JPH1166863A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1166863A
JPH1166863A JP9222420A JP22242097A JPH1166863A JP H1166863 A JPH1166863 A JP H1166863A JP 9222420 A JP9222420 A JP 9222420A JP 22242097 A JP22242097 A JP 22242097A JP H1166863 A JPH1166863 A JP H1166863A
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JP
Japan
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circuit
signal
power supply
output
semiconductor device
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JP9222420A
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Inventor
Masaki Komaki
正樹 小牧
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電源端子及び電源配線の増加を抑制してチップ
面積の増大を抑制しながらも、内部回路への電源の供給
を安定化し、内部回路の特性劣化及び誤動作を確実に防
止し得る半導体装置を提供する。 【解決手段】内部回路1は、電源端子X3,X4から供
給される電源VDD,VSSに基づいて、入力信号INに所
望の論理処理を施し出力信号OUTとして出力する。平
滑回路2は、入力信号INを平滑化する。昇圧回路3
は、平滑回路2から出力された信号を制御信号φに基づ
く昇圧動作にて所定の電圧値に昇圧させて、内部回路1
に電源VDDとして供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係り、
詳しくは、内部回路を駆動する電源を電源端子以外から
供給可能な電源生成回路を備えた半導体装置に関する。
【0002】近年の半導体装置は、ますますの高集積化
が図られている。該装置の高集積化に伴って、チップ内
に備えられる回路は増加し、電源に対する負荷が大きく
なっている。すると、回路に供給される電源電圧が不安
定な状態になり易くなり、このことが該装置の特性劣化
及び誤動作の原因となっていた。そこで、該装置に電源
電圧を常に安定した状態で供給することが望まれてい
る。
【0003】
【従来の技術】図6は、従来の半導体装置を示す。チッ
プ20上には、入力回路21、論理回路22及び出力回
路23が備えられる。入力回路21には入力端子X1を
介して入力信号INが入力され、該回路21は入力信号
INを次段の論理回路22にて論理動作が行えるように
変換した信号を出力する。論理回路22は、入力回路2
1からの信号に対して所望の処理を行って次段の出力回
路23に出力する。出力回路23は、論理回路22から
の信号を出力信号OUTとして出力端子X2を介して出
力する。
【0004】前記各回路21〜23には、外部に備えら
れる電源ユニット24から電源端子X3,X4を介し
て、それぞれ高電位側電源VDD及び低電位側電源VSSが
供給される。この電源端子X3,X4間には、チップ2
0の内部及び外部に容量C0 が接続される。そして、容
量C0 は、電源VDD,VSSに含まれるノイズを除去して
電源VDD,VSSを定電圧化させ、各回路21〜23の特
性劣化及び誤動作を防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した構
成では、電源ユニット24に対し、各回路21〜23及
びその他の内部回路等による負荷が増大すると、容量C
0 では電源ノイズを吸収しきれなくなり、各回路21〜
23に特性劣化及び誤動作が発生するおそれがある。
【0006】そこで、各回路21〜23に充分な電源V
DD,VSSを供給するために、各回路21〜23に該電源
VDD,VSS(若しくは、他の電源ユニット)を電源端子
X3,X4とは別の電源端子から並列に供給することが
考えられる。このようにすれば、電源及び電源配線に対
する負荷が軽減されるため、電源ノイズが低減すること
となり、各回路21〜23の特性劣化及び誤動作が確実
