JPS58170119A - Semiconductor analog switch - Google Patents

Semiconductor analog switch

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JPS58170119A
JPS58170119A JP57051107A JP5110782A JPS58170119A JP S58170119 A JPS58170119 A JP S58170119A JP 57051107 A JP57051107 A JP 57051107A JP 5110782 A JP5110782 A JP 5110782A JP S58170119 A JPS58170119 A JP S58170119A
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effect transistor
gate
terminal
drain
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雅弘 上野
Kanman Hamada
浜田 亘曼
Takashi Sase
隆志 佐瀬
Shoichi Furutoku
古徳 正一
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
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Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor analog switch which has reduced dependance on the input voltage with small error voltage, by using two switching field effect transistors (TR) having equal conductive channels and connected in parallel and a compensating field effect transistor having the same conductive type as the switching field effect transistors with the source and the drain short- circuited to each other. CONSTITUTION:When an analog switch is turned off, i.e. gates G1 and G2 are set at 0 and 1 respectively, the channels of the 1st and the 2nd TRs QMN2 and QMN2 disappear. Instead a channel is formed under the gate of the 3rd TR QCN1 for compensation whose gate is connected to the 2nd gate terminal which is driven with the polarity opposite to the 1st gate terminal. As the current is set at 0 at a moment when the analog switch is turned off, the carriers within the TRs QMN1 and QMN2 are discharged by 1/2 toward the source and drain sides respectively and then absorbed almost completely by the channel of the TR QCN1 and not delivered to the outside of the switch.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体アナログスイッチに係シ、特に高精度ア
ナログ回路に好適なスパイクチャージ補償形の半導体ア
ナログスイッチに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor analog switch, and more particularly to a spike charge compensated semiconductor analog switch suitable for high-precision analog circuits.

従来の半導体アナログスイッチは、接合型電界効果トラ
ンジスタや、金属酸化膜電界効果トランジスタ(以下M
O8と称す)が使用されている。
Conventional semiconductor analog switches include junction field effect transistors and metal oxide field effect transistors (hereinafter referred to as M
O8) is used.

例えば0MO8ICK6けるアナログスイッチの一例を
第1図に、またその応用例を第2図に示す。
For example, an example of an analog switch with 0MO8ICK6 is shown in FIG. 1, and an example of its application is shown in FIG.

第1図においてQMN、QMP はスイッチを構成する
Nチャンネル及びPチャンネルのM O8(Metal
Oxide 9emiconductor)形トランジ
スタ、011G、は第1.第2のゲート端子、’r、 
e ’r、はアナログスイッチの入出力端子である。第
2図はこのアナログスイッチをザーンプルホールド回路
に応用した例を示し、5=rz第1図に示すアナログス
イッチ、Cはコンデンサ、人はオペアンプvIは入力電
圧、v、Fi出力電圧を示す。オペアンプ人扛埋#1%
性を持つものとすると、第2図においてアナログスイッ
チ8.をオフした場合の出力電圧V、の波形は、第3図
(a)に示すようになる。すなわちアナログスイッチS
、がオ/している時、V I−V @でありたものが、
アナログスイッチS、を第3図(−に示す様にV−をオ
フし友時、第3図(a)に示す様にV・にスパイク電圧
が発生し、ゲート回路から侵入するスパイクチャージに
よシコンデンサCの端子電圧が賛化し、入出力電圧間に
ノV、の誤差電圧が生ずる。この誤差電圧ノV。
In Fig. 1, QMN and QMP are N-channel and P-channel MO8 (Metal
Oxide 9emiconductor) type transistor, 011G, is the first. second gate terminal, 'r,
e'r is an input/output terminal of the analog switch. FIG. 2 shows an example in which this analog switch is applied to a Zampl hold circuit, where 5=rz, C is a capacitor, operational amplifier vI is an input voltage, and v and Fi are output voltages. Op Amp Hidden #1%
In FIG. 2, the analog switch 8. The waveform of the output voltage V when the switch is turned off is as shown in FIG. 3(a). That is, analog switch S
When , is o/, what was V I-V @ becomes,
When the analog switch S is turned off as shown in Figure 3 (-), a spike voltage is generated at V as shown in Figure 3 (a), and a spike charge enters from the gate circuit. The terminal voltage of the capacitor C increases, and an error voltage of 0V is generated between the input and output voltages.This error voltage is 0V.

は高精度のアナログ回路を構成する場合、重大な障害と
なる。この誤差電圧ΔV、を減じる手段として第1図に
おいてトランジスタQmw、Q皺pのチャネル幅を等し
くすることが行なわれる。これはN及びPチャンネルの
両トランジスタQIIw。
is a serious obstacle when constructing high-precision analog circuits. As a means for reducing this error voltage ΔV, the channel widths of transistors Qmw and Qwp are made equal in FIG. 1. This is both the N and P channel transistor QIIw.

