JPH0795015A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0795015A
JPH0795015A JP5237864A JP23786493A JPH0795015A JP H0795015 A JPH0795015 A JP H0795015A JP 5237864 A JP5237864 A JP 5237864A JP 23786493 A JP23786493 A JP 23786493A JP H0795015 A JPH0795015 A JP H0795015A
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JP
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transistor
semiconductor integrated
integrated circuit
flip
circuit
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JP5237864A
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Inventor
Toshiya Nakano
俊哉 中野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/013Modifications of generator to prevent operation by noise or interference
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/287Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable using additional transistors in the feedback circuit

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイポーラ形のフリップフロップ回路を含む
半導体集積回路において、フリップフロップ回路が、外
来ノイズによる電源およびグランドの電位の変動により
P型拡散抵抗が持つ寄生容量を介して流れる電流により
誤動作することを防止、あるいは誤動作を極力抑えるよ
うにすることを目的とする。 【構成】 フリップフロップ回路10aのセットおよび
リセットの少なくとも一方を直接行うバイポーラトラン
ジスタQ3、Q4のベースに、それぞれバイポーラトラ
ンジスタQ1とQ2、バイポーラトランジスタQ5とQ
6からなる2段のインバータ回路を接続し、バイポーラ
トランジスタQ3、Q4のベースに直接、P型拡散抵抗
で形成される抵抗が接続されないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、バイポーラ形のリッ
プフロップ回路を含む半導体集積回路、特に、フリップ
フロップ回路の外来ノイズによる誤動作防止に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】バイポーラ形のフリップフロップ回路は
様々な分野の回路で使用されているが、ここでは特に点
火プラグのスパークにより発生される点火ノイズの影響
を受け易い、自動車および二輪車等に搭載されている装
置の制御回路のフリップフロップ回路を例に挙げて説明
する。
【0003】図9は自動車および二輪車に搭載された例
えばアンチロック・ブレーキ・システム(以下ABSと
する)の制御回路に使用されている従来の半導体集積回
路中の1つのフリップフロップ回路(以下F/F回路と
する)の回路図を示す。図9のF/F回路10はReset
優先の回路であり、I3、I6およびI7は定電流源(流れ
る電流も示す)、Q3、Q4、Q7、Q8およびQ9は
バイポーラトランジスタ(以下トランジスタとする)、R
3、R4、R5およびR6は抵抗、Setはセット端子、
Resetはリセット端子、OUTは出力端子、Vccは電
源、GNDはグランドである。このF/F回路10で
は、トランジシタQ3、Q4、Q7、Q8でF/F回路
のセットおよびリセットが行われ、信号Qおよび信号Q
バーを得る。そして信号Qをインバータを構成するトラ
ンジシタQ9で反転させて、出力端子OUTの出力Qバ
ーを得ている。抵抗R3とR4はトランジスタQ4とQ
9のベースへの信号Qを均等に供給するためのバランス
抵抗であり、同様に抵抗R5とR6もSet端子の信号が
トランジスタQ3のベースと他のブロックの例えばトラ
ンジスタ(図示せず)に均等に供給されるようにするため
のバランス抵抗である。この回路は、ABSの制御用モ