に防止される。
【0007】しかしながら、各回路21〜23に電源V
DD,VSSを電源端子X3,X4とは別の電源端子から並
列に供給する方法では、電源端子及び電源配線を増加さ
せ、チップ20の面積の増大につながる。又、このチッ
プ20を収容するパッケージの電源用外部ピンの数が増
加してしまうという問題がある。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、電源端子及び電源配
線の増加を抑制してチップ面積の増大を抑制しながら
も、内部回路への電源の供給を安定化し、内部回路の特
性劣化及び誤動作を確実に防止し得る半導体装置を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1は、請求項1の原理
説明図である。内部回路1は、電源端子X3,X4から
供給される電源VDD,VSSに基づいて、入力信号INに
所望の論理処理を施し出力信号OUTとして出力する。
平滑回路2は、入力信号INを平滑化する。昇圧回路3
は、平滑回路2から出力された信号を制御信号φに基づ
く昇圧動作にて所定の電圧値に昇圧させて、内部回路1
に電源VDDとして供給する。
【0010】請求項2に記載の発明は、入力信号は、デ
ューティが一定となる符号化信号である。内部回路に
は、前記符号化信号をバイナリ信号に復号化するデコー
ダ回路と、デコーダ回路から出力されたバイナリ信号に
て論理処理を行う論理回路と、論理回路から出力された
バイナリ信号を符号化するエンコーダ回路とが備えられ
る。
【0011】請求項3に記載の発明は、入力信号は、電
源レベルで振幅する信号であって、デューティが1/2
となる符号化信号である。請求項4に記載の発明は、内
部回路の前段には、ハイパスフィルタが介在される。
【0012】請求項5に記載の発明は、昇圧回路の次段
には、該回路から出力される信号のみを通過させるダイ
オード素子が備えられる。 (作用)請求項1に記載の発明によれば、入力信号は、
平滑回路にて平滑化され、制御信号に基づいて昇圧動作
する昇圧回路にて所定の電圧値に昇圧される。所定の電
圧値に昇圧された信号は内部回路に電源として供給さ
れ、電源端子から入力される電源を補完する。従って、
電源端子及び電源配線を増加することなく、内部回路へ
の電源の供給を安定化することができ、内部回路の特性
劣化及び誤動作を確実に防止することができる。又、端
子及び配線が増加しないことから、チップの面積の増大
を抑制することができるとともに、このチップを収容す
るパッケージの電源用外部ピンを増やす必要がないの
で、該パッケージの小型化にも貢献することができる。
【0013】請求項2に記載の発明によれば、入力信号
はデューティが一定となる符号化信号であるため、平滑
回路では定電圧信号が得られるため、昇圧回路では定電
圧電源を生成することができる。又、内部回路には符号
化信号とバイナリ信号とを互いに変換するデコーダ回路
及びエンコーダ回路が備えられることから、入力信号が
符号化信号であっても、内部回路の論理回路にて論理処
理を行うことが可能である。
【0014】請求項3に記載の発明によれば、入力信号
は電源レベルで振幅する信号であって、デューティが1
/2となる符号化信号であるため、平滑回路では電源レ
ベルの1/2のレベルの定電圧信号として得られ、昇圧
回路では電源レベルまで昇圧することが可能である。従
って、一層確実に電源端子から入力される電源を補完す
ることができる。
【0015】請求項4に記載の発明によれば、内部回路
の前段にはハイパスフィルタが介在されることから、平
滑回路にてにて入力信号の立ち上がり及び立ち下がりが
鈍っても、ハイパスフィルタにて入力信号の鈍りが解消
される。従って、平滑回路を備えることによる内部回路
の論理処理への影響を抑制することができる。
【0016】請求項5に記載の発明によれば、ダイオー
ド素子は、昇圧回路から出力される信号のみを通過させ
る。従って、昇圧回路への電源の逆流を防止することが
できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図2〜図5に従って説明する。図2は、本実施
形態の半導体装置を示す。チップ10に備えられる入力
端子X1には、ハイパスフィルタ11、入力回路12、
デコーダ回路としてのCMIデコーダ回路13、論理回
路14、エンコーダ回路としてのCMIエンコーダ回路
15及び出力回路16を介して出力端子X2が接続され
