JPH10150364A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH10150364A
JPH10150364A JP30520796A JP30520796A JPH10150364A JP H10150364 A JPH10150364 A JP H10150364A JP 30520796 A JP30520796 A JP 30520796A JP 30520796 A JP30520796 A JP 30520796A JP H10150364 A JPH10150364 A JP H10150364A
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JP
Japan
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power supply
supply voltage
signal processing
digital signal
analog
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JP30520796A
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English (en)
Inventor
Kanji Egawa
貫治 江川
Masazumi Shioji
正純 塩地
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路構成を簡単化して集積回路面積を最適化
し、ANALOG電源にDIGITALノズルがのらな
い半導体集積回路を提供する。 【解決手段】 ANALOG回路(3)はANALOG
信号(A1)を入力して電源電圧(VDD1)の基でA
NALOG処理し、ANALOG信号(A2)を振幅変
換回路(5)へ出力する。ANALOG信号(A2)は
電源電圧値(VDD1)でフル振幅していないので、振
幅変換回路(5)が入力したANALOG信号(A2)
を、電源電圧値(VDD2)でフル振幅するDIGIT
AL信号(D2)に変換し、DIGITAL回路(7)
へ出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ADCやDACの
ようにANALOG信号とDIGITAL信号とを変換
処理する半導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年広く普及されているデジタルカメラ
やビデオ装置等では、ANALOG信号とDIGITA
L信号とを変換処理するADCやDACが集積回路化さ
れて内蔵されている。この回路構成の従来例を図5に示
す。
【0003】図5で示すように、ANALOG機能セル
(21)内に設けられたANALOG回路(23)とB
UFFER回路(25)、およびLEVEL変換回路
(27)、DIGITAL回路(29)から構成されて
いる。ANALOG回路(23)とBUFFER回路
(25)は電源電圧(VDD1)で、DIGITAL回
路(29)は電源電圧(VDD2)で駆動し、LEVE
L変換回路(27)は電源電圧(VDD1)、(VDD
2)の両方を使用する。
【0004】このような構成において、ANALOG回
路(23)から出力されるANALOG信号(A2)は
電源電圧(VDD1)でフル振幅しておらず、BUFF
ER回路(25)によって電源電圧(VDD1)でフル
振幅するDIGITAL信号(D1)に波形整形され
る。DIGITAL信号(D1)はLEVEL変換回路
(27)によって電源電圧(VDD2)の振幅にLEV
EL変換され、DIGITAL信号(D2)としてDI
GITAL回路(29)へ出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の構成で
は、異なる電源電圧(VDD1)と(VDD2)との間
でDIGITAL信号を受け渡しするLEVEL変換回
路(27)や、このLEVEL変換回路(27)で使用
する2種類の電源が必要である。このため、これらを構
成するためのトランジスタ数が多くなり、集積回路の面
積が大きくなるという欠点があった。
【0006】また、異なる電源電圧(VDD1)と(V
DD2)との間のESD耐圧を行うためのESD耐圧回
路をANALOG機能セル(21)付近に配置すること
が出来ず、集積回路周辺部に配置していたため、本来周
辺部に配置すべきバッファセルを犠牲にしなければなら
なかった。さらに、ANALOG電源(VDD1)で波
形整形を行うため、ANALOG電源(VDD1)にD
IGITALノズルがのりやすいという問題もあった。
【0007】そこで本発明の目的は、LEVEL変換機
能やESD耐圧回路をANALOG機能セル内に設ける
など、回路構成を簡単化することによって集積回路面積
が最適化されると共に、ANALOG電源にDIGIT
ALノズルがのらない半導体集積回路を提供することで
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の発明の特長は、アナログ機能ブロッ
ク内に設けられ、第1の電源電圧で駆動するアナログ信
号処理手段と、同一ブロック内に設けられ、第2の電源
電圧で駆動する振幅変換手段と、前記第2の電源電圧で
駆動するデジタル信号処理手段とを備えた半導体集積回
路であって、前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処
理手段から出力されるアナログ信号を、前記第2の電源
電圧値で振幅するデジタル信号に変換して前記デジタル
信号処理手段へ出力することにある。
【0009】この第1の発明によれば、アナログ信号処