ータの異常が検出された時に、ABS全体を制御する例
えばマイクロコンピュータ(共に図示せず)にアンチロッ
ク・ブレーキ制御を中止し、通常のブレーキ制御を行わ
せるように信号を発生するためのF/F回路の1つので
ある。Set端子には例えば、制御用モータの過熱を検出
するセンサあるいは過電流を検出する回路(共に図示せ
ず)からの異常信号が入力され、これに従って出力端子
OUTからABSのマイクロコンピュータに、アンチロ
ック・ブレーキ制御を中止させるための信号が供給され
る。このF/F回路は、モータの過熱検出センサおよび
過電流検出回路等のそれぞれの異常信号毎に設けられて
いる。
【0004】次に、図9のF/F回路の動作を説明す
る。一例として、このF/F回路はABSの制御用モー
タの過電流検出回路からの異常信号を受けるものとして
説明する。Set端子には過電流検出回路からの信号が接
続され、出力端子OUTにはABSのマイクロコンピュ
ータが接続されているものとする。過電流検出回路に接
続されたSet端子には通常(異常が検出されていない時)
は、Lレベルの信号が印加されている。Reset端子には
電源投入直後にHレベルのリセット信号が入力される
が、その後はLレベルを維持する。この状態ではトラン
ジスタQ3、Q4、Q8、Q9はオフ、トランジスタQ
7はオンしており、従って信号QはLレベル、出力端子
OUTの出力となる出力QバーはHレベルである。すな
わち正常な状態では、マイクロコンピュータへはHレベ
ルの信号が供給されている。そして、過電流検出回路で
モータに過電流が流れたことが検出されるとSet端子に
Hレベルの信号が入力される。これにより、トランジス
タQ3がオンし信号QバーがLレベルになり、これによ
りトランジスタQ7がオフする。従って信号QはHレベ
ルになりトランジスタQ4およびQ9がオンするので、
出力端子OUTからの出力QバーはLレベルとなり、接
続されたマイクロコンピュータに異常、すなわち過電流
が発生したことを知らせる。これによりマイクロコンピ
ュータはアンチロック・ブレーキ制御を中止し、通常の
ブレーキ制御に切り換える。
【0005】ところで、このような構成のF/F回路で
は、激しい単発的なノイズ(この場合は点火ノイズ)が電
源VccあるいはGNDに発生すると、後述する半導体基
板の寄生容量からトランジスタQ3、Q4のベースに一
瞬、電流が供給され、誤動作(F/F回路の誤ラッチ)に
至ることがあった。この誤動作について以下に説明す
る。
【0006】図10には、半導体基板100上にP型拡
散抵抗として形成される図9の各抵抗R3〜R6の1つ
の抵抗を断面図で示した。図10において、1は図9の
1つの抵抗を形成する抵抗体で、分離拡散と呼ばれるP
型拡散領域2(P+)で囲まれたN型のエピタキシャル層
3内(島と呼ばれる)に形成される。実際にはこのエピタ
キシャル層3内に、幾つかの抵抗体1が形成されてい
る。また、抵抗の島であるエピタキシャル層3は抵抗体
1に逆バイアスを掛けて絶縁するために、抵抗体1より
も高電位でかつ安定した電位であることが必要であり、
一般には電源電圧Vccの電位に固定されている。3aは
エピタキシャル層3を電源に接続するための電源接続用
端子である。
【0007】抵抗体1とエピタキシャル層3の間には逆
バイアス電圧が印加されているために、微小ながら図1
0に破線で示すように寄生容量4が発生する。これらの
寄生容量は図9のF/F回路では破線で示す容量4a〜
4dで示される。一般にPN接合に逆バイアスを印加す
ると接合容量が寄生容量として発生する。そしてこれら
の寄生容量4が、電源VccあるいはGNDの変動が大き
い場合、F/F回路に誤動作を起こさせる。自動車ある
いは二輪車等に搭載された半導体集積回路の場合、点火
プラグのスパークにより発生する点火ノイズの影響を受
ける。図11の(a)には点火ノイズによって反転してし
まう図9の回路の出力端子OUTの出力Qバーの波形、
(b)には点火ノイズを受けた電源電圧Vccの波形をそれ
ぞれ示す。図11の(b)において、Vは10Vの電圧
幅、Tは4μsの時間幅をそれぞれ示す。そして(a)の
出力Qバーは点火ノイズによってHレベルからLレベル
へ反転してしまう。すなわち、点火ノイズ等の激しい単
発的なノイズが電源VccあるいはGNDに発生すると、
半導体基板の寄生容量からトランジスタQ3、Q4(図
9参照)のベースに一瞬電流が供給されて、誤動作に至
ることがあった。
【0008】この誤動作のメカニズムは次のように考え
られる。 (a)まず、Set信号およびReset信号が共にLレベル、
信号QがLレベル、信号QバーがHレベルの通常の状態
では、トランジスタQ3、Q4、Q8はオフ、Q7はオ
ンしている。 (b)この状態の回路に、点火ノイズ等の外来ノイズが入
り、電源VccあるいはGNDが変動する。 (c)すると、図9に示すように電源Vccから寄生容量4
