JPH11177398A - 遅延回路 - Google Patents
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- JPH11177398A JPH11177398A JP10078913A JP7891398A JPH11177398A JP H11177398 A JPH11177398 A JP H11177398A JP 10078913 A JP10078913 A JP 10078913A JP 7891398 A JP7891398 A JP 7891398A JP H11177398 A JPH11177398 A JP H11177398A
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- H03K2005/0028—Layout of the delay element using varicaps, e.g. gate capacity of a FET with specially defined threshold, as delaying capacitors
Abstract
間を維持し得る遅延回路を提供しようとするものであ
る。 【解決手段】 直列連結された複数個のインバータINV1
-INVn と、それらインバータINV1-INVn の出力端にゲー
トが連結され、ドレインとソースとが共通連結されて接
地電圧VSS に連結され、基板にキャパシタンス基板電圧
VBBCが印加する複数個のNMOSトランジスタNMC1-NMCn-1
と、を備えて遅延回路を構成する。
Description
ので、詳しくは、可変する外部電圧に対し所定の遅延時
間を有するように構成した遅延回路に関するものであ
る。
たように、直列連結された複数個のインバータIN1-INn
と、それらインバータIN1-INn の出力端にゲートが連結
され、ドレイン及びソースが接地電圧VSS に共通連結さ
れた複数個のNMOSトランジスタNM1 ′-NMn-1′と、を備
えて構成されていた。
圧VCC と接地電圧VSS 間に直列連結され、ゲートが共通
連結されて入力端を形成し、ドレインが共通連結されて
出力端を形成するPMOSトランジスタPM1-PMn 及びNMOSト
ランジスタNM1-NMn により構成されていた。このように
構成された従来の遅延回路の動作について、図面を用い
て説明すると次のようであった。
ベルに遷移するとき、第1インバータIN1 のNMOSトラン
ジスタNM1 がターンオンされる。このとき、該第1イン
バータIN1 のNMOSトランジスタNM1 の等価的オン抵抗
(Effective On Resistance)と出力端の等価的キャ
パシタンス(EffectiveCapacitance )との積算により
上記第1インバータIN1 の出力が遷移する時間が決定さ
れるが、これを利用して人為的に遷移時間を遅らせ、入
力電圧VIより遅延された出力電圧VOを出力するようにす
る。
キャパシタンスは、上記第1インバータIN1 のMOS トラ
ンジスタの成分と次の段の第2インバータIN2 のゲート
キャパシタンスとの加算値である。
来の遅延回路においては、図7に示したように、外部電
圧VCC が低くなるほど、等価的キャパシタンス値は所定
状態を維持するが等価的オン抵抗が増加するため、時定
数RCにより決定される遅延時間が増加される。これは等
価的オン抵抗がゲートとソース間の電位差Vgs 及びしき
い電圧Vth 差に反比例するためであり、よって、外部電
圧VCC が高くなるほどゲート電位が高くなり、反比例し
て、等価的オン抵抗が減少すると遅延時間が短縮される
という不都合な点があった。
なされたもので、外部電圧VCC の変化に拘わらず、所定
の遅延時間を維持し得る遅延回路を提供することを目的
とする。
るため、請求項1に係る発明は、ゲートが共通連結され
て入力端を形成し、ソースが第1電源電圧に連結された
PMOSトランジスタと、該PMOSトランジスタにドレインが
共通連結されて出力端を形成し、ソースが第2電源電圧
に連結された第1NMOSトランジスタと、を備えたインバ
ータと、該インバータの出力端に連結された可変キャパ
シタと、を包含して構成された1次遅延回路を複数個連
結して構成したことを特徴とする。
のPMOSトランジスタは、当該PMOSトランジスタのソース