QMP  のゲート電圧の極性が逆であることから、両
トランジスタのスパイクチャージの極性が逆となり、こ
の相殺効果をねらったものである。この時の入力電圧V
+と誤差電圧lv、の関係を第4図に示す。即ち電源電
圧を正負対称電圧を用い友場合、入力電圧v1=0の時
誤差電圧Δv、 >Qになる。しかし図で明らかなごと
く、誤差電圧ΔV、は極端な入力電圧vI依存性があシ
、スパイクチャージを全入力電圧範囲に亘って相殺する
ことはできない。第5図はこの改善策としてスイッチン
グ用トランジスタQMN、QMPに対し、スパイクチャ
ージ補償用のN及びPチャンネルトラ1、    ンジ
スタQc*tQcpを付加し屍もので、これら補償用ト
ランジスタQcに、 Q C! P は、チャネル幅を
スイッチング用トランジスタQm舅、Qmp の約1/
2にした上、ソース及びドレインを短絡してアナログス
イッチの一方の端子T、に接続しである。この構成は例
えばNチャンネルのスイッチングトランジスタQmw 
 のゲート端子G、から侵入するスパイクチャージを、
同じNチャンネルの補償用トランジスタQc翼のG、と
は逆極性で動作するゲート端子G、からのスパイクチャ
ージで相殺することを意図したものである。この場合の
入力電圧Vsと誤差電圧ΔV、との関係を第6図に示す
。この方法で誤差電圧ΔV、の入力電圧vt依存性は約
1710に改善される。しかし誤差電圧ノV、の非直線
性が残る上、第7図に示すごと(誤差電圧ΔV、の補償
用トランジスタQC)l *Q c v はチャネル幅
WC?寸法依存性が大きく歩留りの上で問題がある。即
ち第7図は入力電圧v1ロVt。の時の補償用トランジ
スタQCP のチャネル幅Wcpに対する誤差電圧ΔV
、の依存性を示したもので、チャネル幅WCPの変化に
対し、誤差電圧Δv、は直線的に変化する。これはプロ
セスにおける製造バラツキに誤差電圧ΔV。
Since the polarity of the gate voltage of QMP is opposite, the polarity of the spike charge of both transistors is opposite, and this canceling effect is aimed at. Input voltage V at this time
FIG. 4 shows the relationship between + and error voltage lv. That is, if the power supply voltage is a symmetrical voltage of positive and negative, the error voltage Δv, >Q will be obtained when the input voltage v1=0. However, as is clear from the figure, the error voltage ΔV has an extreme dependence on the input voltage vI, and the spike charge cannot be canceled over the entire input voltage range. Fig. 5 shows an improvement by adding N and P channel transistors 1 and transistors Qc*tQcp for spike charge compensation to the switching transistors QMN and QMP, and these compensation transistors Qc, QC! P is approximately 1/of the channel width of the switching transistors Qm and Qmp.
In addition, the source and drain are short-circuited and connected to one terminal T of the analog switch. For example, this configuration is an N-channel switching transistor Qmw.
The spike charge entering from the gate terminal G,
This is intended to be canceled out by the spike charge from the gate terminal G, which operates with the opposite polarity to G of the same N-channel compensation transistor Qc wing. FIG. 6 shows the relationship between the input voltage Vs and the error voltage ΔV in this case. With this method, the dependence of the error voltage ΔV on the input voltage vt is improved to about 1710. However, the non-linearity of the error voltage V remains, and as shown in FIG. There is a problem in terms of yield due to large size dependence. That is, FIG. 7 shows the input voltage v1 and Vt. Error voltage ΔV with respect to the channel width Wcp of the compensation transistor QCP when
, where the error voltage Δv changes linearly with changes in the channel width WCP. This is an error voltage ΔV due to manufacturing variations in the process.

が依存することを意味し、最適の製品が得られる確率が
低くなる。また補償用トランジスタQ c wに於いて
も同様の問題がおる。
This means that the probability of obtaining the optimal product is low. A similar problem also occurs in the compensation transistor Qcw.

本発明の目的は以上述べた従来技術の欠点を除去し、誤
差電圧ΔV、が小さくかつ入力電圧Vtに対する依存性
の少ない半導体アナログスイッチを提供することである
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and provide a semiconductor analog switch with a small error voltage ΔV and less dependence on the input voltage Vt.

上記目的を達成する第1の発明の特徴とするところは、
各ドレインが入力端子に、各ソースが出力端子に、各ゲ
ートが一方のゲート端子にそれぞれ接続される同−導電
形の第1.第2の電界効果トランジスタと、該第1.第
2の電界効果トランジスタと同−導電言でアシ、ソース
とドレインとが上記入力端子と上記出力端子との何れか
一方に、ゲートが他方のゲ・−ト端子にそれぞれ接続さ
れる第3の電界効果トランジスタとを具備し、上記第1
、第2の電界効果トランジスタの各チャネル面積の和の
半分と、上記第3の電界効果トランジスタのチャネル面
積とが略等しいことにある。
The features of the first invention that achieves the above object are as follows:
A first . a second field effect transistor; A third field-effect transistor having the same conductive properties as the second field-effect transistor has its source and drain connected to either one of the input terminal and the output terminal, and its gate connected to the other gate terminal. a field effect transistor;
, half of the sum of the channel areas of the second field effect transistor and the channel area of the third field effect transistor are approximately equal.

さらに、第2の発明の特徴とするところは、各ドレイン
が入力端子に、各ソースが出力端子に、各ゲートが一方
のゲート端子にそれぞれ接続される同−導電形の第1.
第2の電界効果トランジスタと、該第1.第2の電界効
果トランジスタと同−導電形でアク、ソースとドレイン
とが上記出力端子に、ゲートが他方のゲート端子にそれ
ぞれ接続される第3の電界効果トランジスタと、該第1
゜第2.第3の電界効果トランジスタと同−導電形でめ
p1ソースとドレインとが上記入力端子に、ゲートが上
記他方のゲート端子にそれぞれ接続される第4の電界効
果トランジスタとを具備し、上記第1.第2の上記第3
.第4の電界効果トランジスタの各チャネル面積の和と
が略等しいことにある。
Furthermore, the second invention is characterized in that the first...
a second field effect transistor; a third field effect transistor of the same conductivity type as the second field effect transistor, whose source and drain are connected to the output terminal, and whose gate is connected to the other gate terminal;
゜Second. a fourth field effect transistor of the same conductivity type as the third field effect transistor, whose source and drain are connected to the input terminal, and whose gate is connected to the other gate terminal; .. 2nd above 3rd
.. The reason is that the sum of the respective channel areas of the fourth field effect transistor is approximately equal.