理手段駆動用の第1の電源とデジタル信号処理手段駆動
用の第2の電源を共にアナログ機能ブロック内で用いて
いるので、アナログ信号からデジタル信号への振幅変換
をアナログ機能ブロック内で行うことがき、集積回路面
積の最適化が可能となる。
【0010】第2の発明の特長は、アナログ機能ブロッ
ク内に設けられ、第1の電源電圧で駆動するアナログ信
号処理手段と、同一ブロック内に設けられ、第2の電源
電圧で駆動する振幅変換手段と、前記第2の電源電圧で
駆動するデジタル信号処理手段とを備えた半導体集積回
路であって、前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処
理手段から出力されるアナログ信号の振幅を前記第2の
電源電圧値の振幅に変換し、デジタル信号として前記デ
ジタル信号処理手段へ出力するバッファ回路と、該バッ
ファ回路の駆動能力を前記第2の電源電圧値に応じて制
御する駆動能力制御回路とから構成されることにある。
【0011】この第2の発明によれば、デジタル信号を
出力するバッファ回路にこの駆動能力を制御する駆動能
力制御回路を備えているので、デジタル信号処理手段駆
動用の第2の電源電圧の値に応じて駆動能力を向上させ
ることができる。
【0012】第3の発明の特長は、上記第2の発明にお
いて、前記バッファ回路は、前記アナログ信号処理手段
から出力されるアナログ信号をゲート入力する第1のN
チャネルトランジスタと、該第1のNチャネルトランジ
スタとGNDとの間をOFF接続する第2のNチャネル
トランジスタと、前記第1のNチャネルトランジスタの
出力端と前記第2の電源との間をON接続する第1のP
チャネルトランジスタとから構成され、前記駆動能力制
御回路は、前記第2の電源電圧値に応じてON/OFF
する第2のPチャネルトランジスタと常にON状態にあ
る第3のPチャネルトランジスタとが直列接続され、こ
れら直列接続された第2および第3のPチャネルトラン
ジスタが前記第1のPチャネルトランジスタに並列接続
された構成であることにある。
【0013】この第3の発明によれば、第2の電源電圧
値が十分高い場合、第2のPチャネルトランジスタをO
FFにしても、第1のPチャネルトランジスタだけでデ
ジタル信号出力を駆動できる。逆に第2の電源電圧値が
低い場合、第2のPチャネルトランジスタをONにする
ことで、第3のPチャネルトランジスタが第1のPチャ
ネルトランジスタの駆動能力の低下を防ぐことができ
る。
【0014】第4の発明の特長は、アナログ機能ブロッ
ク内に設けられ、第1の電源電圧で駆動するアナログ信
号処理手段と、同一ブロック内に設けられ、第2の電源
電圧で駆動する振幅変換手段と、同一ブロック内に設け
られ、前記第1および第2の電源電圧間のESD耐圧を
行うESD耐圧手段と、前記第2の電源電圧で駆動する
デジタル信号処理手段とを備えた半導体集積回路であっ
て、前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処理手段か
ら出力されるアナログ信号を、前記第2の電源電圧値で
振幅するデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理
手段へ出力することにある。
【0015】この第4の発明によれば、ESD耐圧回路
をアナログ機能ブロック内に設けているので、集積回路
周辺部のバッファセルを犠牲にすることがなくなり、レ
イアウトしやすくなる。
【0016】第5の発明の特長は、メモリ機能ブロック
内に設けられ、第1の電源電圧で駆動するメモリ信号処
理手段と、同一ブロック内に設けられ、第2の電源電圧
で駆動する振幅変換手段と、前記第2の電源電圧で駆動
するデジタル信号処理手段とを備えた半導体集積回路で
あって、前記振幅変換手段は、前記メモリ信号処理手段
から出力されるアナログ信号を、前記第2の電源電圧値
で振幅するデジタル信号に変換して前記デジタル信号処
理手段へ出力することにある。
【0017】この第5の発明によれば、メモリ信号処理
手段駆動用の第1の電源とデジタル信号処理手段駆動用
の第2の電源を共にメモリ機能ブロック内で用いている
ので、アナログ信号からデジタル信号への振幅変換をメ
モリ機能ブロック内で行うことがき、集積回路面積の最
適化が可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を引用しながら本発明
の実施形態を説明する。図1に、本発明の第一実施形態
の概略構成図を示す。ANALOG機能セル(1)内に
設けられたANALOG回路(3)と振幅変換回路
(5)、およびDIGITAL回路(7)から構成され
ており、ANALOG回路(3)には電源(VDD1)
が供給され、振幅変換回路(5)とDIGITAL回路
(7)には同じ電源(VDD2)が供給されている。
【0019】ANALOG回路(3)はANALOG信
号(A1)を入力して電源電圧(VDD1)の基でAN
ALOG処理し、ANALOG信号(A2)を振幅変換
回路(5)へ出力するが、ANALOG信号(A2)は
電源電圧値(VDD1)でフル振幅していない。振幅変
換回路(5)は入力したANALOG信号(A2)を、
電源電圧値(VDD2)でフル振幅するDIGITAL
信号(D2)に変換し、DIGITAL回路(7)へ出
力する。
【0020】図2は、図1で示した振幅変換回路(5)
の詳細図である。振幅変換回路(5)はバッファ回路
(5a)と駆動能力制御回路(5b)から構成されてい
る。バッファ回路(5a)は、ANALOG回路(3)
から出力されるANALOG信号(A2)の振幅を電源
電圧値(VDD2)の振幅に変換し、DIGITAL信
号(D2)としてDIGITAL回路(7)へ出力する
