JPS5815321A - 相補型mos装置の駆動回路 - Google Patents

相補型mos装置の駆動回路

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JPS5815321A
JPS5815321A JP56174367A JP17436781A JPS5815321A JP S5815321 A JPS5815321 A JP S5815321A JP 56174367 A JP56174367 A JP 56174367A JP 17436781 A JP17436781 A JP 17436781A JP S5815321 A JPS5815321 A JP S5815321A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発゛明は、相補型MO3回路に関し、詳述すれば、電
圧を印加すると寄生ダイオードによる溶融により、相補
型MO8回路が不作動になるのを防ぐ手段に関する。
大部分の相補型MO8回路では、供給電圧の入力端が2
つ以上ある。例えば、典型的なレベルシフターにおいて
は、5ボルトと15ボルトの対地電圧が必要である。こ
のような回路の製造にあたって、寄生ダイオード、特に
、サイリスター形寄生ダイオードが形成されるのを防が
なければならないものの、それがどうしても避けられな
いのが実情である。
相補型MO5回路を入力部と出力部とに分けている場合
、出力部は、通常、入力部への供給電圧よシも高い正電
圧が供給されるようになっているとともに、寄生ダイオ
ードのアノードは、それよシも低い正電圧源と接続され
ている。
このような回路に電圧を印加すると、それがたまたま寄
生ダイオードのアノードに印加されれば、ダイオードが
溶融(破裂)して、相補型MO5回路に損傷を与えるこ
とになる。
1980年6月24日付で特許になった米国特許第4,
209,713号公報には、このような寄生ダイオード
のサイリスター形導通効果を除くだめの回路が開示され
ている。抵抗を代表的な一例とするノイズ吸収手段が、
相補型MO8回路のソース電極と、外部電源の正極端と
の間に接続されている。
しかしながら、相補型MO8集積回路においては、適当
な抵抗値を有する抵抗を製造することは難しく、従って
、コストが高くつく。しかも、抵抗を使えば、外部電源
からの全電圧が、回路における相補型MO3装置に印加
されなくなる。
従って、本発明は、ダイオードのアノードに供給される
電圧が、それより高い正電圧がダイオードのカソードに
供給された後のみに供給されるようにして、回路を前述
の態様で起る溶融から安全な状態に保護するための手段
を有する相補型■発註路を供するのを目的とするもので
ある。ここでは、抵抗は用いていない。
概し°て、本発明は、接地電圧に対して高電圧と低電圧
の入力端を有し、少くとも1つの寄生ダイオードのアノ
ードが低電圧入力端への回路に、また、カソードが高電
圧入力端への回路に接続された相補型MO5集積回路と
、高電圧入力端を回路に接続するだめの導電路と、ソー
スとドレインのいづれかが低電圧入力端に、また、他方
が集積回路に、そして、ゲートが高電圧入力端に接続さ
れている電界効果トランジスターにある。
ことに、本発明は、2つの異った電圧供給源を要する相
補型MO8集積回路と、高電圧を回路に印加する手段と
、低電圧源を回路に接続するために高電圧源からの高電
圧の印加を可能にするスイッチ手段である。
特に、本発明は、低電圧源に接続される低電圧入力端を
有する入力部と、高電圧源に接続される高電圧入力端を
有する出力部とを有し、かつ、アノードが低電圧入力端
への回路に、カソードが高電圧入力端への回路に接続さ
れた寄生サイリスタ一手段を有する相補型MO5集積回
路と、高電圧を高電圧入力端に印加する導′直路と、高
電圧の印加によシ作動して、低電圧源を低電圧入力端に
接続する相補型MOSスイッチ手段である。
尚、本明細書にて用いる「寄生ダイオード」なる用1悟
は、一方向導電性を示す全てのソリッドステート形寄生
素子を含むものであって、寄生サイリスターもその中に
含まれるものと解すべきである。
また、「2つの異った電圧Jまたは「高電圧と低電圧」
とは、別々の電源から供給される夫々の電圧を意味する
ばかりではなくて、例えば、受動抵抗式分圧器、異った
充電速度にて充電される異ったコンデンサーの如きのダ
イナミック的に分割され得る電源の如きの唯一の電源か
ら供給される、接地電圧または共通電圧に対して互いに
レベルの異った電位をも意味するものである。
以後、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳述
する。
第1図は、本発明により解消される問題点を有する回路
のブロック図であり、第2図は、本発明による回路のブ
ロック図である。