本発明は、上記誤差電圧ΔV、の原因となるスパイクチ
ャージが、電界効果トランジスタを形成するに不可欠な
チャネルを構成するキャリアに起因し、かつ本キャリア
の総量はトランジスタの平面形状のみならず縦構造にも
依存することに着目し、3次元的キャリア分布を考慮し
たチャネル内キャリアの総量でスパイクチャージを補償
せんとするもので、同一導電形チャネルを有する2測子
列接続されたスイッチング用電界効果トランジスタと、
これと同一導電形を有し、かつソースとドレインを短絡
され九補償用電界効果トランジスタtfeJ記スイッチ
ング用トランジスタの端子に接続し該補償用電界効果ト
ランジスタのゲートを、前記スイッチング用トランジス
タのゲートと逆極性の信号で駆動するようにしたことで
ある。
The present invention provides that the spike charge that causes the error voltage ΔV is caused by carriers that constitute a channel essential for forming a field effect transistor, and that the total amount of carriers is determined not only in the planar shape of the transistor but also in the vertical structure. The aim is to compensate for spike charges using the total amount of carriers in the channel, taking into account the three-dimensional carrier distribution. transistor and
It has the same conductivity type as this, and its source and drain are short-circuited, and it is connected to the terminal of the switching transistor tfeJ, and the gate of the compensation field effect transistor is opposite to the gate of the switching transistor. The reason is that it is driven by a polar signal.

以下本発明の第1の実施例を第8図により説明する。A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第8図に於いて、QM翼、+ QM)Itはドレインが
入力端子T1に、ソースが出力端子T、に、ゲートが第
1のゲート端子G1にそれぞれ接続されるスイッチング
用の第1.第2の8MO8)ランジスタ、Qc*1t!
ソースとドレインとが出力端子T。
In FIG. 8, the QM wing +QM)It is a switching first wing whose drain is connected to the input terminal T1, whose source is connected to the output terminal T, and whose gate is connected to the first gate terminal G1. Second 8MO8) transistor, Qc*1t!
The source and drain are output terminals T.

に、ゲートが第2のゲート端子G、にそれぞれ接1  
    続される補償用の第3の8MO8)う/ジスタ
で娶る。
, the gate is connected to the second gate terminal G, respectively.
The third 8MO8) for compensation followed by U/Jister.

ここで、補償用の第3のトランジスタQ c w sの
チャネル面積8cw1は、式(1)に示す様にトランジ
スタQ舅叢5.Q舅1のチャネル面積S MNt、 8
wwHの和の略半分である。
Here, the channel area 8cw1 of the third compensation transistor Qcws is calculated by the channel area 8cw1 of the transistor Qcws as shown in equation (1). Q-in-law 1 channel area S MNt, 8
This is approximately half of the sum of wwH.

本実施例に於いては、第1.第2.第3のトランジスタ
Qmws e Qxxt a QC)11のチャネル形
状ヲ略等しくすることによって式(1)を満足している
In this embodiment, the first. Second. Equation (1) is satisfied by making the channel shapes of the third transistors Qmws e Qxxt a QC) 11 substantially equal.