aあるいは4bを介し抵抗R3あるいはR5に電流が流
れる。この時、トランジスタQ3あるいはQ4のベース
に電流が流れ、この電流値が該トランジスタのコレクタ
電流の数分の1〜数十分の1程度に達すると、トランジ
スタQ3あるいはQ4はオンすることがある。例えば電
流I3が50μAなら、数μAの電流がトランジスタQ
3あるいはQ4のベースに流れると該トランジスタはオ
ンしうる。 (d)これにより、F/F回路がセットされ、出力Qバー
がHレベルからLレベルに反転してしまう。これは、本
来のSet信号によるものではないので、誤動作というこ
とになり、異常が発生していないのに異常を発生する信
号がABSのマイクロコンピュータに出力され、ABS
がアンチロック・ブレーキ制御を中止し、通常のブレー
キ制御に切り換わってしまう。 なお、上記の説明では誤セットを例に挙げて説明した
が、当然、誤リセットもありうる。また、ここで問題に
なるのは、例えばトランジスタがオフ状態からオン状態
になり、このオン状態でラッチがかかるのが問題とされ
ており、ラッチがかからない一過性の変動は問題にする
必要はない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のバイポーラ形の
フリップフロップ回路を含む半導体集積回路は以上のよ
うに構成されていたので、外来ノイズにより誤動作を起
こす可能性があるという問題点があった。
【0010】この発明は上記のような課題を解消すつた
めになされたもので、外来ノイズにより誤動作すること
のない、あるいは誤動作を極力抑えた半導体集積回路を
得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明の第1の発明は、バイポーラ形のフリップフロップ
回路を含む半導体集積回路において、上記フリップフロ
ップ回路のセットおよびリセットの少なくとも一方を行
うトランジスタのベースにP型拡散抵抗を直接接続しな
いようにし、上記各トランジスタのベースの電流がノイ
ズにより変動するのを抑えて誤動作を防止した半導体集
積回路にある。
【0012】この発明の第2の発明では、セットおよび
リセットの少なくとも一方を行う上記トランジスタのベ
ースに、バイポーラトランジスタからなるインバータ回
路を2段、直列に接続したことを特徴とする請求項1の
半導体集積回路にある。
【0013】この発明の第3の発明では、セットおよび
リセットの少なくとも一方を行う上記トランジスタのう
ち、ベースに同一信号を受けるトランジスタを半導体基
板上に隣接して形成し、バランス抵抗が不要となるよう
にした請求項1の半導体集積回路にある。
【0014】この発明の第4の発明は、バイポーラ形の
フリップフロップ回路を含む半導体集積回路において、
上記フリップフロップ回路のセットおよびリセットの少
なくとも一方を行うトランジスタに、ターンオンを抑制
させるターンオン抑制素子を接続し、上記トランジスタ
がノイズにより誤動作するのを防止した半導体集積回路
にある。
【0015】この発明の第5の発明は、上記ターンオン
抑制素子が、上記トランジスタのベース−エミッタ間お
よびベース−コレクタ間のいずれかに接続された、ノイ
ズにより生じる電流を吸収するためのコンデンサからな
る請求項4の半導体集積回路にある。
【0016】この発明の第6の発明は、上記ターンオン
抑制素子が、エミッタ接地の上記トランジスタのベース
に接続された、該トランジスタのスレシホールドレベル
を上げるためのレベルシフト用ダイオードからなり、上
記トランジスタのノイズ耐量を向上させた請求項4の半
導体集積回路にある。
【0017】この発明の第7の発明は、上記ターンオン
抑制素子が、上記トランジスタのベース−エミッタ間に
接続された、ノイズにより生じた電流をトランジスタに
流れにくくするリークカット用抵抗からなる請求項4の
半導体集積回路にある。
【0018】この発明の第8の発明は、バイポーラ形の
フリップフロップ回路を含む半導体集積回路において、
半導体基板上の、上記フリップフロップ回路の抵抗がP
型拡散抵抗として形成されるN型のエピタキシャル層の
電源接続用端子に電位固定電源を接続し、ノイズによる
電源の変動に対して上記エピタキシャル層の電圧を安定
させ、上記P型拡散抵抗のもつ寄生容量から電流が流れ
にくくした半導体集積回路にある。
【0019】この発明の第9の発明は、バイポーラ形の
フリップフロップ回路を含む半導体集積回路において、
複数のトランジスタに均等に信号を供給するためのバラ
ンス抵抗がトランジスタのエミッタ−グランド間に接続
され、またエミッタからの出力にレベルシフト用トラン
ジスタを接続し、エミッタ電位が浮いても次段を確実に
オフできるようにした半導体集積回路にある。
