JPS59117318A - 半導体スイツチング回路 - Google Patents

半導体スイツチング回路

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Publication number
JPS59117318A
JPS59117318A JP22618482A JP22618482A JPS59117318A JP S59117318 A JPS59117318 A JP S59117318A JP 22618482 A JP22618482 A JP 22618482A JP 22618482 A JP22618482 A JP 22618482A JP S59117318 A JPS59117318 A JP S59117318A
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JP
Japan
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channel
gate
charge
switch
turned
Prior art date
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Pending
Application number
JP22618482A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Furukawa
且洋 古川
Shigeru Ishizuka
石塚 盛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59117318A publication Critical patent/JPS59117318A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents
    • H03K17/161Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

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M OEl F E Tスイッチング回路、特
にA/D、D/A変換器及びSOF’(スイノチド・キ
ャパシタ・フィルタ)等におけるスイッチング回路に関
するものである。
スイッチMO8FETやトランスファM08FET−i
バルヌ信号(ゲート信号)で駆動する場合、ゲートオー
バラップ容量が存在するので、それ全通して信号通路へ
のゲート信号のもれが問題となる。このいわゆるフィー
ドヌル現象は応用回路において柚々特性上の問題を惹起
する。これに関して第1図の如き補償用MO8FKTT
2 ’i用いる方法が考えら′7″1.fC0これは、
スイッチMO8FETT、のゲートに加わる立ち上り立
下りパルスにより出力点voに誘起される電荷を補償用
MOBFETT2のゲートに加わる逆相パルスにより誘
起される電荷をもって相殺せんとするものである。
しかしながら、本発明者が検討したところによると、か
かる方法においても上記フィードヌルの問題ケ完全に除
去することができ力いことがわかった。す々わち、かか
る方法はゲートオーバランプ容量によるフィードヌルの
みにSr目したものであり、本発明者が検討したところ
によると、MOSFETのチャネル内電荷によシフイー
ドスル・チャージに生ずることが上記従来F!/jlの
補償効果を不完全にしていることがわt・った。以上の
認降のもとに本発明者は全く新しい構成によるフィード
スル対策を案出するにいたった。
従って、本発明の1つの目的はチャネル内電荷によりフ
ィードスル?排除したヌイノチ手段ケ提供することにあ
る。
本発明の1つの目的は各種のフィードヌルの影@會完全
に排除したスイッチ手段?提供することにある。
本発明の1つの目的は相補型MO8集積回路に適したM
O8FFiTヌイソチ手段を提供することにある。
本発明の1つの目的は半導体集積回路による高精度のS
OF’i提供することにある。
本発明の1つの目的は半導体集積回路による高精度のサ
ンプルホールド回路ケ提供することにある。
本発明の1つの目的は半導体集積回路による高精度のA
/D、D/A変換器ケ提供することにある。
旬下本発明ケ実施列に従って貌明する。
第2図は本発明の一実飽例IにかかわるMOS )ラン
スファゲート回路の回路図である。同図において、トラ
