JPS5894191A - Mosトランジスタ回路及びその使用方法 - Google Patents

Mosトランジスタ回路及びその使用方法

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JPS5894191A
JPS5894191A JP56192540A JP19254081A JPS5894191A JP S5894191 A JPS5894191 A JP S5894191A JP 56192540 A JP56192540 A JP 56192540A JP 19254081 A JP19254081 A JP 19254081A JP S5894191 A JPS5894191 A JP S5894191A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
potential
drain
mos
source
Prior art date
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Pending
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JP56192540A
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English (en)
Inventor
Masao Fukuma
福間 雅夫
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00

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2つのMOS)ランジスタを組合わせ$11;
2M08)ランジスタのドレイン電位とゲート電位との
相関を、適当に選ぶことにより、第1M08)ランジス
タの基板領域の電位を、あらかじめセットできるようK
L、このセットの仕方によって嬉IMO8)ランジスタ
のオン抵抗を任意に変化させ得るようKした新規な回路
およびこの回路の特異な使用方法に関するものである。
制御信号によや回路の状態をセットし、メモリーとして
利用できる回路としては、ブリップフロツブ回路が、従
来からよく知られており、真空管回路の時代から今日の
L8I回路に至るまで、変電なる脱皮を〈抄返し力から
活用されてきている。
今日使われている通常の7リツププロツプは、5〜6個
のトランジスタあるいは抵抗等で構成されているが、こ
れらを集積して大規模メモリー等を構成しようとした場
合には、より素子数が少ないことが望ましい。単なるメ
モリーとしてであればトランジスタとキャパシタンスと
を1を個ずつ使用したセルを用いることができ、最も単
純な構成であるが、読み出しが破壊的であるという欠点
がある。読み出しが非破壊的に行え、かつ、選択的に書
き込みと読み出しとが可能なセルとして、現在、最1素
子教が少ないのは、トランジスタを3個使用したダイナ
ミックタイプの7リツプ70ツブ構成である・ 本発明の目的は、これら従来の回路構成に比べて、より
少ない素子数で構成され、制御信号により、任意に回路
の状態を設定出来、かつ、その状態を非破壊的に読み出
すことの出来る回路を提供することであり、さらに1そ
れに適した新らたな使用方法を提供するととくある。
本発明によるMOS)ランジスタ回路は、チャネル導伝
聾が相異なる第1M08)ランジスタと第2M08)ラ
ンジスタとから成シ、第1M08トランジスタのJ[領
域と第2M08)ランジスタノソースとを接続し、しか
も、両トランジスタのグーFを互いに接続して構成され
ている。
本発明の構成によれば、第2M08)ランジスタのドレ
イン電位とy−F電位との相関を適当に選ぶこ七で、第
1M08)ランジスタの基板領域の電位をあらかじめセ
ットできるようにし、このセットの仕方によって@IM
O8)ランジスタのオン抵抗を任意に変化させることが
可能どなる。
本発明において、第1M08)ランジスタの方をnチャ
ネル型にするか、あるいは’J2MO8)ランジlスー
タの方を鳳チャネル型にするかは選択の問題であす、い
ずれでも可能である。第lMOSトランジ・スftnチ
ャネル型とし第2M08)ランジスタをPチャネル型と