【0020】この発明の第10の発明は、上記フリップ
フロップ回路のセットおよびリセットの少なくとも一方
を行うトランジスタのコレクタに流す電流のノイズによ
る電流との相対差を大きくし、該トランジスタのノイズ
耐量を向上させた請求項1〜9の半導体集積回路にあ
る。
【0021】
【作用】この発明の第1の発明による半導体集積回路で
は、フリップフロップ回路のセットおよびリセットの少
なくとも一方を行うトランジスタのベースにP型拡散抵
抗で形成された抵抗を直接接続しないようにしたので、
ノイズにより上記P型拡散抵抗のもつ寄生容量から電流
が流れて上記トランジスタのベース電流が変動して誤動
作するのを極力抑制している。
【0022】この発明の第2の発明による半導体集積回
路では、第1の発明の半導体集積回路に関し、特に、セ
ットおよびリセットの少なくとも一方を行う上記トラン
ジスタのベースに、バイポーラトランジスタからなるイ
ンバータ回路を2段、直列に接続し、ベースにP型拡散
抵抗を直接接続しないようにしている。
【0023】この発明の第3の発明による半導体集積回
路では、第1の発明の半導体集積回路に関し、特に、ベ
ースに同一信号を受けるトランジスタを半導体基板上に
隣接して形成することで各トランジスタの間で順方向電
圧VFのバラツキを最小限にし、これによりバランス抵
抗を不要にしている。
【0024】この発明の第4の発明による半導体集積回
路では、フリップフロップ回路のセットおよびリセット
の少なくとも一方を行うトランジスタに、ターンオンを
抑制させるようなターンオン抑制素子を接続し、各トラ
ンジスタがノイズにより誤動作するのを極力抑制してい
る。
【0025】この発明の第5の発明による半導体集積回
路では、第4の発明の半導体集積回路に関し、特に、上
記ターンオン抑制素子として、上記トランジスタのベー
ス−エミッタ間およびベース−コレクタ間のいずれかに
接続されたコンデンサを設け、これによりノイズにより
生じる電流を吸収するようにしている。
【0026】この発明の第6の発明による半導体集積回
路では、第4の発明の半導体集積回路に関し、特に、上
記ターンオン抑制素子として、エミッタ接地の上記トラ
ンジスタのベースに接続されたレベルシフト用ダイオー
ドを設け、これによりトランジスタのスレシホールドレ
ベルを上げてノイズ耐量を向上させている。
【0027】この発明の第7の発明による半導体集積回
路では、第4の発明の半導体集積回路に関し、特に、上
記ターンオン抑制素子として、上記トランジスタのベー
ス−エミッタ間に接続されたリークカット用抵抗を設
け、これによりノイズにより生じた電流をトランジスタ
に流れにくくしている。
【0028】この発明の第8の発明による半導体集積回
路では、半導体基板上の、上記フリップフロップ回路の
抵抗がP型拡散抵抗として形成されるN型のエピタキシ
ャル層の電源接続用端子に、ノイズによる電源の変動に
対して上記エピタキシャル層の電圧を安定させるため
に、例えば1つ或は複数の電位固定用ダイオードを直列
接続した電位固定電源を接続し、上記P型拡散抵抗のも
つ寄生容量を介して電流が流れにくくしている。
【0029】この発明の第9の発明による半導体集積回
路では、複数のトランジスタに均等に信号を供給するた
めのバランス抵抗がトランジスタのエミッタ−グランド
間に接続され、またエミッタからの出力にレベルシフト
用トランジスタを接続し、エミッタ電位が浮いても次段
が確実にオフてきるようにしている。
【0030】そしてこの発明の第10の発明による半導
体集積回路では、上記各半導体集積回路において、上記
フリップフロップ回路のセットおよびリセットの少なく
とも一方を行うトランジスタのコレクタに流す電流のノ
イズによる電流との相対差を大きくし、上記フリップフ
ロップ回路のセットおよびリセットの少なくとも一方を
行うトランジスタのベースにより大きい電流が流れない
と、トランジスタが誤動作に至らないようにしている。
【0031】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例による半
導体集積回路のバイポーラ形のフリップフロップ回路の
回路図である。図9に示す従来の回路と同一もしくは相
当する部分は同一符号で示す。図1のF/F回路10a
もReset優先の回路であり、I1〜I7は定電流源(流れ
る電流も示す)、Q1〜Q9はエミッタ接地のバイポー
ラトランジスタ、R1〜R6は抵抗である。トランジス
タQ1〜Q9のうち、トランジスタQ3、Q4、Q7、
Q8は従来と同様に、F/F回路のセットおよびリセッ
トの少なくとも一方を行うトランジスタである。インバ
ータを構成するトランジスタQ9は、信号Qを反転させ
て出力端子OUTに出力Qバーを得る。そしてトランジ
スタQ1、Q2が、トランジスタQ3のベースに接続さ