以上の構成において第1のゲー ト端子Gtと第2のゲ
ート端子G、は互いに逆極性の信号で駆動される。従っ
て入力端子Tle出力端子T8間をオン状態にするため
には第1のゲート端子G1を1(高レベル)、第2のゲ
ート端子G、を0(低レベル)に駆動する。この時、第
1及び第2のトランジスタQww@ *QM)1mはオ
ン状態となりチャネルが形成される。第9図はこの時の
第1.第2の8MO8)ランジスタQIIWI I Q
mylのチャネルの形成状態を示す図で、第9図(Jl
)は平面図、(b)はムー人断面図、(C)はB−BM
面図である。同図においてハツチングで示す部分がチャ
ネルで、ゲート電圧が印加されたことによシキャリアが
誘起していることを示す。第2図で示したサンプルホー
ルド回路における応用、あるいはスイッチとキャパシタ
等における応用において特徴的な事項は、アナログスイ
ッチがオンからオフに移る一時においてはチャネル内の
電流は零(第2図においてコンデンサCの充電が完了し
ている状態)であることである。従ってチャネル内には
第9図に示すようにほぼ一様にキャリアが分布している
。しかし第9図にも示す如く、チャネルの境界では徐両
にキャリアが減少している。そζで第1.第2のトラン
ジスタQm*1 、Qmxlがオフされると、チャネル
内に誘起されていたこのキャ、リアが、ソース及びドレ
インを通して消滅する。この時チャネル内から排出され
たキャリアが前述した誤差電圧ΔV、の原因となる。第
8図においてアナログスイッチがオフ状態、即ちゲート
G1が0、G、が1の状態になると、第1.第2のトラ
ンジスタQMNI I Qmxlのチャネルが消滅する
代シに、第1のゲート端子と逆極性で駆動される第2の
ゲート端子にゲートが接続された補償用の第3のトラン
ジスタQ c w 1のゲート下にはチャネルが形成さ
れる。即ち、トランジスタQ c * 1には、第9図
のハツチングで示したトランジスタQM)11 * Q
xxtと同様にキャリ゛アが誘起する。ここで、前述し
た如くスイッチオフの瞬時にt流が零であるので、スイ
ッチング用の第1.第2のトランジスタQMM@ e 
QMW@のチャネル内のキャリアは1/2ずクソース側
及びドレイン@に排出される。式(1)に示される様に
トランジスタQ「1のチャネル面積Scwtは、トラン
ジスタQmwt *Qm*ffiのチャネル面積8w*
tl、8MW1の和の略半分であるのでスイッチング用
の第1.第2のトランジスタQmyt*Qmwtのチャ
ネルから排出されたキャリアは、はぼ完全に補償用の第
3のトランジスタQcwsのチャネルに吸収され、スイ
ッチ外部に対しての出入betない。即ちスパイクチャ
ージは補償用の第3の+ランジスタによシはぼ完全に補
償される。この補償効果はスイッチング用の第1゜第2
のトランジスタQ01.QM)tlと補償用の第3のト
ランジスタQcw1とのチャネル形状がそれぞれ略同−
形状の時、微妙なキャリア分布を示すチャネルの境果長
も等しくなるので最も大きく現われる。また、従来に比
して、スイッチング用トランジスタ数が2つになるが、
それぞれの大きさは半分でよいので、専有面積は変わら
ない。さらに、スイッチング用トランジスタQ Mll
l # QM)Itと、補償用トランジスタQcwtと
は同一の大きさなので、製造し易くなり、信頼性も上が
る。
In the above configuration, the first gate terminal Gt and the second gate terminal G are driven by signals of opposite polarity. Therefore, in order to turn on the input terminal Tle and the output terminal T8, the first gate terminal G1 is driven to 1 (high level) and the second gate terminal G is driven to 0 (low level). At this time, the first and second transistors Qww@*QM)1m are turned on and a channel is formed. Figure 9 shows the first example at this time. 2nd 8MO8) transistor QIIWI IQ
FIG. 9 (Jl
) is a plan view, (b) is a cross-sectional view of Mu, (C) is B-BM
It is a front view. In the figure, the hatched area is the channel, and it shows that carriers are induced by the application of the gate voltage. A characteristic feature of the application in the sample-and-hold circuit shown in Figure 2, or in the application of switches and capacitors, etc., is that the current in the channel is zero at the moment when the analog switch turns from on to off (in Figure 2, the capacitor C charging is completed). Therefore, carriers are distributed almost uniformly within the channel as shown in FIG. However, as shown in FIG. 9, carriers gradually decrease at the channel boundaries. So ζ is the first. When the second transistors Qm*1 and Qmxl are turned off, the carriers induced in the channel disappear through the source and drain. At this time, the carriers discharged from the channel cause the error voltage ΔV mentioned above. In FIG. 8, when the analog switch is off, that is, the gate G1 is 0 and the gate G is 1, the first . In place of the disappearance of the channel of the second transistor QMNI I Qmxl, a third compensating transistor Q c w 1 whose gate is connected to a second gate terminal driven with a polarity opposite to that of the first gate terminal A channel is formed under the gate. That is, the transistor Q c * 1 includes the transistor QM)11 * Q shown by hatching in FIG.
Similar to xxt, it is induced by carriers. Here, as mentioned above, since the t current is zero at the moment of switch-off, the first . Second transistor QMM@e
1/2 of the carriers in the channel of QMW@ are discharged to the source side and drain@. As shown in equation (1), the channel area Scwt of the transistor Q1 is the channel area Scwt of the transistor Qmwt *Qm*ffi, 8w*
Since it is approximately half of the sum of tl and 8MW1, the first . The carriers discharged from the channel of the second transistor Qmyt*Qmwt are almost completely absorbed into the channel of the third compensating transistor Qcws, and there is no bet on going in or out of the switch. That is, the spike charge is almost completely compensated for by the third compensation transistor. This compensation effect is the first and second
The transistor Q01. The channel shapes of QM) tl and the third compensation transistor Qcw1 are approximately the same.
When the shape is the same, the boundary lengths of channels exhibiting a delicate carrier distribution are also equal, so it appears the most. Also, the number of switching transistors is two compared to the conventional one, but
The size of each can be halved, so the exclusive area remains the same. Furthermore, the switching transistor Q Mll
Since l#QM)It and the compensation transistor Qcwt are the same size, manufacturing becomes easier and reliability increases.

この結果、第10図に示す如く、入力電圧vIに対する
誤差電圧ΔV、はほぼ平坦となシ入力電圧依存性はほと
んどなくなり、高精度のアナログ回路に十分使用可能な
半導体アナログスイッチが得られる。
As a result, as shown in FIG. 10, the error voltage ΔV with respect to the input voltage vI is almost flat, and there is almost no dependence on the input voltage, so that a semiconductor analog switch can be obtained that can be fully used in high-precision analog circuits.

伺本実施例ではスイッチング用の第1.第2のトランジ
スタQ MNI 、 QM)IIの負荷側に対応する出
力端子T、にのみ補償用の第3のトランジスタQcwl
t接続したが、この場合には、補償作用がスイッチ内部
で閉じていないため、入力端子TIの駆動側及び出力端
子T、の負荷側に接続されるインピーダンスを略勢しく
する必要がある。
In this embodiment, the first switch for switching is used. A third transistor Qcwl for compensation is installed only at the output terminal T, which corresponds to the load side of the second transistor QMNI, QM)II.
However, in this case, since the compensation effect is not closed inside the switch, it is necessary to make the impedance connected to the drive side of the input terminal TI and the load side of the output terminal T substantially stronger.