ものである。駆動能力制御回路(5b)は、電源電圧値
(VDD2)に応じてバッファ回路(5a)の出力駆動
能力を制御する役目をしている。
【0021】図2から分かるようにバッファ回路(5
a)は、ANALOG信号(A2)をゲート入力するNc
h Transistor(N1)と、このNch Transistor(N1)
とGNDとを直列接続するNch Transistor(N2)と、
Nch Transistor(N1)の出力端と電源(VDD2)と
を直列接続するPch Transistor(P1)とから構成され
ている。Pch Transistor(P1)とNch Transistor(N
2)のゲートには、DIGITAL回路(7)から与え
られるCLK=Lowが入力されているので、Pch Tran
sistor(P1)は常にON状態、Nch Transistor(N
2)は常にOFF状態にある。
【0022】駆動能力制御回路(5b)は、直列接続さ
れたPch Transistor(P2)と(P3)がPch Transist
or(P1)に並列接続された構成となっている。Pch Tr
ansistor(P3)のゲートには、Pch Transistor(P
1)と同様にCLK=Lowが入力されているので常に
ON状態にある。Pch Transistor(P2)のゲートに
は、DIGITAL回路(7)から与えられる制御信号
(Mode)が入力されているが、この制御信号(Mo
de)は電源電圧値(VDD2)に応じてHighある
いはLowに切り替えることができる。すなわち、電源
電圧値(VDD2)に応じてPch Transistor(P2)を
ON/OFFさせることにより、バッファ回路(5a)
の出力駆動能力を制御することができる。
【0023】このような構成とすることにより、集積回
路全体の速度と消費電力のバランスを最適にできる。例
えば以下のような使い方が可能となる。
【0024】(1)DIGITAL回路(7)のspe
edが遅く、集積回路全体のspeedがDIGITA
L回路(7)のspeedに依存している場合 この様な場合は、VDD1<VDD2となるような電源
電圧にすることにより、Pch Transistor(P1)だけで
出力(Dout)を駆動できるため、制御信号(Mod
e)をHighにしてPch Transistor(P2)をOFF
状態にする。こうすることにより、CLK=Lowの状
態でもPch Transistor(P3)に電流が流れなくなり、
ANALOG機能セル(1)の消費電力を増加させるこ
となく、DIGITAL回路(7)のPerformance を上
げることができる。
【0025】(2)ANALOG回路(3)のspee
dが遅く、集積回路全体のspeedがANALOG回
路(3)のspeedに依存している場合 この様な場合は、VDD1>VDD2となるような電源
電圧にすることにより、VDD2が低くなりPch Transi
stor(P1)だけで出力(Dout)を駆動できないた
め、制御信号(Mode)をLowにしてPch Transist
or(P2)をON状態にする。これにより、Pch Transi
stor(P3)も出力(Dout)を駆動するので電源電
圧(VDD2)の低下による出力駆動能力の低下を防ぐ
ことができる。また、ANALOG機能セル(1)のPe
rformance を落とすことなく、DIGITAL回路
(7)の消費電力を下げることができる。
【0026】本発明の第二実施形態を図3に示す。図3
は、図1で示したANALOG機能セル(1)内に異種
電源間のESD耐圧回路(9)を備えたものである。本
発明によるANALOG機能セル(1)においては、そ
のセル内に複数種類の電源(VDD1)、(VDD2)
が供給されていることを利用し、従来周辺部に配置され
ていたESD耐圧回路(9)をセル内に持たせる事がで
きる。
【0027】ESD耐圧回路(9)は図3で示すよう
に、Pch Transistor(P4)および(P5)のゲート・
ドレインに電源(VDD1)および(VDD2)を接続
し、ソース側をGND2およびGND1に接地してい
る。ANALOG機能セル(1)内にESD耐圧回路
(9)を設けることにより、任意の大きさのESD耐圧
回路(9)を持たせることができ、集積回路面積の最適
化が可能となる。
【0028】本発明の第三実施形態を図4に示す。第三
実施形態は本発明を、MEMORYのセンスアンプのよ
うにANALOG的な信号を出力するセルに応用した例
である。MEMORY機能セル(11)内に設けられた
MEMORYセル(13)とセンスアンプ(15)と振
幅変換回路(5)、およびDIGITAL回路(7)か
ら構成されており、センスアンプ(15)には電源(V
DD1)が供給され、振幅変換回路(5)とDIGIT
AL回路(7)には同じ電源(VDD2)が供給されて
いる。
【0029】センスアンプ(15)はMEMORYセル
(13)から出力されるデータを入力して電源電圧(V
DD1)の基でANALOG処理し、ANALOG信号
(A2)を振幅変換回路(5)へ出力する。振幅変換回
路(5)は入力したANALOG信号(A2)を、第一
実施形態と同様に電源電圧値(VDD2)でフル振幅す
るDIGITAL信号(D2)に変換し、DIGITA
L回路(7)へ出力する。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体集積回路に
よれば、LEVEL変換機能やESD耐圧回路をANA
LOG機能セル内あるいはMEMORY機能セル内に設
けたので、回路構成を簡単化することができ、集積回路
面積を最適化することができる。また、ANALOG電