レベル回路の如きの典型的な相補型MO5回路は入力回
路部1と出力回路部2とから構成されているものとして
図示されている。入力端子Aは入力口“終部lに、まだ
、出力線Yは出力回路部2に夫々接続されている。例え
ば+5ボルトの供給電圧VDDIと、例えば+15ボル
トの供給電圧VDD。
とは、夫々、入力回路部1と出力回路部2に供給される
ようになっている。負端子ないし接地端子■ssは、入
力回路部1と出力回路部2の両方に接続されている。
このような回路を製造している時に、寄生ダイオード3
が形成されるのが普通であシ、そのダイオードのアノー
ドとカソードとは、夫々、入力回路部lの低電圧入力端
と出力回路部の高電圧内力端に接続されている。
そこで゛、このような構成の相補型MO8回路に電力を
印加すると、高電圧と低電圧とが同時に供給される。通
常の状況においては、高電圧■DDoの供給が低電圧V
DDIの供給よりも積極的に行なわれて、ダイオード3
を逆バイアスするから、ダイオード3は、回路に設けら
れていないようなものである。
ところが、時として、低電圧VDDIの方が高電圧VD
DOよりも高速にて上昇する。即ち、高電圧V DDO
が一定値に達するまでの有限時間にわたって供給される
ので、両電圧の競合状態が起る。このような状況のもと
では、ダイオード3は少くとも一時的に順方向にバイア
スされて大量の電流を流すとともに、「破裂」する、即
ち、溶融により回路を開く、または、ラッチアップ状態
を起す。
それに伴って発生する熱と一時的な電流によシ、相補型
MO5集積回路が損傷を受けるか、または、破壊される
第2図は、本発明により改変した第1図の回路を示すも
のであって、寄生ダイオード3のアノードに接続されて
いた電源が、相補型MO5電界効果トランジスター4の
ソース−ドレイン回路を介して入力部1の低電圧入力端
に接続されている。他方では、相補型MO8電界効果ト
ランジスター4のゲートは、ダイオード3のカソードに
接続されている高電圧入力端に接続されている。従って
、電界効果トランジスター4は、スイッチとして作用す
るのである。
使用時においては、低電圧VDDIと高電圧”DDOと
が通常の方法により集積回路に印加される。しかし、電
界効果トランジスター4のソース−ドレイン回路は、そ
のゲートに電圧が印加されない限り開いているので、そ
して、高電圧vDDoが印加されて電界効果トランジス
ター4が始めて導°通ずるようになっているので、この
ように導通されると、低電圧VDDIは入力回路部1に
供給され、ダイオード3のアノードにも供給される。従
って、回路は、ダイオード3が破裂するような状況から
守られているのである。高電圧vDDoが低電圧VDD
Iよりも積極的(positive)でなくなった場合
、電界効果トランジスター4は不導通になって、寄生ダ
イオード3のアノードがそのカソードよりも積極的(p
ositive)になるのを防ぐ。
尚、電界効果トランジスター4は好ましくは、相補型M
O5回路の構成部品と共に同一チップ上に形成するのが
望ましく、そのため、トランジスター4を相補型MO5
電界効果トランジスターとして説明したが、電界効果ト
ランジスター4を以って利用しようとするものは、その
スイッチとしての機能である。従って、技術の進歩がこ
れからも行なわれるに従って、或いは、その曲の用途に
おいては、電界効果トランジスターにとって代るスイッ
チ素子が使われるようになることもあり得る。
第3図は、よく知られた構成の典型的な相補型MOSレ
ベルシフター回路5を示したものである。
この回路5には、出力回路部7に接続された入力回路部
6がある。低電圧VDDIは、低電圧入力端8を介して
入力回路部6に、また、高電圧vDD。
は高電圧入力端9を介して出力回路部7に供給されるよ
うになっている。
本発明によれば、相補型MO8電界効果トランジスター
4のソース−ドレイン回路(極性については回路に合せ
る)は、低電圧入力端8と低電圧源に、また、そのゲー
トは高電圧源に接続されている。
集積回路に低電圧VDDIと高電圧VDDOとをどのよ
うなシーケンスで供給しようとも、高電圧vDDoを−
たん供給してやると、トランジスター4は導通する。そ
の後、低電圧源からの低電圧VDDIが低電圧入力端8
に供給されるが、高電圧VDDOがトランジスター4の
ゲートに供給される前に低電圧が低電圧入力端8に供給
されるようなことがないのは明らかである。電圧の競合
状態においては、トランジスター4は、そのゲートの電
圧がしきい値に達することにより高電圧vDDoが低電
圧VDDIよシも積極的になった時のみ、導通する。従
って、高電圧VDDOは、入力端8における電圧よりも
常に高電圧である。
一部般に、アノードが入力端8への回路に、また、カソ
ードが入力端9への回路に夫々接続されている。寄生サ
イリスターを含む全ての寄生ダイオードは、前述の回路