が基板のN ウエルにそれぞれ連結されたことを特徴とす
る。請求項3に係る発明は、前記各NMOSトランジスタの
連結される基板のP ウエルには、第3電源電圧が入力さ
れることを特徴とする請求項1又は2記載の遅延回路。
シタは、上記各インバータの出力端にゲートが連結さ
れ、ソースとドレインとが共通に上記第2電源電圧に連
結された各第2NMOSトランジスタを備えたことを特徴と
する。請求項5に係る発明は、前記各第2NMOSトランジ
スタが連結された基板のP ウエルには、第4電源電圧が
入力されることを特徴とする。
及び各可変キャパシタは、3重ウエルの構造に構成され
ることを特徴とする。
し、図面を用いて説明する。本発明に係る遅延回路にお
いては、図1に示したように、直列連結された複数個の
インバータINV1-INVn と、それらインバータINV1-INVn
の出力端にゲそれぞれ連結され、第4 電源電圧(基板電
圧)VBBCの印加される基板のP ウエルにそれぞれ連結さ
れた複数のキャパシタNMC1〜NMCn-1と、を備えて構成さ
れている。
第1 電源電圧(外部電圧)VCC と第2 電源電圧(接地電
圧)VSS 間にそれぞれ直列連結され、各ゲートが共通連
結されて入力端を形成し、各ドレインが共通連結されて
出力端を形成し、各ソースが基板のN ウエルに連結され
た複数のPMOSトランジスタPMI1-PMIn と、第3 電源電圧
(基板電圧)VBBIが印加する基板のP ウエルにそれぞれ
連結された複数のNMOSトランジスタNMI1-NMIn と、を備
えて構成されている。
路の動作について、図面を用いて説明すると次のようで
ある。先ず、入力信号INがローレベルからハイレベルに
遷移するとき、第1インバータINV1のNMOSトランジスタ
NMI1がターンオンされる。このとき、該第1インバータ
INV1のNMOSトランジスタNMI1の等価的オン抵抗と出力端
の等価的キャパシタンスとの積算により上記第1インバ
ータINV1の出力が遷移する時間が決定されるが、これを
利用して人為的に遷移時間を遅らせて出力信号OUT を遅
延させる。
VCC の変化により遅延時間の変化が発生しないように、
キャパシタC1-Cn-1 の役割をするNMOSトランジスタNMI1
-NMIn-1 が連結された基板のP ウエルに任意の電圧のキ
ャパシタ基板電圧VBBCを入力させる。従って、NMOSトラ
ンジスタNMI1-NMIn-1 により構成された各キャパシタC1
-Cn-1 は、図3に示したように、しきい電圧Vth 以上の
電圧がゲートに印加するとき所定キャパシタンスCoxLW
を有するようになるため、このような特性を利用して上
記キャパシタ基板電圧VBBCを調整してしきい電圧Vth を
大きくすると、低い外部電圧LowVCCが入力する場合、各
NMOSトランジスタNMC1-NMCn-1 にて構成されたキャパシ
タC1-Cn-1 により遅延される代わりに、次の段のインバ
ータINV2-INVnのゲートキャパシタンスがインバータ出
力端の等価的キャパシタンスになるため、低い外部電圧
Low VCC が入力すると大きくなる等価的オン抵抗に対
し、所定の時定数RC遅延時間を維持するようになる。
場合も、外部電圧VCC がNMOSトランジスタNMC1-NMCn-1
により構成されたキャパシタC1-Cn-1 のしきい電圧Vth
より大きく、時定数RCの遅延に各NMOSトランジスタNMC1
-NMCn-1 のキャパシタンスCGも寄与するため、トランジ
スタの小さいオン抵抗により時定数RCの遅延時間は低い
供給電圧LowVCCが入力する場合とほぼ同様に維持するこ
とができる。
電圧VIと第1インバータINV1の出力電圧VO1 との関係に
ついては、図4に示したように、出力電圧VO1 が第1キ
ャパシタC1を構成する第1NMOSトランジスタNMC1のしき
い電圧Vth1より低いとき、傾斜が大きくなって、上記第
1インバータINV1の出力端の等価的キャパシタンスが低
減されたことを示している。
れた三重ウエルにおいては、図5に示したように、P 型
基板内に第1N ウエル(N Well)及び第1 ,第2 デー
プNウエール(DN Well,DN Well) がそれぞれ独立的
に形成され、それら第1 ,第2 デープN ウエール(DN
Well,DN Well) にはそれぞれ第1 ,第2 Pウエルが形