れる2段のインバータを構成し、同様に、トランジスタ
Q5、Q6が、トランジスタQ4のベースに接続される
2段のインバータを構成する。また抵抗R3とR4はト
ランジスタQ4、Q9のそれぞれのベースに供給される
信号Qのバランスをとるためのバランス抵抗であり、同
様に抵抗R5とR6もSet端子に入力された信号がトラ
ンジスタQ3のベースと他のブロックの例えばトランジ
スタ(図示せず)に均等に供給されるようにするためのバ
ランス抵抗である。この回路では、F/F回路10aの
セットおよびリセットを行うトランジスタQ3、Q4の
それぞれのベースに、2段のインバータを接続し、トラ
ンジスタQ3、Q4のベースに、P型拡散抵抗で形成さ
れる抵抗が直接接続されないようにしている。さらにト
ランジスタQ3、Q4の前段のインバータを形成するト
ランジスタQ2、Q5のベースに接続されている抵抗R
1、R2(P型拡散抵抗で形成されている)は、トランジ
スタQ3およびQ4を更にオンしにくくする方向に働
く。
【0032】次に、回路の動作について説明する。図1
において、Set信号およびReset信号が共にLレベル、
信号QがLレベル、信号QバーがHレベルの通常の状態
であるとする。このときノイズにより電源VCCもしくは
グランドGNDが激しく変動すると、従来例で述べた通
り、P型拡散抵抗で形成された各抵抗に電源から寄生容
量(図9および図10参照)を介し電流が供給される。し
かしながら、F/F回路を直接セットもしくはリセット
するトランジスタQ3、Q4、Q7、Q8のベースには
P型拡散抵抗で形成される抵抗は接続されていないの
で、ノイズによってトランジスタQ3、Q4、Q7、Q
8が一瞬でもオンすることはなくF/回路Fの誤動作は
発生しない。また更に、トランジスタQ3、Q4のそれ
ぞれの前段のトランジスタQ2、Q5のベースにはP型
拡散抵抗で形成された抵抗R1およびR2があり、ノイ
ズによりトランジスタQ2、Q5がオンすることになる
が、これらのトランジスタQ2、Q5のオンはむしろ、
トランジスタQ3、Q4をオンしにくくする方向に働
き、F/F回路として更にノイズ耐量の向上が図れる。
なお、上述したようにこの発明では、トランジスタがオ
フ状態からオン状態になり、このオン状態でラッチがか
かることを問題とし、これを解消したもので、ラッチが
かからない一過性の信号の変化は問題にする必要はな
い。
【0033】なお、信号QのラインからトランジスタQ
4のベースに直接接続していないのは、次の2点の理由
による。 (1) 第1の理由は、信号Qが2つのトランジスタQ
4、Q9に供給されるファンアウト2であるため、バラ
ンス抵抗が必要となるからである。(一般にファンアウ
ト2以上であると、信号を均等化するためにバランス抵
抗を入れることが望ましい。なぜならトランジスタの順
方向電圧VFのバラツキによっては、ベース電流のバラ
ンスが崩れ、特定のトランジスタにベース電流が集中
し、すべてのトランジスタがオンしないといった問題が
生じる可能性があるからである。)よって、信号Qをバ
ランス抵抗をつけたままトランジスタQ4のベースに直
接接続できないため、トランジスタQ5、Q6で構成さ
れる2段のインバータを追加し、トランジスタQ4のベ
ースにはP型拡散抵抗が直接付かないようにしている。 (2) 第2の理由は、半導体基板上のパターン配線によ
っては、信号QのラインからトランジスタQ4のベース
まで、クロスオーバー部分(2本の配線パターン同士が
交差する部分)無しに設計できない場合もあり、クロス
オーバー用として抵抗R3を必要とする場合、やはり2
段のインバータを付加することになる。すなわち、例え
ば図10に示すような半導体基板では回路の配線パター
ン部分は通常、アルミで形成されており、これらを直接
クロスオーバーさせるとショートする。そこで回路動作
に特に支障がない場合には、クロスオーバー部分の一方
の配線パターンをジャンパとしてのP型拡散抵抗で形成
する。このような抵抗として抵抗R3が形成される場合
があり、この場合も2段のインバータが必要になるとい
う意味である(但し、N型拡散抵抗を用いてクロスオー
バーすれば本2項は無視でき、主な理由は1項であ
る)。 また、トランジスタQ1、Q2も同様の理由により2段
のインバータを形成している。一方、トランジスタQ
7、Q8については、前段のトランジスタの出力がファ
ンアウト1であるため、2段のインバータを設けていな
い。
【0034】実施例2.図2はこの発明の2番目の実施
例による半導体集積回路のバイポーラ形のF/F回路の
回路図である。この実施例のF/F回路10bでは、図
1の回路10aに対してトランジスタQ3およびQ4の
ベースに接続されている2段のインバータをそれぞれ取
り除くことで、素子数の低減を図っている。信号Qのラ
インからの出力はファンアウト2であるが、この信号Q