ンヌファゲートMQ8FKT(スイッチMO8FKT 
)’rtは、特に制限されないがNチャンネル型とされ
、補償用MO8FETT2はPチャンネル型とさ九てい
る。スイッチMO8FETTIの第1電極日−は入力端
子■1に結合され、第2電極り、は出力端子vOに結合
さnl ケートWi’ti () + +は制御端子φ
に結合されている。補p用Mo5FETTt (7)第
1’l!w!s2及U第2電極T)2は例オばアルミニ
ウム配線からなるような配線層によって共通接続されか
つ出力端子voに結合され、ゲート電極G21はインバ
ータロ1?Il−介して制御端子φに結合さハている。
これらの回路素子及びインバータは、公知のCMO8集
積回路技術によって1つの半導体基板上に形成される。
スイッチM、08FFiTT、の図示しない基体ゲート
は、回路の負電源電圧端子のような最低電位点に結合さ
れ、補償用MO8FETT、の同様な図示しない基板ゲ
ートは回路の正電源電圧端子のような最高電位点に結合
される。
なお、同図回路において、スイッチMO5FKTT、の
電極S、とり、はそれらの間に加えらnる電、王権性に
応してソース電極及びドレイン電極のいずれとしてでも
作用するが、以下の訝明では、便宜上、電極S、會ソソ
ーと称し、電極り、tドレインと称することとする。
同図の制御端子φにはスイッチ制御信号が加えらj、る
。スイッチM08FKTT、は、スイッチ制御信号のハ
イレベルによってオンと序す、ロウレベルによってオフ
とガる。入力信号は、スイッチMO8FETT、がオン
と力ることによってこのMO8FETTI k弁して容
量0.に供給される。スイッチMO8F]1iTT、が
オフにされたときの出力端子Voのレベルは、容部″C
Iによって保持はれる。同図において、スイッチMO8
FETT、がオンのときに、そのチャネルに保持されて
(八たチャージは、このスイッチMO8FFiTT、が
オンからオフになる時、すなわちチャネルが無くなる時
フィードヌル上止ずるチャージとして、その1部がドレ
イン側(出力vo側)に転送さnる。補償用FF1TT
2はスイッチMO5FFiTT1と同時にオンからオフ
になる。そのため補償用MO8FETT2のチャネルに
保持さねていたチャージは、そのソース・ドレインに転
送される。この場合、スイッチMO8FBTT、がNチ
ャンネル型にされていることによって、そi妃おけるチ
ャンネルに保持されていたチャージは電子からなる。コ
j、にijt、テ補償用MO8FF!TT20チャンネ
ルに保持さねていfcチャージは正孔からなる。従って
、スイッチMO8FKTT、がオフにさnるときにその
チャンネルから容量C1に与えらnるチャージ軍流と、
補償用MOEl FFTT2がオフになるときにそのチ
ャンネルから容量C−に与えらfるチャージ電流は、そ
の方向が逆になる。その結果上記補償用FBT’((適
当な特性にすることによって、上記反対導電型のFET
T1.T2 より生じた反対導電型のチャージにより、
ゲートチャネル間容量によるフィードスルチャージその
ものヲを、全に相殺することができる。
なお、第1図の回路においても互いに同じチャネル型の
M、08FETT、  とT2が相補的に動作されるの
で、ゲートチャネル問答−によるフィードヌルチャージ
はCOD類似の効果により両E’BTのチャネル間で交
互に転送さ九る。す寿わち、MOBIl’ETT、がオ
フにさfるとともにMO8’FETT、がオンにされる
ので、MO8F’ETT。
のチャンネルに保持されていたチャージが出力端子■o
に転送されるとともに、出力端子■0のチャージが新ら
たに形成されるMO8F]1ThTT、のチャンネルに
転送される。そのため、フィードスルーチャージによる
出力端子■0の不所望f1宙位変動もしくは容量C6に
おける不所望なチャージ変動はそのレベルが減少される
。しかしな〃:ら、かかる第1図の回路においては、前
述のように出力端子voに与えられてしまう不所望なレ
ベル変動ケ光分に減少させることができなかった。−f
:の原因はMO8FKTのゲートオーツ(う、ソフ′容
量會介して、出力端子vOが変動することによMM−O
8FKTT、からMO8FETT、へのチャージ転送が
所望の如く行なわれず、転送されるフィードヌルチャー
ジの部が容量CIに蓄積さjることにあると推定される
これに対し7て上記第2図の実施例1によれば、上記第
1図のようにMO8FFjTT、からT冨へのチャージ
の転送でなく、互いに異方る導電型のM0811’ET