成されている。そして、上記第1N ウエルにはインバー
タのPMOSトランジスタが形成され、上記第1 ,第2 Pウ
エルにはインバータNMI 及びキャパシタNMC の第1 ,第
2NMOS トランジスタNMI1,NC1がそれぞれ形成される。こ
のとき、上記第1 ,第2Pウエルにはそれぞれ基板電圧
(VBBI,VBBC )が独立的に印加するように構成し、これ
と同様な構成をN 回反復して第1 〜第n 手段を有する遅
延回路を構成することができる。
係る構成によれば、NMOSトランジスタのしきい電圧を調
節し、外部電圧の変化に拘わらず所定の遅延時間が得ら
れるという効果がある。請求項2及び3の発明に係る構
成によれば、一定の遅延率を維持して、外部電圧の変化
に拘わらず所定の遅延時間を得ることができる。
ば、所定キャパシタンスを維持し、外部電圧の変化に拘
わらず所定の遅延時間を得ることができる。請求項6の
発明に係る構成によれば、遅延回路を形成する工程を単
純化させ、遅延回路の占有面積を低減し得る効果があ
る。
回路図
グラフ
ト−ソース電圧に対するキャパシタンスの関係を示した
グラフ
係を示したグラフ
した態様を示した断面図
グラフ
るため、請求項1に係る発明は、ゲートが共通連結され
て入力端を形成し、ソースが第1電源電圧に連結された
PMOSトランジスタと、該PMOSトランジスタにドレインが
共通連結されて出力端を形成し、ソースが第2電源電圧
に連結された第1NMOSトランジスタと、を備えたインバ
ータと、該インバータの出力端に連結され、ソースとド
レインとが共通に第2電源電圧に連結された第2NMOSト
ランジスタを備えた可変キャパシタと、を包含して構成
された1次遅延回路を複数個連結して構成する一方、前
記各インバータ及び各可変キャパシタは、3重ウエルの
構造に構成され、前記3重ウエルの構造は、P 型基板内
に第1N ウエル及び第1 ,第2 デープNウエールがそれ
ぞれ独立的に形成され、第1 ,第2 デープN ウエールに
はそれぞれ第1 ,第2 Pウエルが形成され、第1N ウエ
ルにはインバータのPMOSトランジスタが形成され、第1
,第2 Pウエルにはインバータ及び可変キャパシタの
第1,第2NMOS トランジスタがそれぞれ形成された構成
であることを特徴とする。
ランジスタが連結された基板のP ウエルには、第4電源
電圧が入力されることを特徴とする。
係る構成によれば、NMOSトランジスタのしきい電圧を調
節し、外部電圧の変化に拘わらず所定の遅延時間が得ら
れるという効果があり、しかも、遅延回路を形成する工
程を単純化させ、遅延回路の占有面積を低減し得る効果
がある。
キャパシタンスを維持し、外部電圧の変化に拘わらず所
定の遅延時間を得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】ゲートが共通連結されて入力端を形成し、
ソースが第1電源電圧に連結されたPMOSトランジスタ
と、該PMOSトランジスタにドレインが共通連結されて出
力端を形成し、ソースが第2電源電圧に連結された第1
NMOSトランジスタと、を備えたインバータと、該インバ
ータの出力端に連結された可変キャパシタと、を包含し
て構成された1次遅延回路を複数個連結して構成したこ
とを特徴とする遅延回路。 - 【請求項2】前記各インバータのPMOSトランジスタは、
当該PMOSトランジスタのソースが基板のN ウエルにそれ
ぞれ連結されたことを特徴とする請求項1記載の遅延回
路。 - 【請求項3】前記各NMOSトランジスタの連結される基板
のP ウエルには、第3電源電圧が入力されることを特徴
とする請求項1又は2記載の遅延回路。 - 【請求項4】前記各可変キャパシタは、上記各インバー
タの出力端にゲートが連結され、ソースとドレインとが
共通に上記第2電源電圧に連結された各第2NMOSトラン
ジスタを備えたことを特徴とする請求項1〜3のうちい
ずれか1つに記載の遅延回路。 - 【請求項5】前記各第2NMOSトランジスタが連結された
基板のP ウエルには、第4電源電圧が入力されることを
特徴とする請求項4記載の遅延回路。 - 【請求項6】前記各インバータ及び各可変キャパシタ
は、3重ウエルの構造に構成されることを特徴とする請
求項1〜5のうちいずれか1つに記載の遅延回路。
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