る。各回路12〜15は内部回路を構成し、電源端子X
3,X4を介して、それぞれ高電位側電源VDD及び低電
位側電源VSSが供給される。
【0018】入力端子X1には、CMI(coded
mark inversion)コード化(符号化)さ
れ、かつ、電源VDD,VSSレベル間で振幅する入力信号
INが入力される。
【0019】因みに、CMIコードとは、図5に示すよ
うに、基準クロックCLKに対して、CMIコード化さ
れた信号が該クロックCLKと同じ周波数fのとき、バ
イナリコード化された信号ではHレベルを示している。
一方、CMIコード化された信号が該クロックCLKの
周波数fの1/2のとき、バイナリコード化された信号
ではLレベルを示している。このようにCMIコード化
された信号は、常にデューティが1/2となる。従っ
て、本実施形態の入力信号INは電源VDD,VSSレベル
間で振幅することから、該信号INの平均電圧は常に
(VDD−VSS)/2である。
【0020】ハイパスフィルタ11は、入力端子X1か
らの入力信号INに対してその周波数f未満の信号(ノ
イズ)を除去して、次段の入力回路12に信号S1とし
て出力する。
【0021】入力回路12は、ハイパスフィルタ11か
ら出力された信号S1を波形成形して、次段のCMIデ
コーダ回路13に信号S2として出力する。CMIデコ
ーダ回路13は、入力回路12から出力された信号S2
をCMIコードから次段の論理回路14にて論理動作が
可能なバイナリコードに変換(復号化)して、該論理回
路14に信号S3として出力する。
【0022】論理回路14は、CMIデコーダ回路13
から出力されバイナリコード化された信号S3に基づい
て所望の論理処理を行って、次段のCMIエンコーダ回
路15に信号S4として出力する。
【0023】CMIエンコーダ回路15は、論理回路1
4から出力された信号S4をバイナリコードから再びC
MIコードに変換(符号化)して、次段の出力回路16
に信号S5として出力する。
【0024】出力回路16は、CMIエンコーダ回路1
5から出力されCMIコード化された信号S5を出力端
子X2に接続される外部回路を駆動可能となるように増
幅し出力信号OUTとして出力する。
【0025】又、前記入力端子X1には、平滑回路とし
てのローパスフィルタ17、昇圧回路としてのチャージ
ポンプ回路18及びダイオード素子としてのダイオード
Dを介して電源端子X3が接続される。
【0026】ローパスフィルタ17は、入力信号INを
平滑化して(VDD−VSS)/2レベルの定電圧信号S6
を次段のチャージポンプ回路18に出力する。このと
き、仮にローパスフィルタ17にて入力信号INの立ち
上がり及び立ち下がりが鈍っても、入力信号INは前記
ハイパスフィルタ11にて、その鈍りが解消されるめ、
論理回路14における論理処理には影響することはな
い。
【0027】チャージポンプ回路18は該回路18を制
御する制御信号φを入力して、ローパスフィルタ17か
ら出力される(VDD−VSS)/2レベルの定電圧信号S
6を電源VDDレベルまで昇圧した信号S7として出力す
る。
【0028】ダイオードDは、電源端子X3から入力さ
れる電源VDDのチャージポンプ回路18側への逆流を防
止し、チャージポンプ回路18から出力された電源VDD
レベルの信号S7を通過させる。
【0029】前記チャージポンプ回路18は、具体的に
は、図3に示すように容量C及び一対のスイッチング素
子SW1,SW2にて構成される。一方のスイッチング
素子SW1は、ローパスフィルタ17との接続点(ノー
ド)N1と、ダイオードDのアノード、即ちノードN2
との間で切り換えられる。他方のスイッチング素子SW
2は、ノードN1と、グランドGNDとの間で切り換え
られる。両スイッチング素子SW1,SW2は、容量C
を介して互いに接続される。
【0030】そして、チャージポンプ回路18は、従来
より公知の方法で、制御信号φに基づいてスイッチング
素子SW1,SW2をスイッチング動作させ、ノードN
2を電源VDDレベルまで昇圧させる。
【0031】このように構成された半導体装置には、例
えば、図4に示すようなCMIコード化され、かつ、電
源VDD,VSSレベル間で振幅する入力信号INが入力さ
れる。
【0032】入力信号INは、ハイパスフィルタ11に
て該信号INの周波数f未満の信号(ノイズ)が除去さ
れた信号S1となり、該信号S1は入力回路12にて波
形成形された信号S2となる。
【0033】入力回路12から出力された信号S2はC