第11図は本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

第11図に於いて、Qcw*はソースとドレインとが入
力端子TtK= ゲートが第2のゲート端子G、にそれ
ぞれ接続される補償用の第4のトランジスタであシ、そ
の他は、第8図に示す第1の実施例と同一構成である。
In FIG. 11, Qcw* is a fourth compensating transistor whose source and drain are connected to the input terminal TtK= and the gate is connected to the second gate terminal G, and the others are shown in FIG. This embodiment has the same configuration as the first embodiment shown in FIG.

ここで、補償用の第3.第4のトランジスタQmxt 
eQM*1のチャネル面積8cwH,8cmgの和は、
式(2)に示す様に、スイッチング用の第1゜第2のト
ランジスタQMWI、QwwHのチャネル面積SMWI
 、 81111の和に略等しくする。
Here, the third . Fourth transistor Qmxt
The sum of the channel area of eQM*1 8cwH and 8cmg is:
As shown in equation (2), the channel area SMWI of the first and second transistors QMWI and QwwH for switching is
, 81111.

S eel + Scw1= 8 i*xt + S 
MNI ””・(2)従って、駆動側及び負荷側のイン
ピーダンスが異なる場合に於いても、スイッチング用の
第1゜第2のトランジスタQMNl、QM1のチャネル
からソース側及びドレイ/側に排出されたキャリアは、
略完全に補償用の第3.第4のトランジスタQcm、t
Qcw1のチャネルに吸収され、スパイクチャージは補
償用の第3.第4のトランジスタによシ略完全に補償さ
れる。
S eel + Scw1= 8 i*xt + S
MNI ``''・(2) Therefore, even when the impedances on the drive side and the load side are different, the amount of energy discharged from the channels of the first and second switching transistors QMN1 and QM1 to the source side and drain/side is The career is
The third one is almost completely for compensation. Fourth transistor Qcm,t
The spike charge is absorbed by the channel of Qcw1, and the spike charge is absorbed by the third channel for compensation. Almost completely compensated by the fourth transistor.

さらに、本実施例に於いては、第1.第2.第3、第4
のトランジスタのチャネル形状を略勢しくすることによ
って、式は)を満足すると共に、喧述したように、微妙
なキャリア分布を示すチャネルの境界長も等しくなるの
で、この補償効果が最大となる。さらに1入力端子T1
1出力端子T。
Furthermore, in this embodiment, the first. Second. 3rd, 4th
By making the channel shape of the transistor approximately strong, the expression () is satisfied, and as mentioned above, the boundary length of the channel exhibiting a delicate carrier distribution becomes equal, so that this compensation effect is maximized. In addition, one input terminal T1
1 output terminal T.

の両方に補償用トランジスタが設けられているので、入
力端子TI 、 T、 K接続される回路の内部インピ
ーダンスには依存せず、適用回路にかかわらず常に良好
な補償効果が得られる。
Since compensation transistors are provided on both of the input terminals TI, T, and K, a good compensation effect can always be obtained regardless of the applied circuit, regardless of the internal impedance of the circuit connected to the input terminals TI, T, and K.

上記第1.第2の実施例に於いてはNMO8)ランジス
タを例にとって説明し九が、本発明はこれに限定される
ことな(、PuO2)ランジスタにも、さらには、第1
2図、第13図に示す様なCMOSトランジスタにも適
用できる。
Above 1. Although the second embodiment will be explained using an NMO8) transistor as an example, the present invention is not limited thereto.
It can also be applied to CMOS transistors as shown in FIGS. 2 and 13.

第12図は本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

第12図に於いて、スイッチング用の第1.第2のNM
O8)ランジスタロ輩買t*QMxl及び補償用の第3
のNMO8)う/ジスタQ c M I Fi第8図に
示される第1の実施例と同一構成であ”)、QM?++
Q菖りはドレインが入力端子T、に、ソースが出力端子
T8に、ゲートが第2のゲート端子GLにそれぞれ接続
されるスイッチング用の第5.第6のPuO2)う/ジ
スタ、Q c p tはソースとドレイ/とが出力端子
T、に、ゲートが第1のゲート端子G1にそれぞれ接続
される補償用の第7の−MO8)ランジスタである。
In FIG. 12, the first . Second NM
O8) Ranjistaro's purchase t*QMxl and the third for compensation
The NMO8) U/distor Q c M I Fi has the same configuration as the first embodiment shown in FIG. 8"), QM?++
The Q iris has a drain connected to the input terminal T, a source connected to the output terminal T8, and a gate connected to the second gate terminal GL for switching. The sixth PuO2) transistor, Q c p t is the seventh −MO8) transistor for compensation, whose source and drain are connected to the output terminal T, and whose gate is connected to the first gate terminal G1, respectively. be.

ここで、式(3)に示す様に補償用の第3のトランジス
タQ c w lのチャネル面積8cに、と補償用の第
7のトランジスタQ c p tのチャネル面積8ap
lと、スイッチング用の第1.第2のトランジスタQ蓋
wteQww@のチャネル面積8ww@ 、8ww@の
和の半分と、スイッチング用の第5.第6のトランジス
タQmpt *Qwvlのチャネル面積8wp1 。
Here, as shown in equation (3), the channel area of the third compensation transistor Q c w l is 8c, and the channel area of the seventh compensation transistor Q c p t is 8 ap.
1 for switching, and a first .l for switching. The channel area of the second transistor Q lid wteQww@ is 8w@, half of the sum of 8ww@, and the fifth transistor for switching. The channel area of the sixth transistor Qmpt *Qwvl is 8wp1.