T、とT2から出力端子vOへの互いに逆極性のチャー
ジの転送によってフィードヌルチャージ自体が打ち治さ
れる。その為、鎖2図容釦C1への影響すなわち、出力
重圧誤差會動作濤度の変化などにかかわらずに充分に除
去することができる。なお、第2図上記実施し1)にお
いてスイッチMO8’FETT、がオフにされるときに
は、そのドレインDIの電位はそのソー7S1の電位と
実T王的に等しくされている。これに応じてヌインチM
OEIFETT、のソーヌードレイン間のチャンネルに
おける電位差が実質的にOにされるので、チャネルに生
じたフィードヌルチャージの内、ドレイン側に吸収され
る割合はソーヌ側に吸収される割合と実質的に等しい。
従って、 =(W、XIJ、)    w2xII。
(ここで、WI、 Ill  、 //1はそれぞれF
FTT、のチャネル幅、チャネル長、キャリア易動度。
W、、L、、μ2は同様にFFTT2のチャネル幅、チ
ャネル長、キャリア易動度。) の如く設定すると、ゲートチャネル容量によるフィード
スル効果をほぼ完全に除去することができる。方お、こ
こでは、NチャネルとPチャネルのゲー)?化膜その他
のプロセスパラメータがほぼ等しい標憩のCMOBプロ
セスによるCMO8集積回路を例にとって説明している
。ここで、第2図においては、出力端子”oKは、スイ
ッチMO8NETT、の図示しないゲートオーバーラツ
プ容量のうちのゲート・ドレイン間オーバラップ容量が
結合され、また、補償用MQSFKTT。
のすべてのオーバラップ容量すなわちケート・ソーヌ間
オーバラップ容量とゲート・ドレイン間オーパラシブ容
量とが結合される。スイッチM08NETT、における
即位チャンネル幅当りのゲート・ドレイン間オーバラッ
プ容量と、補償用MO8FKTT2における即位チャン
ネル幅当りのゲート・ソース間オーバラップ容量と、ゲ
ート・ドレイン間オーバラップ容量とが互いに実愼的に
等しくされている場合、補償用MO8FETT、によっ
て出力端子voに結合さnる即位チャンネル幅当りのゲ
ートオーバラップ容量は、ヌイッチM08FET、T、
によって出力端子V。に結合されるそれに対して実質的
に2倍になる。従って、この場合にはチャネル幅w、、
w22 W、嬌2W、              ・・・(2
)の如く設定することにより、ゲートチャネル容蓄だけ
でなくゲートオーバラップ容itによるフィードヌルの
影響全同時に除去することができる。
上記のようなMO8FKTT、とT2は例1えはゲート
絶縁膜全同時に形成し、その後それぞれポリシリコン層
からなるようなゲート電極全セル7アラインマスクとし
て不純物イオン打ち込みなどによりP型ソース、ドレイ
ン領域を形成し、NWンソー ドレイン領域を形成する
製法によってつくることが1゛きる。
以上本実施し11はスイッチMO8FET’(zP型と
したが、通常、易動度μ晶の方がμ2 よりも大きいの
でT、、T2の導電型を入れ換えることによって、式(
1) 、 (2)より明らかな如く、補償用E’ETT
zk著しく小サイズにすることができ、憂集積度の半導
体装置に適したものとすることができる。
鯨3図は本発明にかかわるC!MO8)ランヌファゲー
トの実施しく1である。この回路においてlll   
     μ2 (ここで、Wl  、LI  5μmはそれぞfl F
 E TT+のチャネル幅、チャネル長、易動度。w2
゜L2 、μ2は同様にFETT、のチャネル幅、チャ
ネル長、易動度。) の如ぐ設定すると、ゲート容セ(によるフィードスルチ
ャージ全相殺することができる。本実施例1では、特別
に補償用FET會設けることなく相補型トランスファゲ
ートの一力のFET’i袖伯用トすることができるので
、より高集積度の相補型半導付集積回路ケ提伊すること
ができる。又、本実施例においては、上記式(3)より
明らかな如ぐ、P−チャネルのF KI T 7.(小
サイズとすることができる。
又、本実施f9(1において w、 #wz             ・・・・・・
(4)とすることによって、ゲートチャネルi1〕容駕
によルフィードヌルと同時にケートオーバララフ容fi
tによるフィードヌルの影響を完全に除去することがで
きる。すなわち、相補型MO8集積回路による筺速・品
鞘度のスイッチ回路ケ提供することができる。
第4図、第5図は、それぞれ本発明にかかわるサンプル
ホールド回路及び80Fi分器の実施例である。第6図
は、AD変換等に用いられる荷重キャパシタ・アレーの
概略図である。同図におけるスイッチ手段El、、8.