MIデコーダ回路13にてCMIコードからバイナリコ
ードに変換された信号S3となり、該信号S3は論理回
路14にて所望の論理処理が行われ、例えば図4に示す
ような信号S4となる。
【0034】論理回路14から出力された信号S4はC
MIエンコーダ回路15にてバイナリコードから再びC
MIコードに変換された信号S5となり、該信号S5は
出力回路16にて増幅された出力信号OUTとなる。
【0035】又、入力信号INは、ローパスフィルタ1
7にて平滑化され、(VDD−VSS)/2レベルの定電圧
信号S6となる。ローパスフィルタ17から出力された
信号S6は、図3に示すチャージポンプ回路18におい
て、容量C及び制御信号φに基づく一対のスイッチング
素子SW1,SW2のスイッチング動作によって、(V
DD−VSS)/2レベルから電源VDDレベルまで昇圧され
た信号S7となる。
【0036】そして、チャージポンプ回路18から出力
され電源VDDレベルまで昇圧された信号S7は、電源端
子X3から入力される電源VDDを補完することとなる。
従って、各回路12〜15への電源VDD,VSSの供給を
安定化させることが可能である。
【0037】上記のように構成された半導体装置では、
次に示す作用効果を得ることができる。 (1)入力信号INは、論理回路14にて論理処理が行
われるとともに、ローパスフィルタ17にて平滑化さ
れ、チャージポンプ回路18にて(VDD−VSS)/2レ
ベルから電源VDDレベルまで昇圧されて、電源端子X3
から入力される電源VDDを補完する。従って、電源端子
及び電源配線を増加することなく、各回路12〜16へ
の電源VDD,VSSの供給を安定化することができ、各回
路12〜16の特性劣化及び誤動作を確実に防止するこ
とができる。又、端子及び配線が増加しないことから、
チップ10の面積の増大を抑制することができるととも
に、このチップ10を収容するパッケージの電源用外部
ピンを増やす必要がないので、該パッケージの小型化に
も貢献することができる。
【0038】(2)しかも、入力信号INは、電源VD
D,VSSレベル間で振幅し、かつ、デューティが1/2
で一定となるCMIコード化された信号である。従っ
て、入力信号INをローパスフィルタ17にて(VDD−
VSS)/2レベルの定電圧信号S6として得ることがで
き、チャージポンプ回路18にて確実に電源VDDレベル
まで昇圧した定電圧電源を生成することができる。その
結果、一層確実に電源端子X3から入力される電源VDD
を補完することができる。
【0039】(3)CMIデコーダ回路13はCMIコ
ードから次段の論理回路14にて論理動作が可能なバイ
ナリコードに変換(復号化)し、CMIエンコーダ回路
15は論理回路14から出力された信号S4をバイナリ
コードから再びCMIコードに変換(符号化)する。従
って、入力信号INがCMIコード化された信号であっ
ても、論理回路14にて論理処理を行うことが可能であ
る。
【0040】(4)入力回路12の前段には、ハイパス
フィルタ11が接続される。従って、仮にローパスフィ
ルタ17にて入力信号INの立ち上がり及び立ち下がり
が鈍っても、入力信号INは前記ハイパスフィルタ11
にて、その鈍りが解消されるめ、論理回路14における
論理処理には影響することはない。
【0041】(5)チャージポンプ回路18の次段に
は、該回路18から出力される信号S7のみを通過させ
るダイオードDが接続される。従って、チャージポンプ
回路18へ電源VDDの逆流を防止することができる。
【0042】尚、本発明は前記実施の形態の他、以下の
態様で実施するようにしてもよい。 ○上記実施の形態では、電源VDD,VSSレベル間で振幅
し、かつ、デューティが常に1/2となるCMIコード
化された入力信号INを用いたが、レベル及びデューテ
ィはこれに限定されるものではない。例えば、デューテ
ィが変化する信号、デューティが常に所定値となる信号
等であってもよい。又、CMIコード化された信号に限
らず、デューティが常に1/2となる信号として、DM
I(differential mode inver
sion)コード化された信号、SP(split p
hase)コード化された信号等を用いてもよい。
【0043】○上記実施の形態では、内部回路を各回路
12〜16にて構成したが、入力信号INに所望の論理
処理を施し出力信号OUTとして出力することができれ
ば、この構成に限定されるものではない。
【0044】○上記実施の形態では、ハイパスフィルタ