8 M F mの和の半分とは略等しい。8 M F m is approximately equal to half of the sum of m.

第5.第6.第7のトランジスタQMlll#Q誠1゜
Q cwt + Qmpt + Qmpt e Qcp
lのチャネル形状を略等しくすることによって式(1)
弐〇)を満足すると共に周囲長も略等しくなる。
Fifth. 6th. Seventh transistor QMllll#QSei1゜Q cwt + Qmpt + Qmpt e Qcp
By making the channel shapes of l approximately equal, equation (1)
2〇) and the perimeters are also approximately equal.

従って本実施例に於いても、前述した第1の実施例と同
様の効果がある。
Therefore, this embodiment also has the same effects as the first embodiment described above.

さらに本実施例に於いては、0MO8構成であるために
、スパイクチャージの補償効果は単チヤンネル構成であ
る第1の実施例に比べて大きくなる。
Furthermore, since this embodiment has an 0MO8 configuration, the spike charge compensation effect is greater than that of the first embodiment, which has a single channel configuration.

即ち、第1のゲート端子GK と第2のゲート端子G、
とは逆極性の信号で駆動されるので鵞えば、スイッチン
グ用の第1.第2の8MO8)ランジスタQm*teQ
m**ではゲートからドレイン、ソースにスパイクチャ
ージが注入されると、スイッチング用の第5.第6のP
MO8)ランジスタQ[1゜QMPIではソースドレイ
ンからゲートにスパイクチャージが排出され、その和は
零に近くなる。本1      実施例は、この零に近
いスパイクチャージを補償するので、よシ大きな補償効
果があり、よシ高性能の半導体アナログスイッチを構成
することができ、る。
That is, the first gate terminal GK and the second gate terminal G,
Since it is driven by a signal of opposite polarity to the first one for switching, 2nd 8MO8) transistor Qm*teQ
m**, when a spike charge is injected from the gate to the drain to the source, the fifth. 6th P
MO8) In the transistor Q[1°QMPI, spike charges are discharged from the source drain to the gate, and the sum becomes close to zero. The first embodiment compensates for this near-zero spike charge, so it has a much greater compensation effect and can construct a semiconductor analog switch with much higher performance.

第13図は本発明の第4の実施例を示す図であり、スイ
ッチング用の第1.第2の8MO8) 57ジスタQM
Ift*Q賦1及び、補償用のll:3.第4の8MO
8)ランジスタQ c r @ −e Q c y !
は第11図に示される第2の実施例と同一構成でアリ、
スイッチング用の第5.第6のPMO8)ランンスタQ
MP1eQwv@及び補償用の第7のPMOεトランジ
スタQ CP I Fi第12図に示される第3の実施
例と同一構成である。
FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the first . 2nd 8 MO8) 57 Jister QM
Ift*Q allowance 1 and ll for compensation: 3. 4th 8MO
8) Transistor Q cr @ -e Q c y !
has the same configuration as the second embodiment shown in FIG.
5th for switching. 6th PMO8) Runstar Q
MP1eQwv@ and seventh PMOε transistor for compensation Q CP I Fi It has the same configuration as the third embodiment shown in FIG.

第13図に於いて、Qcp@uンースとドレインとが人
力端子T1に、ゲートが第1のゲート端子GtKそれぞ
れ接続される補償用の第8のトランジスタである。
In FIG. 13, Qcp@u is an eighth transistor for compensation whose ground and drain are connected to the human power terminal T1, and whose gate is connected to the first gate terminal GtK.

ここで、式(4)に示す様に、補償用の第3.第4のト
ランジスタQcw@*QcNtのチャネル面積8cwt
 e 8cmmの和と、補償用の第7.第8のトランジ
スタQc11QCP、のチャネル面積5c1s8ctl
の和とスイッチング用の第1.第2のトランジスタQw
w* eQww@のチャネル面積8MW1゜SMlの和
とスイッチング用の第5.第6のトランジスタQMPI
 e Qmptのチャネル面積8wp1゜8MP1の和
とは略等しくする。
Here, as shown in equation (4), the third . Channel area of fourth transistor Qcw@*QcNt 8cwt
e 8 cm, and the 7th for compensation. Channel area of the eighth transistor Qc11QCP, 5c1s8ctl
and the first for switching. second transistor Qw
The channel area of w* eQww@ is the sum of 8 MW 1° S Ml and the 5th channel area for switching. 6th transistor QMPI
The channel area of e Qmpt is approximately equal to the sum of 8wp1°8MP1.

S CM、 + 8 cat = 8 cP% + S
 ell = S MNI + S 1oll = S
 Mal + S MN・・・・・・・・・(4) さらに、本実施例に於いては、第1〜第8のトランジス
タのチャネル形状を略等しくする仁とによって、式(2
)式ら)を満足する。
S CM, + 8 cat = 8 cP% + S
ell = S MNI + S 1oll = S
Mal + S MN (4) Furthermore, in this embodiment, by making the channel shapes of the first to eighth transistors approximately equal, the formula (2
) formula et al.) is satisfied.

従って、本実施例に於いても、前述した第1゜第2.第
3の実施例と同様な効果がある。
Therefore, in this embodiment as well, the above-mentioned 1st, 2nd, . There are effects similar to those of the third embodiment.

冑、本発明の実施例に於いては、MOS)ランジスタを
例にとって説明したが、接合型電界効果トランジスタに
も本発明は適用できうる。
In the embodiments of the present invention, a MOS transistor has been described as an example, but the present invention can also be applied to a junction field effect transistor.