すれば、ホールを使りて基菓電位ヲセットしエレクトロ
ンを使りてセットした電位に対応した電流を取や出すこ
とになべし、fa1MO8)ランジスタをPチャネル型
とし第zMO8)ランジスタをnチャネル型とすればエ
レクトロンを使って基板電位をセットし、ホールを使っ
てセットした電位に対応した電流を取や出すことになる
第1図に示したのは、本発明の基本的な回路構成の一例
であり、第1M08)ランジスタをnahネル型として
構成したものである。nチャネル型MOS)ランジスタ
1のゲートはPチャネル型MO8)ランジスタ2のゲー
トと接続されており、ノード13を層成している。nチ
ャネル型MOS)ランジスタ1の基板領域はPチャネル
型MO8)ランジスタ2のソースと接続されており、ノ
ード21を形成している。nチャネル型MO8)ランジ
スタ1のソース11とドレイン12とは入出力端子であ
り、Pチャネル型MO8)ランラスタ20ドレイン22
は制御端子である。Pチャネル型MOSトランジスタの
基板領域24は、この例では接地しであるが、これはフ
ロート状態にしておいてもよい・ 本発明において、tIS2MOSトランジスタの基板領
域を、どういう構成にするかは広い選択の幅があや、特
にそれを限定するものではない。
たとえば、ディジタル的なメモリーのような用途であれ
ば、フロートさせることにより 50M及び■すに対応
する読み出し電流の差を大きくとれるし、FtMO8ト
ランジスタのオン抵抗をアナログ的に制御する用途であ
れば、接地することによって制御性を良くするような利
点がある。
第2図に示したのは、両トランジスタのゲート同志をダ
イオード3を介して接続し、抵抗4と外部直流電[5を
併屓した本発明の他の実施例である。この場合り第2M
08)ランジスタのゲート電位が第1MOsトランジス
タのゲート電位に対して、つねに0.6〜0.7V梅度
低いために第2M08)ランジスタがエンへンスメント
型であり、bつ、第1M08)ランジスタの基板電位を
セットする際のノード13とノード22の電位が同じで
あっても、/−ド21の電位をノード22と同じにする
ことができる。
本発明による第1の使用方法は、チャネル導伝型が異な
る第1M08)ランジスタと第2M0Sトランジスタと
を、第1M08)ランジスタの基板領域と第2M08)
ランジスタのソースを接続シ、シかも両トランジスタの
互いのゲートを相接続したMOSトランジスタの回路に
関するものである。すなわち、前記ゲート及び第2M0
8)う1ンジスタのドレインに第1M08)ランジスタ
dソース電位を基準電位としたとき、第z M’D 8
 )ランジスタを導通させる極性及び振巾を有する信号
電位を、それぞれ与え、しかる後に1先ず前記ゲージ電
位のみを変化させて第1M08)ランジスタのソース電
位を基準電位とした時に、前記・信号電位とは反対の極
性を有して第2M08)ランジスタをオフ状態とし、し
かも第1M08)ランジスタを導通させる振巾の信号電
位とすることによって、その後、第2M(’)8)ラン
ジスタのドレイン電位を、I/’かに変化させたとして
も、当初第2M0Sトランジスタのドレインに与えた(
1電電位により°(,11M08)ランジスタのオン抵
抗を制御することを特徴としている・ 本発明にLる第2の使用方法は、チャネル導伝型が異々
るtJlIMOsトランジスタと第2IシOSシラン1
スタのソースとを接続し、LThも両トランジスタの互
いのゲートを相接続したrシO8)ランジスタ回路の使
用方法に関するものである。
すなわち、第1M08)ランジスタのソース電位を基準
とした時に、第2M08)ランジスタを導通させる極性
及び振巾を有する信号電位、前記グートモしくは第2ト
ランジスタのドレイン又ハソれら双方に与え、しかる後
に前記ゲートの1g号電位を変化させて第1M08)ラ
ンジ゛スタのソース電位を基準電位としたときにシ記信
号電位とは反対の極性を有して92M08)ランジスタ
をオフ状砂とし、しかも、嬉IMO8トランジスタを導
通させる極性及び振巾の所定の電位となすことによって
前記信号電位をゲートもしくは第2 M OSトランジ
スタのドレインに与えた場合には、@1M08)ランジ
スタのオン抵抗が充分低い状−を保ち、ゲート及び92
