのドレインを前記アナ
    ログ信号入力端子に、前記第2のNMOSトランジスタ
    のドレインを前記アナログ信号出力端子に、前記共通接
    続されたゲートを前記第1の制御信号入力端子にそれぞ
    れ接続した事を特徴とするCMOSアナログスイッチ。
JP5186290A 1993-07-28 1993-07-28 Cmosアナログスイッチ Pending JPH0746108A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5186290A JPH0746108A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 Cmosアナログスイッチ

Applications Claiming Priority (1)

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JP5186290A JPH0746108A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 Cmosアナログスイッチ

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Publication Number Publication Date
JPH0746108A true JPH0746108A (ja) 1995-02-14

Family

ID=16185730

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5186290A Pending JPH0746108A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 Cmosアナログスイッチ

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JP (1) JPH0746108A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046622A (en) * 1997-07-16 2000-04-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Electronic analogue switch
CN105680841A (zh) * 2015-12-29 2016-06-15 龙迅半导体(合肥)股份有限公司 开关模块及其控制方法
CN108832921A (zh) * 2018-09-03 2018-11-16 北方电子研究院安徽有限公司 一种消除衬底偏置效应的模拟开关控制电路

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