構成により順方向にバイアスされることはあり得ないの
で、回路を保護することが出来るのである。
本発明の原理を理解し得る人なら、その他の実施例ない
し変形を思いつくことが出来るであろうが、これらは全
て、本発明の範囲から逸脱しない限り、本発明に含まれ
るべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明が解消しようとする問題点を有する回
路のブロック図、第2図は、本発明による回路のブロッ
ク図、第3図は、本発明を利用しだ相補型MO5回路の
概略図である。     。 1・・・・・・入力回路部、  2・・・・・・出力回
路部3・・・・・・寄生ダイオード、 4・・・・・・
電界効果トランジスター、  8・・・・・・低電圧入
力端、  9・・・・・・高電圧入力端。 特許出願人 ミテル・コーポレーション代理人弁理士 
青 山  葆 ほか2名voor         V
oo。 第3図 手続補正書 昭和57年8月5日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第 174367   号2、発明の
名称 保護回路付き相補型MO8回路装置および相補型MO8
集積回路 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 7、補正の内容 ■、願書中次の個所を訂正します。 発明の名称の欄 ■、明細書中次の個所を訂正します。 戊発明の名称の欄 発明の名称「相補型MO3装置の駆動回路」を1保護回
路付き相補型MO5回路装置および相補型MO5集積回
路」と訂正します。 B、特許請求の範囲の欄 特許請求の範囲を別紙の通り訂正します。 ■1図面中第2図を別紙の通り訂正します。 以  上 特許請求の範囲 「1)2つの異った電圧の供給を要する相補型MO5集
積回路と、高電圧供給端を上記相補型竺25集積回路に
接続する手段と、ソースとドレインのいづれか一方が低
電圧供給端に、他方が上記高電圧供給端に接続している
電界効果トランジスターとの組合せよりなる保護回路付
き相補型MO5回路装置。 2)2つの異った電圧の供給を要する相補型MO8に供
給する手段と、高電圧の印加により作動して、低電圧源
と上記相補型MO5集積回路とを接続するスイッチ手段
との組合せよりなる保護回路付き相補型MO5回路装置
。 3)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
電圧の供給が夫々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
てなされることを要するとともに、アノードが低電圧入
力端への回路に、また、カン(1) 一ドカ偽電圧入力端への回路に接続されている寄生ダイ
オードを含む相補型MO8集積回路と、高電圧源を高電
圧入力端に接続する手段と、ソースとドレインのいづれ
か一方を低電圧源に、また、他方を高低電圧入力端に、
そして、ゲートを高電圧入力端に接続する手段を含む相
補型MO’S電界効果トランジスターとの組合せよりな
る保護回路付き相補型MO5回路装置。 4)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
電圧の供給が夫々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
てなされることを要するとともに、アノードが低電圧入
力端への回路に、また、カソードが高電圧入力端への回
路に接続されている寄生ダイオードを含む相補型MO5
集積回路において、高電圧が高低圧入力端番こ印加され
ると作動して、低電圧の低電圧入力端への供給を許容す
る相補型MOSスイッチ手段を設けたことよりなる堡工
護回路付き相補型MO5回路装置。 5)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
電圧の供給が夫々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
てなされることを要するとともに、アノードが低電圧入
力端への回路に、また、カソードが高電圧入力端への回
路に接続されている寄生ダイオードを含むとともに、高
電圧を高電圧入力端に印加する手段と、高電圧が印加さ
れると作動して、低電圧を回路に供給するスイッチ手段
をも有することよりなる相補型MO5集積回路。 6)低電位源と接続される低電位入力端を有する入力回
路部と、高電位源と接続される高電位入力端を有する出
力回路部とを要し、アノードが低電位入力端への回路に
、また、カソードが高電位入力端への回路に接続されて
いる寄生サイリスタ一手段を有するものであって、高電
位を高電位入力端に印加する手段と、高電位の印加によ
り作動して、低電位を低電位入力端に供給させる相補型
MOSスイッチ手段をも有することよりなる相補型MO