以上述べたように本発明によれば、誤差電圧ΔV、が小
さく、かつ入力電圧vIK対する依存性の少ない半導体
アナログスイッチを得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor analog switch with a small error voltage ΔV and less dependence on the input voltage vIK.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の半導体アナログスイッチ構成図、第2図
は半導体アナログスイッチの一応用例、第3図、第4図
は、第1図の回路の動作及び%性を示す図、第5図は他
の従来の半導体アナログスイッチ構成図、第6図、第7
図は第5図の回路の特性を示す図、第8図は本発明の第
1の実施例を示す構成図、第9図及び第10図は第8図
の回路の動作及び特性を示す図、tJX11図、第12
図、第13図は本発明の第2.wJ3.第4の実施例を
示す構惑図でめる。 Qwwt *Qww*”・スイッチング用NMO8)う
/ジスタ、Qcwt*QCN!・・・補償用NMO8)
ランジスタ、QNPI tQwx・・・スイッチング用
PMO8)ランジスタ、Qcpt e QC?! ・・
・補償用PMO8)ランジスタ、TI・・・入力端子、
TI・・・出力端子、G1−478 第2図 第1QC Δη
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional semiconductor analog switch, Figure 2 is an example of an application of a semiconductor analog switch, Figures 3 and 4 are diagrams showing the operation and performance of the circuit in Figure 1, and Figure 5 is Other conventional semiconductor analog switch configuration diagrams, Figures 6 and 7
The figure shows the characteristics of the circuit shown in Fig. 5, Fig. 8 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, and Figs. 9 and 10 show the operation and characteristics of the circuit shown in Fig. 8. , tJX11 figure, 12th
Figure 13 shows the second embodiment of the present invention. wJ3. A conceptual diagram showing the fourth embodiment is shown. Qwwt *Qww*”・NMO8 for switching
Ransistor, QNPI tQwx...Switching PMO8) Ransistor, Qcpt e QC? !・・・
・Compensation PMO8) transistor, TI...input terminal,
TI...Output terminal, G1-478 Fig. 2 1st QC Δη