につながるトランジスタQ4およびQ9を半導体基板上
に隣接して形成し、順方向電圧VFのバラッキを最小限
に抑えることでバランス抵抗をなくし、従って2段のイ
ンバータも必要なく、取り外している。なお、図2の信
号Qのラインはファンアウト2であるが、ファンアウト
3以上であっても同様である。
【0035】実施例3.図3はこの発明の3番目の実施
例による半導体集積回路のバイポーラ形のF/F回路の
回路図である。この実施例のF/F回路10cでは、図
9の従来のF/F回路10に対し、F/F回路のセット
およびリセットの少なくとも一方に直接関わるトランジ
スタQ3、Q4、Q7、Q8のうち、ベースにP型拡散
抵抗R3、R5が接続されているトランジスタQ3、Q
4に、ベース−エミッタ間にトランジスタのターンオン
抑制素子であるコンデンサC1、C2(容量)をそれぞれ
付加している。コンデンサ(バイパスコンデンサ)C1、
C2はMOS型コンデンサ、接合コンデンサ、およびチ
ツ化膜を利用したコンデンサのいずれかを半導体基板に
内蔵するか、或は半導体基板とは別体に形成された外付
けの素子として設けてもよい。これによりノイズによっ
て生ずる電流をコンデンサC1、C2が吸収し、トラン
ジスタQ3、Q4には流れにくくすることができる。
【0036】実施例4.図4に示すこの発明の4番目の
実施例によるF/F回路10dでは、図3のF/F回路
10cに対して、トランジスタQ3、Q4のコレクタ−
ベース間にコンデンサC3、C4を接続したもので、ミ
ラー効果が期待でき、コンデンサの容量が図3の実施例
のものに比べて小さくできる。理論からすれば、例えば
トランジスタQ3、Q4の電流増幅率hFEが100だと
すると、コンデンサの容量が図3のようにトランジスタ
のベース−エミッタ間に接続するのに比べて1/100
の容量で済むことになり、従ってコンデンサの占有面積
を小さくできる。
【0037】実施例5.図5はこの発明の5番目の実施
例による半導体集積回路のバイポーラ形のF/F回路の
回路図である。この実施例のF/F回路10eでは、図
9の従来のF/F回路10に対し、トランジスタのター
ンオン抑制素子として、トランジスタQ3、Q4のベー
スに、該トランジスタのスレシホールドレベルVthを上
げるためのレベルシフト用ダイオードD1、D2を接続
した。また、レベルシフト用ダイオードD3およびD4
は、それぞれダイオードD1、D2を付加したことでフ
ァンアウト2のバランスを崩さないために付加したもの
である。これにより、エミッタ接地のトランジスタQ
3、Q4のスレシホールドレベルVthを約2倍(通常約
0.65Vを約1.3Vにする)にでき、ノイズ耐量の向
上が図れる。
【0038】実施例6.図6はこの発明の6番目の実施
例による半導体集積回路のバイポーラ形のF/F回路の
回路図である。この実施例のF/F回路10fでは、図
9の従来のF/F回路10に対し、トランジスタのター
ンオン抑制素子として、トランジスタQ3、Q4のベー
ス−エミッタ間にリークカット用抵抗R7、R8をそれ
ぞれ付加したもので、ノイズにより生じた電流をトラン
ジスタQ3、Q4に流れにくくできる。これらのリーク
カット用抵抗R7、R8を付加したことで、ファンアウ
ト2のバランスが崩れないように、トランジスタQ9の
ベース−エミッタ間にもリークカット用抵抗R9を付加
している。
【0039】実施例7.図7はこの発明の7番目の実施
例による半導体集積回路の半導体基板の、P型拡散抵抗
が形成されるエピタキシャル層の電源接続用端子(例え
ば図10のエピタキシャル層3の電源接続用端子3a参
照)に接続される電位固定電源20の回路図である。こ
の実施例では、F/F回路は図9のF/F回路10と同
じ構成をとるが、トランジスタQ3、Q4のベースに接
続された抵抗R3、R5が形成されたエピタキシャル層
(P型拡散の島)に、電源VCCではなく、図7で示す電位
固定用素子である電位固定用ダイオードD10、D11
の2個分の順方向電圧(約1.3V)を電源として使用す
るもので、電源Vccの変動に対しても、電位固定電源2
0の電源電圧1.3Vは安定し、P型拡散抵抗のもつ寄
生容量から電流が流れにくくした。なお、電位固定用ダ
イオードの数は2個に限定されるものではなく、必要な
電源電圧にあわせて、例えば3個以上としてもよい。
【0040】実施例8.図8はこの発明の8番目の実施
例による半導体集積回路のバイポーラ形のF/F回路の
回路図である。この実施例のF/F回路10gでは、図
9の従来のF/F回路10に対し、ファンアウト2以上
の信号Qのバランス抵抗として、抵抗R10、R11を
トランジスタQ3、Q4のエミッタ−グランド間に接続
した。また、トランジスタQ9のエミッタ−グランド間
に接続された抵抗R12は、トランジスタQ4とQ9の
バランスをとるために付加したものである。またさら