5集積回路。 7)特許請求の範囲第(6)項に記載の相補型MO5集
積回路であって、前記スイッチ手段が、ソース−ドレイ
ン間の回路が低電位入力端と低電位源との間に挿入され
、かっ、ゲートが高電位源に接続されている電界効果ト
ランジスターであることを特徴とする相捕型MO8集積
回路。」  −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)2つの異った電圧の供給を要する相補型MO5集積
    回路と、高電圧供給端を回路に接続する手段と、ソース
    とドレインのいづれか一方が低電圧供給端に、他方が前
    記回路に、そして、ゲートが高電圧供給端に接続してい
    る電界効果トランジスターとの組合せよシなる回路装置
    。 2)2つの異った電圧の供給を要する相補型MO5集積
    回路と、高電圧を回路に供給する手段と、高電圧の印加
    により作動して1.低電圧源と回路とを接続するスイッ
    チ手段との組合せよりなる回路装置。 3)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
    電圧の供給が夫々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
    てなされることを要するとともに、アノードが低電圧入
    力端への回路に、また、カソードが高電圧入力端への回
    路に接続されている寄生ダイ°オードを含む相補型MO
    8集積回路と、高電圧源を高電圧入力端に接続する手段
    と、ソースとドレインのいづれか一方を低電圧源に、ま
    た、他方を高低電圧入力端に、そして、ゲートを高電圧
    入力端に接続する手段を含む相補型MO5電界効果トラ
    ンジスターとの組合せよりなる回路装置。 4)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
    電圧の供給が央々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
    てなされることを要するとともに、アノードが低電圧入
    力端への回路に、また、カソードが高電圧入力端への回
    路に接続されている寄生ダ”イオードを含む相補型MO
    5集積回路において、・高電圧が高電圧入力端に印加さ
    れると作動して、低電圧の低電圧入力端への供給を許容
    する相補型MOSスイッチ手段を設けたことよりなる回
    路装置。 5)高電圧入力端と低電圧入力端とを有し、高電圧と低
    電圧の供給が夫々の高電圧入力端と低電圧入力端に対し
    てなされることを要するとともに、アノ−Fが低電圧入
    力端への回路に、また、カソードが高電圧入力端への回
    路に接続されている寄生ダイオードを含むとともに、高
    電圧を高電圧入力端に印加する手段と、高電圧が印加さ
    れると作動して、低電圧を回路に供給するスイッチ手段
    をも有することよりなる相補型MO8集積回路。 6)低電位源と接続される低電位入力端を有する入力回
    路部と、高電位源と接続される高電位入力端を有する出
    力回路部とを要し、アノードが低電位入力端への回路に
    、また、カソードが高電位入力端5の回路に接続されて
    いる寄生サイリスタ一手段を有するものであって、高電
    位を高電位入力端に印加する手段と、高電位の印加によ
    り作動して、低電位を低電位入力端に供給させる相補型
    MOSスイッチ手段をも有することよりなる相補型MO
    8集積回路。 7)特許請求の範囲第(6ン項に記載のものであって、
    前記スイッチ手段が、ソース−ドレイン間の回路が低電
    位入力端と低電位源との間に挿入され、がっ、ゲートが
    高電位源に接続されている電界効果トランジスターであ
    ることを特徴とする集積回路。
JP56174367A 1981-07-17 1981-10-29 相補型mos装置の駆動回路 Pending JPS5815321A (ja)

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CA000381955A CA1175503A (en) 1981-07-17 1981-07-17 Cmos turn-on circuit

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JP56174367A Pending JPS5815321A (ja) 1981-07-17 1981-10-29 相補型mos装置の駆動回路

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