源にDIGITALノズルがのらない半導体集積回路を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態を説明するための概略構
成図。
【図2】図1で示した第一実施形態の詳細図。
【図3】本発明の第二実施形態を説明するための構成
図。
【図4】本発明の第三実施形態を説明するための構成
図。
【図5】従来技術を説明するための構成図。
【符号の説明】
1 ANALOG機能セル 3 ANALOG回路 5 振幅変換回路 5a バッファ回路 5b 駆動能力制御回路 7 DIGITAL回路 9 ESD耐圧回路 11 MEMORY機能セル 13 MEMORYセル 15 センスアンプ VDD1,VDD2 電源 A1,A2 ANALOG信号 D2 DIGITAL信号 N1,N2 Nch Transistor P1,P2,P3,P4,P5 Pch Transistor Mode 制御信号 Dout 出力

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ機能ブロック内に設けられ、第
    1の電源電圧で駆動するアナログ信号処理手段と、 同一ブロック内に設けられ、第2の電源電圧で駆動する
    振幅変換手段と、 前記第2の電源電圧で駆動するデジタル信号処理手段と
    を備えた半導体集積回路であって、 前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処理手段から出
    力されるアナログ信号を、前記第2の電源電圧値で振幅
    するデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理手段
    へ出力することを特長とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 アナログ機能ブロック内に設けられ、第
    1の電源電圧で駆動するアナログ信号処理手段と、 同一ブロック内に設けられ、第2の電源電圧で駆動する
    振幅変換手段と、 前記第2の電源電圧で駆動するデジタル信号処理手段と
    を備えた半導体集積回路であって、 前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処理手段から出
    力されるアナログ信号の振幅を前記第2の電源電圧値の
    振幅に変換し、デジタル信号として前記デジタル信号処
    理手段へ出力するバッファ回路と、 該バッファ回路の駆動能力を前記第2の電源電圧値に応
    じて制御する駆動能力制御回路とから構成されることを
    特長とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記バッファ回路は、前記アナログ信号
    処理手段から出力されるアナログ信号をゲート入力する
    第1のNチャネルトランジスタと、該第1のNチャネル
    トランジスタとGNDとの間をOFF接続する第2のN
    チャネルトランジスタと、前記第1のNチャネルトラン
    ジスタの出力端と前記第2の電源との間をON接続する
    第1のPチャネルトランジスタとから構成され、 前記駆動能力制御回路は、前記第2の電源電圧値に応じ
    てON/OFFする第2のPチャネルトランジスタと常
    にON状態にある第3のPチャネルトランジスタとが直
    列接続され、これら直列接続された第2および第3のP
    チャネルトランジスタが前記第1のPチャネルトランジ
    スタに並列接続された構成であることを特長とする請求
    項2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 アナログ機能ブロック内に設けられ、第
    1の電源電圧で駆動するアナログ信号処理手段と、 同一ブロック内に設けられ、第2の電源電圧で駆動する
    振幅変換手段と、 同一ブロック内に設けられ、前記第1および第2の電源
    電圧間のESD耐圧を行うESD耐圧手段と、 前記第2の電源電圧で駆動するデジタル信号処理手段と
    を備えた半導体集積回路であって、 前記振幅変換手段は、前記アナログ信号処理手段から出
    力されるアナログ信号を、前記第2の電源電圧値で振幅
    するデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理手段
    へ出力することを特長とする半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 メモリ機能ブロック内に設けられ、第1
    の電源電圧で駆動するメモリ信号処理手段と、 同一ブロック内に設けられ、第2の電源電圧で駆動する
    振幅変換手段と、 前記第2の電源電圧で駆動するデジタル信号処理手段と
    を備えた半導体集積回路であって、 前記振幅変換手段は、前記メモリ信号処理手段から出力
    されるアナログ信号を、前記第2の電源電圧値で振幅す
    るデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理手段へ
    出力することを特長とする半導体集積回路。
JP30520796A 1996-11-15 1996-11-15 半導体集積回路 Abandoned JPH10150364A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282058A (ja) * 2003-02-27 2004-10-07 Nec Electronics Corp 半導体集積回路装置、半導体集積回路装置の設計方法
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