M08)ランジスタのドレインに共に与えた場合のみに
MIMO8)ランジスタのオン抵抗を充分高くするよう
にしたことを特徴としている。
次に、本発明のMlの動作方決について説明する。ここ
でも第1M08)ランジスタをnチャネル、第2M08
)ランジスタをPチャネルと仮定する。先ず、ノード1
1とノード12’を接地し、第3図に示す様にノード1
3KPチヤネルMO8)ランジスタの両値(VTP)よ
りも充分な大きさの負電圧V  (V<Vyp)を印加
する。次に7−ド22に所望の負電圧V conを加え
る。すると第3図に示すごとく、ノード21は若干遅れ
てV conに等しい電圧になる。その後、ノード13
に正電位V+を加える。もし、■+がnチャネルトラン
ジスタの閾値Vtnよシも大吉ければ(V+>V丁n)
nチャネルトランジスタにはチャネルが形成され、これ
の基板はシールドされる。又、この時、Pチャネルトラ
ンジスタはオフ状態になるので、第3図に示すごとく、
ノード21はノード22の電圧にかかわらずVc伽に保
たれる。
一方、tlチャネルトランジスタのオン抵抗Ronは、
ノード11と12の差VDが小さい時には、で表わされ
る。ここでL:チャネル長、W:チャネル巾CGX:ゲ
ート容量である。又、nチャネルMO8)?”;ジスタ
O閾値VrnはVconの関数であり、次の様にあられ
せる。
Vyn −−2g51q   con+2呵/Coxこ
こで” $1’シリコンの誘電率、78単位電荷、N!
基板濃度、91F1基板078klペルである。
従って、RIOIIは、ノード21の電位Vconで制
御される丸めに、ノード22の電位Kかかわらず、ノー
ド21かリークで、その電位を変えるまでは、Ronは
Vconの値でフントロールされるととKなる。
次に、本発明の第2の動作方法について説明する。先ず
、ノード11と12を接地する。
ノー°ド13とノード22に関しては、゛それぞれ接地
されている”いずれか一方が接地され、他方に負電位が
与えられる”、1両方共、負電位が与見られている”と
いう状態とがある。そこで先ずノード13を接地した場
合を考える114図(aJK示すごと〈ノード13が接
地され本と、Pチャネルトランジスタはオフ状態なので
、ノード22の電位にかかわらず、ノード21の電位は
、ノード13が接地される前に定ってψた状態を保つ、
f知ち、ノーF22 tz ’11:、(L−L、9’
l +・従って、次にノード13を■+にすれば、第1
の動作方法で説明し九通9.11チヤネルトランジスタ
のオン抵抗はノード21の電位(保持され九電位)Kよ
って制御されることになる。一方、第4図(b)k示す
ごとく、ノード13がVtpよりも、より大吉な負電位
にセット】れた場合(V□−V<Vp)は、Pチャネル
トランジスタがオンするので、ノード21の電位はノー
ド22の電位ffcon)に従かう。
このため次にノード13をV+にすれば、Pチャネルト
ランジスタはオフ状態になり、ノード21はオフ状態に
なる直前の値ffcon)に保たれる。
そして、この値によってnチャネルトランジスタのオン
抵抗が決定される。この様にノード13の電位をV+に
する前のノード13とノード22の電位の与え方の!l
!み合せによって、nチャネルトランジスタのオン抵抗
を変化させることができる。
以上のように本発明の回路を用φて、本発明の拳作方法
を使用する仁とにより、わずか2ケのMOS)ランジX
りのみで、IIIMO8)ランジスタのオン抵抗を制御
信号の大きさ、あるいは!1m信号与え方の組み合わせ
によって設定することができる。し必屯、111MO8
)ランジスタのソース・ドレインに電位差を与え、オン
電流として信号を取抄出せば、設定した状態を全く非破
壊で読み出すことができる。
本発明での説明では、説明の便宜上、@1M08)ラン
ジスタをnチャネル第2M08)ランジスタをPチャネ
ルと仮定し九が、各々の導伝型が逆の場合でも、印加す
る電圧の正負を逆にすれば全く同じであり、これも当然
本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の回路のtslの実施例を示している。 第2図は、本発明回路の第2の実施例である。 第3図は本発明の第1の使用方法を説明するた゛めの信
