JPS59163835A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPS59163835A JPS59163835A JP3776783A JP3776783A JPS59163835A JP S59163835 A JPS59163835 A JP S59163835A JP 3776783 A JP3776783 A JP 3776783A JP 3776783 A JP3776783 A JP 3776783A JP S59163835 A JPS59163835 A JP S59163835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistors
- inverter
- load
- circuit
- low level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/118—Masterslice integrated circuits
- H01L27/11803—Masterslice integrated circuits using field effect technology
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は半導体装置にかが91特にマスタスライス方式
で出力レベル特性を一定にする半導体装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device in which output level characteristics are made constant using a master slice method.
最近、集積回路の規模が増大するに従って、論理回路を
集積化する一手法としてマスタスライス方式が注目され
てきている。マスタスライス方式とは、要求される機能
の集積化を実現する際、前もって基本的な回路機能、例
えばNAND機能、NOR機能、フリップフロップ機能
等を設計側で準備しておき、設計者は上述の機能回路を
組み合わせることによって論理機能全構成し、更に集積
回路として実現する場合はトランジスタ、抵抗等の基本
素子が規則的に配列された基板(これをマスタスライス
の下地と呼ぶ)上に金属配線のみを個別の所望特性に応
じて設計する設削方式である。Recently, as the scale of integrated circuits has increased, the master slice method has been attracting attention as a method for integrating logic circuits. In the master slice method, when realizing the integration of required functions, the designer prepares basic circuit functions such as NAND function, NOR function, flip-flop function, etc. in advance, and the designer By combining functional circuits, a complete logic function can be constructed, and when realizing an integrated circuit, only metal wiring is placed on a substrate on which basic elements such as transistors and resistors are regularly arranged (this is called the master slice base). This is a cutting method that designs according to individual desired characteristics.
マスクスライス方式による大規模集積回路(以下これ1
LsIと称す)の設計は従来の設計方式によるLSIの
設計と比較すると、上述の基本的な回路機能は単体とし
てすでに設計筒であり、試作源であるため、充分にその
性能予測が可能で、設計の精度を向上できる。更にLS
I化の際、マスタスライス方式による設計は通常の方法
としては金属配線のみの設計であり、トランジスタ等の
素子設計は含まないので設計のミスが少なくなり、かつ
設計工数の削減になり、設計の期間も短縮できる。また
更に設計にCA、 I)手法が容易に適応でき、設計の
精度を向上できる等の特徴がある。Large-scale integrated circuit using mask slicing method (hereinafter referred to as 1)
Compared to LSI design using conventional design methods, the design of an LSI (referred to as LsI) is that the basic circuit functions described above are already designed as a single unit and are a prototype source, so its performance can be sufficiently predicted. Design accuracy can be improved. Furthermore, LS
When converting to I, design using the master slice method is usually a design of only metal wiring and does not include the design of elements such as transistors, which reduces design errors, reduces design man-hours, and improves design efficiency. The period can also be shortened. Furthermore, CA, I) method can be easily applied to design, and design accuracy can be improved.
第1図は従来のマスタスライス下地の基本セルの概要図
、第2図(al (blは従来のマスタースライス構成
図である。マスタスライス方式によるマスタスライスの
下地は第1図の様に標準化された駆動トランジスタ4、
負荷トランジスタ2、接続端子3.5の基本素子を数個
含む基本セル]を更に複数個含んで第2図(a)の様に
基本セルlと接続配線6とを組み合せてアレー状に配列
したり、壕だ更に第2図(blの様に基本セル1を数個
含んだブロック7を構成して、ブロック7と接続配線6
を組み合せてブロック状配列として構成するのが一般的
である。従来公知の方式によれば、第1図の基本セルl
は負荷トランジスタ2をm個、駆動トランジスタ4をn
個(m\1.n\1.n:)m)含む構成になっている
。マスタスライスの下地設計力完了すれば負荷トランジ
スタ2のトランジスタ寸法は負荷電流値によって一義的
に決まり、駆動トランジスタ4も同様にトランジスタ寸
法は一義的に決まっている。第3図はインバータの基本
回路である。マスタスライス方式によυ構成された第3
図のインバータ回路に関して、そのインバータレシオは
一定に設計でき、インバータ入力端子8が高レベルのと
きにインバータ出力端子9がら出力される低レベルも一
定電位に設計できる。しかしマスタスライス方式による
設計では基本セル1の負荷トランジスタ2を2個以上並
列に接続して負荷トランジスタの電流供給能力を高め、
インバータ出力端子9の立上りスピードを速くすること
が可能であるため、設計によっては負荷電流を基本イン
バータ回路の負荷電流の整数倍に選ぶ場合があるが、こ
のままでは駆動トランジスタ4が導通時に低レベル出力
が十分低くならない欠点がある。第4図(al 、 (
b) 、 (C1は従来の基本セルの接続方法を示す回
路図で、第1図に示した基本セル1によシ構成されてい
る。第4図(alの様に負荷トランジスタ2を1個使用
する場合のインバータ回路と第4図(bl 、 (C1
の様に負荷トランジスタ2を並列に複数個使用するとき
とでは、第7図に示す辿りインバータ出力端子9が低レ
ベルの場合の端子9の電圧が負荷電流値によって変化し
てしまう。第7図は従来のインバータ回路の低レベル出
力特性図である。即ち、出力端子9を低レベルに保つた
めに必要な駆動トランジスタ8を流れる電流が大きくな
るに従って、駆動トランジスタ8のソース・ドレイン間
電圧としての低レベル出力は高くなる。Figure 1 is a schematic diagram of the basic cell of the conventional master slice base, and Figure 2 (al (bl) is a diagram of the conventional master slice configuration. The master slice base of the master slice method is standardized as shown in Figure 1. drive transistor 4,
A plurality of basic cells including several basic elements such as a load transistor 2 and a connection terminal 3.5 are further included, and the basic cells 1 and connection wiring 6 are combined and arranged in an array as shown in FIG. 2(a). Or, as shown in Figure 2 (bl), construct a block 7 containing several basic cells 1, and connect the block 7 and the connection wiring 6.