等をそれぞれ上記第2図、第3図で示したフィードヌル
・チャージ全補償したトランス7アゲートケ適用するこ
とによって、窩精度のA/D 、D/A変換器ケ提供す
ることができる。
第7図、第8図は第2図、第3図に対応する本発明にか
かわる半導体集積回路の具体的断面図である。それぞれ
の図において、lはN型半尋体基枦、2はP型ウェル領
域、3及び4はN型ソーヌドレイン領域、5及び6はP
型ソーヌドレイン領域、7は熱酸化膜、8はP、SG、
9はAt配線層、10は多結晶Stケート、見1はゲー
ト酸化膜である。
旬上訝明した如く本発明によればフィードヌル効果を完
全に除去した窩精度の年積回路スイ・ノチ手段を提供す
ることができる。以上の説明では、主にトランスファゲ
ートについて述べたが、本発明はそれに限定されること
なく、広くゲートからソーヌドレイン通路−\のゲート
信号のもれが問題となるところに適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のヌイノチド・キャパシタフィルタの回
路図、 第2図は、本発明の実施例のヌイソチング回路の回路[
シ1、 第3図は、本発明の他の一実施f!ij+のスイ・ソチ
ング回路の回路図、 第4図は、サンプルホールド回路のブロック図、第5図
は、本発明の更に他の実施例の回路図、第6図は、信号
変換回路の回路図、 第7[¥1及び第8図は、MO8工Cの断面図である。 第  1  図  才九才11 第  2  図 第  3  図 第  4  図 −v>y−ノ/彪ル))v謙第  5
  図  5CF8%宛北引 第  6  図 狗i]ヤ/\0ε7−アレー手続補正
書(方式) 事件の表示 昭和57年特許願第 226184  号発明の名称 半導体スイッチング回路 r市1]ミをする者 )510Lli式父ン1  [1立  製  作  所
f′2り  と  王   111    勝   茂
代   理   人 補正の内容 図面の第1図、第4図、第5図及び 第6図を別紙の通り補正する。 第  1  図 第  /1  図 第  [5図 C/上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、入力点と出力点の間にドレイン・ソース通路が接続
    された第1導電型の第1のヌイノチMISFETとソー
    ス及びドレインの少なくとも1つが上記出力点に接続さ
    れた第2導電型の第2のMIS FETよりなり、上記
    第1のFET1オンからオフにさせるとともに、上記第
    2のFF1T’iオンからオフにさせることによって上
    記オンからオフされる際に上記第1のFETのチャネル
    内に残留ゼるキャリアによって上記出力点に与えられる
    電位変化を1上記第2のFF11iTのチャネル内に残
    留ぜるキャリアによって減少せしめることl[とする半
    導体スイッチング回路。 2、第1導電型の第1のM I S’ F B Tと第
    2導電型の第2のM工5FETのソース・ドレインがそ
    れぞれ共通接M−Gれた半導体スイッチング回路におい
    てL14”P”N”P”11.μP會それぞ21N 形
    及びP型のM工SFF!Tのチャネル長、チャネル幅、
    移動度としたとき、(LN−wN)/(Lア・WP)を
    実質的にμN/μアと等しくしたことを特徴とする半導
    体スイッチング回路。 3、上記特許請求の範囲第2項において、wPとWN?
    おたがいに実質的に等しくしたことを%徴とする半導体
    スインチング回路装盾。
JP22618482A 1982-12-24 1982-12-24 半導体スイツチング回路 Pending JPS59117318A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2004354428A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Sony Corp 表示装置
JP2013088638A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Seiko Epson Corp 電気光学装置および電子機器

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