11を用いたが、省略してもよい。 ○上記実施の形態では、ダイオードDを使用したが、ダ
イオード接続したトランジスタを用いてもよい。又、ダ
イオードDを省略してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電源端子及び電源配線の増加を抑制してチップ面積の増
大を抑制しながらも、内部回路への電源の供給を安定化
し、内部回路の特性劣化及び誤動作を確実に防止し得る
半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図である。
【図2】 本実施形態の半導体装置を示すブロック図で
ある。
【図3】 チャージポンプ回路の具体的構成を示す回路
図である。
【図4】 本実施形態の半導体装置の動作を示す波形図
である。
【図5】 CMIコードを説明するための波形図であ
る。
【図6】 従来の半導体装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 内部回路(入力回路、CMIデコーダ回
路、論理回路、CMIエンコーダ回路、出力回路) 2 平滑回路(ローパスフィルタ) 3 昇圧回路(チャージポンプ回路) 11 ハイパスフィルタ 13 デコーダ回路(CMIデコーダ回路) 15 エンコーダ回路(CMIエンコーダ回路) D ダイオード素子(ダイオード) IN 入力信号 OUT 出力信号 VDD,VSS 電源 X3,X4 電源端子 φ 制御信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源端子から供給される電源に基づい
    て、入力信号に所望の論理処理を施し出力信号として出
    力する内部回路を備えた半導体装置において、前記入力
    信号を平滑化する平滑回路と、 前記平滑回路から出力された信号を制御信号に基づく昇
    圧動作にて所定の電圧値に昇圧させて、前記内部回路に
    電源として供給する昇圧回路とを備えたことを特徴とす
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記入力信号は、デューティが一定とな
    る符号化信号であって、 前記内部回路は、 前記符号化信号をバイナリ信号に復号化するデコーダ回
    路と、 前記デコーダ回路から出力されたバイナリ信号にて論理
    処理を行う論理回路と、 前記論理回路から出力されたバイナリ信号を符号化する
    エンコーダ回路とを備えたことを特徴とする請求項1に
    記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記入力信号は、電源レベルで振幅する
    信号であって、デューティが1/2となる符号化信号で
    あることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載
    の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記内部回路の前段に、ハイパスフィル
    タを介在させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    かに記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記昇圧回路の次段に、該回路から出力
    される信号のみを通過させるダイオード素子を備えたこ
    とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体
    装置。
JP9222420A 1997-08-19 1997-08-19 半導体装置 Withdrawn JPH1166863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059636C (zh) * 1994-10-19 2000-12-20 德塔格拉夫公司 一种包装至少两种能互相反应的照相化学品的小包及其包装方法

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CN1059636C (zh) * 1994-10-19 2000-12-20 德塔格拉夫公司 一种包装至少两种能互相反应的照相化学品的小包及其包装方法

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Effective date: 20041102