に、トランジスタQ4のコレクタからトランジスタQ7
のベースにレベルシフト用ダイオードD5を付加し、ト
ランジスタQ3、Q4のエミッタの電位が浮いた場合
に、次段のトランジスタをオフできないといった不具合
を防いでいる。また、出力端子OUTに接続されたダイ
オードD6も同じ目的のためのものである。
【0041】実施例9.この発明の9番目の実施例は以
上の実施例に共通に適用可能であるが、F/F回路を直
接セットあるいはリセットするトランジスタに接続され
た定電流源I3およびI6の電流、ひいては該トランジス
タのコレクタ電流の、ノイズによる電流に対する相対差
を大きくすることで、ノイズ耐量の向上を図ることがで
きる。例えば、一般に定電流源I1〜I7の電流としては
数十μAの定電流を使うが、定電流源I3およびI6の電
流を数mAにし、ノイズでトランジスタQ3などのベー
スに数μAの電流が供給されてもトランジスタQ3の電
流増幅率hFEが100程度ならオンできないので、F/
F回路の誤動作に至らないで済む。
【0042】また、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、各実施例の組み合わせも当然可能であ
る。さらに、この発明は特に自動車や二輪車に搭載され
る半導体集積回路に限定されるものではなく、激しいノ
イズの影響を受け易い場所で使用されるフリップフロッ
プ回路を含む半導体集積回路の全てに適用でき、同等の
効果が得られる。
【0043】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バイ
ポーラ形のF/F回路を含む半導体集積回路において、
F/F回路のセットおよびリセットの少なくとも一方を
直接行うトランジスタのベースにP型拡散抵抗を接続し
ない構成、あるいはP型拡散抵抗のもつ寄与容量からの
ノイズにより生ずる電流で該トランジスタがオンしにく
くする構成としたので、ノイズ耐量が向上した、信頼性
の高い半導体集積回路を提供することが可能となる等の
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図2】この発明の2番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図3】この発明の3番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図4】この発明の4番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図5】この発明の5番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図6】この発明の6番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図7】この発明の7番目の実施例による半導体集積回
路の半導体基板のエピタキシャル層の電源として接続さ
れる電位固定電源の回路図である。
【図8】この発明の8番目の実施例による半導体集積回
路のフリップフロップ回路の回路図である。
【図9】従来のこの種の半導体集積回路のフリップフロ
ップ回路の回路図である。
【図10】この種の半導体集積回路の半導体基板上のP
型拡散抵抗の構造を示す断面図である。
【図11】従来のこの種の半導体集積回路のフリップフ
ロップ回路にノイズによる誤動作が発生する時の電源電
圧とフリップフロップ回路の出力の波形図である。
【符号の説明】
10a フリップフロップ回路(F/F回路) 10b フリップフロップ回路(F/F回路) 10c フリップフロップ回路(F/F回路) 10d フリップフロップ回路(F/F回路) 10e フリップフロップ回路(F/F回路) 10f フリップフロップ回路(F/F回路) 10g フリップフロップ回路(F/F回路) I1 定電流源 I2 定電流源 I3 定電流源 I4 定電流源 I5 定電流源 I6 定電流源 R1 抵抗 R2 抵抗 R3 抵抗 R4 抵抗 R5 抵抗 R6 抵抗 R7 リークカット用抵抗 R8 リークカット用抵抗 R9 リークカット用抵抗 R10 抵抗 R11 抵抗 R12 抵抗 Q1 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q2 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q3 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q4 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q5 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q6 