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、各ドレインが入力端子に、各ソースが出力端子に、
各ゲートが一方のゲート端子にそれぞれ接続される同−
導電形の第1.第2の電界効果トランジスタと、該@1
.第2の電界効果トランジスタと同−導電形でメク、ソ
ースとドレインとが上記入力端子と上記出力端子との何
れか一方に1ゲートが他方のゲート端子にそれぞれ接続
される第3の電界効果トランジスタとを具備し、上記第
1゜tA2の電界効果トランジスタの各チャネル面積の
和の手分と、上記#I3の電界効果トランジスタのチャ
ネル面積とが略等しいことを特徴とする半導体アナログ
スイッチ。 2、特許請求の範囲第1項に於いて、上記第1゜第2.
第3の電界効果トランジスタの各チャネル形状は略等し
いことを特徴とする半導体アナログスイッチ。 3、各ドレインが入力端子に、各ソースが出力端子に、
各ゲートが一方のゲート端子にそれぞれ接続される同−
導電形の第1.第2の電界効果トランジスタと、aI#
1.第2の電界効果トランジスタと同−導電形でアシ、
ソースとドレインとが、上記出力端子に、ゲートが他方
のゲート端子にそれぞれ接続される第3の電界効果トラ
7ジスタと、該第1.第2.第3の電界効果トランジス
タと同−導電形でアシ、ソースとドレインとが上記入力
端子に、ゲートが上記他方のゲート端子にそれぞれ接続
される第4の電界効果トランジスタとを具備し、上記第
1.第2の電界効果トランジスタの各チャネル面積の和
と、上記第3.第4の電界効果ト2ンジスメの各チャネ
ル面積の和とが略等しいことを特徴とする半導体アナロ
グスイッチ。 表 特許請求の範囲第3項に於いて、上記第1゜第2.
$3.$4の電界効果トランジスタの各チャネル形状は
略等しいことを特徴とする半導体アナログスイッチ。 & 各ドレインが入力端子に、各ソースが出力端子に、
各ゲートカ一方のゲート端子にそれぞれ接続される第1
導電形の第1.第2の電界効果トランジスタと、ソース
とドレインとが上記入力端子と上記出力端子との何れか
一方に、ゲートが他方のゲート端子にそれぞれ接続され
る第1導電形の第3の電界効果トランジスタと、各ドレ
インが上記入力端子に、各ソースが上記出力端子に、各
ゲートが上記他方のゲート端子にそれぞれ接続される第
24箋形のIIE5.第6の電界効果トランジスタと、
ツースとドレインとが上記入力端子と出力端子との何れ
か一方に、ゲートが上記一方のゲート端子にそれぞれ接
続される第2導電形の第7の電界効果トランジスタとを
具備し、上記第1.第2の電界効果トランジスタの各チ
ャネル面積の和の半分と、上記第3の電界効果トランジ
スタのチャネル面積と、上記第5.第6の電界効果トラ
ンジスタの各チャネル面積の和の半分と、上記第71 
      の電界効果トランジスタ□のチャネル面積
とが略等し匹ことを特徴とする半導体アナログスイッチ
。 6、特許請求の範囲第5項に於いて、上記第1゜第2.
第3.@5.第6.第7の電界効果トランジスタの各チ
ャネル形状は略等しいことを特徴とする半導体アナ1グ
スイツチ。 7、各ドレインが入力端子に1各ソースが出力端子に、
各ゲートが一方のゲート端子にそれぞれ接続される第1
導電形の第1.第2の電界効果トランジスタと、ソース
とドレインとが上記出力端子に、ゲートが他方のゲート
端子にそれぞれ接続される第1導電形の第3の電界効果
トランジスタと、ソースとドレインとが上記入力端子に
、ゲートが上記他方のゲート端子にそれぞれ接続される
第1導電形の第4の電界効果トランジスタと、各ドレイ
ンが上記入力端子に、各ソースが上記出力端子に、各ゲ
ートが上記他方のゲート端子にそれぞれ接続される第2
導電形の第5.第6の電界効果トランジスタと、ソース
とドレインとが上記出力端子に、ゲートが上記一方のゲ
ート端子にそれぞれ接続される第2導電形の第7の電界
効果トランジスタと、ソースとドレインとが上記入力端
子に、ゲートが上記一方のゲート端子にそれぞれ接続さ
れる第2導電形の第8の電界効果トランジスタとを具備
し、上記第1.第2の電界効果トランジスタの各チャネ
ル面積の和と、上記第3.第4の電界効果トランジスタ
の各チャネル面積の和と、上記第5.第6の電界効果ト
ランジスタの各チャネル面積の和と、上記第7.第8の
電界効果トランジスタの各チャネル面積の和とが略勢し
いことを特徴とする半導体アナログスイッチ。 & 特許請求の範囲第7項に於いて、上記第1゜第2.
第3.第4.第5.第6.第7.第8の電界効果トラン
ジスタの各チャネル形状社略等しいことを特徴とする半
導体アナログスイッチ。
[Claims] 1. Each drain is an input terminal, each source is an output terminal,
The same circuit where each gate is connected to one gate terminal respectively.
The first type of conductivity. a second field effect transistor, and the @1
.. a third field effect transistor which is of the same conductivity type as the second field effect transistor, has a source and a drain connected to one of the input terminal and the output terminal, and has one gate connected to the other gate terminal; A semiconductor analog switch, characterized in that the sum of the channel areas of the first field effect transistor #I3 is approximately equal to the sum of the channel areas of the field effect transistor #I3. 2. In claim 1, the above 1.2.
A semiconductor analog switch characterized in that each channel shape of the third field effect transistor is substantially equal. 3. Each drain is an input terminal, each source is an output terminal,
The same circuit where each gate is connected to one gate terminal respectively.
The first type of conductivity. a second field effect transistor and aI#
1. of the same conductivity type as the second field effect transistor;
a third field effect transistor having a source and a drain connected to the output terminal and a gate connected to the other gate terminal; Second. a fourth field effect transistor having the same conductivity type as the third field effect transistor, having a source and a drain connected to the input terminal, and a gate connected to the other gate terminal; .. The sum of the respective channel areas of the second field effect transistor and the third field effect transistor. A semiconductor analog switch characterized in that the sum of the areas of each channel of the fourth field effect transistor is approximately equal. Table In claim 3, the above-mentioned items 1 and 2.
$3. A $4 semiconductor analog switch characterized in that each channel shape of a field effect transistor is substantially equal. & Each drain is an input terminal, each source is an output terminal,
The first gate terminal is connected to one gate terminal of each gate terminal.
The first type of conductivity. a second field effect transistor; and a third field effect transistor of a first conductivity type, the source and drain of which are connected to one of the input terminal and the output terminal, and the gate of which is connected to the other gate terminal. , each drain is connected to the input terminal, each source is connected to the output terminal, and each gate is connected to the other gate terminal. a sixth field effect transistor;
a seventh field effect transistor of a second conductivity type, the teeth and the drain of which are connected to one of the input terminal and the output terminal, and the gate of which is connected to the one of the gate terminals; half of the sum of the respective channel areas of the second field effect transistor, the channel area of the third field effect transistor, and the fifth. half of the sum of the channel areas of the sixth field effect transistor and the seventy-first field effect transistor;
A semiconductor analog switch characterized in that the channel area of the field effect transistor □ is approximately equal to that of the field effect transistor □. 6. In claim 5, the above-mentioned items 1 and 2.
Third. @5. 6th. A semiconductor analog switch characterized in that each channel shape of a seventh field effect transistor is substantially equal. 7. Each drain is an input terminal. Each source is an output terminal.
a first one in which each gate is connected to one gate terminal respectively;
The first type of conductivity. a second field effect transistor; a third field effect transistor of a first conductivity type, the source and drain of which are connected to the output terminal; and the gate of which is connected to the other gate terminal; and the source and drain of which are connected to the input terminal. a fourth field effect transistor of a first conductivity type having gates connected to the other gate terminal, each drain connected to the input terminal, each source connected to the output terminal, and each gate connected to the other gate terminal; the second connected to the terminal respectively
Conductivity type 5. a sixth field effect transistor; a seventh field effect transistor of a second conductivity type, the source and drain of which are connected to the output terminal, and the gate of which is connected to the one gate terminal; and the source and drain of which are connected to the input terminal; a second conductivity type eighth field effect transistor whose gate is respectively connected to the one gate terminal; The sum of the respective channel areas of the second field effect transistor and the third field effect transistor. The sum of the respective channel areas of the fourth field effect transistor and the fifth. The sum of the channel areas of the sixth field effect transistor and the seventh field effect transistor. A semiconductor analog switch characterized in that the sum of the respective channel areas of the eighth field effect transistor is substantially larger. & In claim 7, the above-mentioned items 1 and 2.
Third. 4th. Fifth. 6th. 7th. A semiconductor analog switch characterized in that each channel shape of an eighth field effect transistor is substantially the same.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5977892A (en) * 1995-05-31 1999-11-02 Motorola, Inc. Offset cancellation circuit
JP2007142863A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Fujitsu Ltd Analog/digital converter
JP2014150340A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Toppan Printing Co Ltd CMOS integrator

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