号のタイミングチャートであり、第4図は本発明の第2
の使用方法を説明するための信号のタイミングチャート
である6図中の記号は、それぞれ次のものに対応する。 l・・・・−・・・第1M08)ランジスタ、2・・・
・−−−−II 2 M OSトランジスタ、11・・
・・・・・・・lのソース、12・・・・・・−1のド
レイン、13−・・・・・・・・共通グー)、21−・
・・・・・2のソース及び10基板の節点、22・−・
・・・・・2のドレイン、24・・・・・・−2の基板
j  113・・・・−・・ラード13の電位変化12
1−・・−・−ノード21の電位変化、122・・・・
−・・ラード22の電位変化 漬I(2) 3 第 2図 ノラ 偽 == 凹

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、チャネル導伝型が相異なる第1M0.8)ランジス
    タと第2M0Sトランジスタとを、第lMOSトランジ
    スタの基板領域と@!MOf9)ランジスタのソースと
    を接続し、しかも両トランジスタの互いのゲートを相接
    続したこと誉特徴とするMOSトランジスタ回路・ 1チヤネル導伝型が相異なる嬉IMO8)ランジスタと
    IHMO8トランジスタとを、第lMo5トランジスタ
    の基板領域と第2M08)ランジスタのソースとを接続
    し、しかも両トランジスタの互−ノグージを相接続した
    Mo8)ラングスタ回路の使用方法において、前記ゲー
    トおよび82M08)ランジスタのドレイン&c@tM
    O8)ランジスタのソース電位を基準電位としたときに
    第2M08)ランジスタを導通させる極性および振幅を
    有する信号電位をそれだれ与え、しかる後Kまず前記ゲ
    ート電位のみを変化さぜ第1M08)ランジスタのソー
    ス電位を基準電位としたときに前記信号電位とは反対の
    極性を有して嬉2M08)ランジスタをオフ状態とし、
    l、+6一本1111−MO8)ランジスタを導通させ
    る振幅の信号電位となすことによって、その後前に第2
    M08)ランジスタのドレインに与えた電位をい−bh
    K変化させたとしても、当初J112MO8)ランジス
    タのドレインに与えた信号電位によって第1M08)ラ
    ンジスタのオン抵抗を制御するようにしたことを特徴と
    するMo8)ラレジスタ回路の使用方法。 し、しかも両トランジスタの互φのグー)を相接続した
    Mo8)ランジスタ回路の使用方法において第1M08
    )ランジスタのソース電位を基準電位としたときに92
    MO8>ランジスタを導通させる極性および振幅を有す
    る信号電位を、前記ゲ−ト4しくは第2M08)ランジ
    スタのドレインま九はそれら双方に与え、しかる後に前
    記ゲートの信号電位を変化させて第1M08)ランジス
    タのソース電位を基準電位としたときに前記信号電位と
    は反対の極性を有して嬉2MO8)ランジスタをオフ状
    態とし、しかも第1M08)ランジスタを導通させる極
    性および振幅の所定の電位となすことKよって、前記信
    号電位をゲージもしくは第1M08トランジスタのドレ
    インに与えた場合にはIIMxMO8トランジスタのオ
    ン抵抗が充分低い状態を保ち、ゲートおよび112M0
    8)ランジスタのドレインに共に与えた場合のみに第l
    MOSトランジスタのオン抵抗を充分に高くするようK
    したことを特徴とするMOS)ランジスタ回路の使用方
    法。
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Cited By (1)

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US5283457A (en) * 1989-10-02 1994-02-01 Texas Instruments Incorporated Semiconductor on insulator transistor

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