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q7 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q8 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) Q9 バイポーラトランジスタ(トランジスタ) C1 コンデンサ C2 コンデンサ C3 コンデンサ C4 コンデンサ D1 レベルシフト用ダイオード D2 レベルシフト用ダイオード D3 レベルシフト用ダイオード D4 レベルシフト用ダイオード D5 レベルシフト用ダイオード D6 レベルシフト用ダイオード D10 電位固定用ダイオード D12 電位固定用ダイオード 20 電位固定電源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バイポーラ形のフリップフロップ回路を
    含む半導体集積回路において、上記フリップフロップ回
    路のセットおよびリセットの少なくとも一方を行うトラ
    ンジスタのベースにP型拡散抵抗を直接接続しないよう
    にし、上記トランジスタのベース電流がノイズにより変
    動するのを抑えて誤動作を防止した半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 セットおよびリセットの少なくとも一方
    を行う上記トランジスタのベースに、バイポーラトラン
    ジスタからなるインバータ回路を2段、直列に接続した
    ことを特徴とする請求項1の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 セットおよびリセットの少なくとも一方
    を行う上記トランジスタのうち、ベースに同一信号を受
    けるトランジスタを半導体基板上に隣接して形成し、バ
    ランス抵抗が不要となるようにした請求項1の半導体集
    積回路。
  4. 【請求項4】 バイポーラ形のフリップフロップ回路を
    含む半導体集積回路において、上記フリップフロップ回
    路のセットおよびリセットの少なくとも一方を行うトラ
    ンジスタに、ターンオンを抑制させるためのターンオン
    抑制素子を接続し、上記トランジスタがノイズにより誤
    動作を防止した半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 上記ターンオン抑制素子が、上記トラン
    ジスタのベース−エミッタ間およびベース−コレクタ間
    のいずれかに接続された、ノイズにより生じる電流を吸
    収するためのコンデンサである請求項4の半導体集積回
    路。
  6. 【請求項6】 上記ターンオン抑制素子が、エミッタ接
    地の上記トランジスタのベースに接続された、該トラン
    ジスタのスレシホールドレベルを上げるためのレベルシ
    フト用ダイオードであり、上記トランジスタのノイズ耐
    量を向上させた請求項4の半導体集積回路。
  7. 【請求項7】 上記ターンオン抑制素子が、上記トラン
    ジスタのベース−エミッタ間に接続された、ノイズによ
    り生じた電流をトランジスタに流れにくくするためのリ
    ークカット用抵抗である請求項4の半導体集積回路。
  8. 【請求項8】 バイポーラ形のフリップフロップ回路を
    含む半導体集積回路において、半導体基板上の、上記フ
    リップフロップ回路の抵抗がP型拡散抵抗として形成さ
    れるN型のエピタキシャル層の電源接続用端子に電位固
    定電源を接続し、ノイズによる電源の変動に対して上記
    エピタキシャル層の電圧を安定させ、上記P型拡散抵抗
    のもつ寄生容量から電流が流れにくくした半導体集積回
    路。
  9. 【請求項9】 バイポーラ形のフリップフロップ回路を
    含む半導体集積回路において、複数のトランジスタに均
    等に信号を供給するためのバランス抵抗がトランジスタ
    のエミッタ−グランド間に接続され、またエミッタから
    の出力にレベルシフト用トランジスタを接続し、エミッ
    タ電位が浮いても次段を確実にオフできるようにした半
    導体集積回路。
  10. 【請求項10】 上記フリップフロップ回路のセットお
    よびリセットの少なくとも一方を行うトランジスタのコ
    レクタに流す電流のノイズによる電流との相対差を大き
    くし、該トランジスタのノイズ耐量を向上させた請求項
    1〜9の半導体集積回路。
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