It is common to combine them to form a block-like array. According to a conventionally known method, the basic cell l shown in FIG.
has m load transistors 2 and n drive transistors 4.
(m\1.n\1.n:)m). Once the basic design of the master slice is completed, the transistor dimensions of the load transistor 2 are uniquely determined by the load current value, and the transistor dimensions of the drive transistor 4 are similarly determined uniquely. FIG. 3 shows the basic circuit of the inverter. The third
The inverter circuit shown in the figure can be designed to have a constant inverter ratio, and the low level output from the inverter output terminal 9 when the inverter input terminal 8 is at a high level can also be designed to have a constant potential. However, in the design using the master slice method, two or more load transistors 2 of the basic cell 1 are connected in parallel to increase the current supply capacity of the load transistors.
Since it is possible to increase the rise speed of the inverter output terminal 9, depending on the design, the load current may be selected to be an integral multiple of the load current of the basic inverter circuit. It has the disadvantage that it does not become sufficiently low. Figure 4 (al, (
b) , (C1 is a circuit diagram showing a conventional basic cell connection method, which is composed of the basic cell 1 shown in Fig. 1. As shown in Fig. 4 (al), one load transistor 2 is Figure 4 shows the inverter circuit when used (bl, (C1
When a plurality of load transistors 2 are used in parallel as shown in FIG. 7, the voltage at the terminal 9 when the trace inverter output terminal 9 is at a low level as shown in FIG. 7 changes depending on the load current value. FIG. 7 is a low level output characteristic diagram of a conventional inverter circuit. That is, as the current flowing through the drive transistor 8 necessary to keep the output terminal 9 at a low level increases, the low level output as the source-drain voltage of the drive transistor 8 increases.
よって従来のセル構成では駆動トランジスタ4のレシオ
は基本インバータ回路からずれて、低レベル出力が上昇
する欠点があった。Therefore, in the conventional cell configuration, the ratio of the drive transistor 4 deviates from that of the basic inverter circuit, resulting in an increase in low level output.
本発明の目的は以上の問題点に対処してなされたもので
低レベル出力は一定に保つことができ、動作マージンを
確保することができるマスタスライス方式の半導体装置
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a master slice type semiconductor device that can maintain a constant low level output and secure an operating margin.
本発明は、マスタスライス方式の半導体装置において、
論理ゲート回路に負荷素子用の負荷電流5−
が等しい電界効果トランジスタを複数個含み、かつゲー
トの長さおよびゲートの巾が等しい駆動素子用エンハン
スメント型絶縁ゲートw界効果トランジスタを前記負荷
電流が等しい電界効果トランジスタの数と同数個含むこ
とを特徴とする半導体装置にある。The present invention provides a master slice type semiconductor device including:
The logic gate circuit includes a plurality of field effect transistors with equal load currents 5- for the load elements, and enhancement type insulated gate W field effect transistors for the drive elements with equal gate lengths and gate widths. A semiconductor device is characterized in that it includes the same number of field effect transistors.
以下本発明を実施例に基き詳細に説明する。第5図は本
発明の一実施例の基本セルの構成を示す図で、図に示す
様に、負荷トランジスタ12、駆動トランジスタ14′
!il−それぞれ3個づつ含み、負荷トランジスタ12
および駆動トランジスタ14はそれぞれ同一特性を有し
ている。The present invention will be explained in detail below based on examples. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a basic cell according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a load transistor 12, a drive transistor 14'
! il- each containing 3 load transistors, 12
and drive transistor 14 each have the same characteristics.
第6図(al〜(C1は本発明の一実施例によるインバ
ーター回路の回路図を示し、図において第6図(a)は
基本セルの複数個のトランジスタのうち負荷トランジス
タ12および駆動トランジスタ14をそれぞれ1個づつ
用いて形成したインバータ回路で、8はインバーター入
力端子、9はインバーター出力端子である。FIG. 6(al~(C1) shows a circuit diagram of an inverter circuit according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 6(a) shows a load transistor 12 and a drive transistor 14 among a plurality of transistors of a basic cell. The inverter circuit is formed using one inverter circuit, and 8 is an inverter input terminal, and 9 is an inverter output terminal.
6一
第6図(blは動作スピードを上げるため、負荷トラン
ジスタ12を2個並列接続して使用したもので、駆動ト
ランジスタ14も同時に2個並列に接続し、入力端子は
短絡されている。この場合のインバータレシオは第61
m1(atの場合の負荷トランジスタ12を1個、駆動
トランジスタ14を1個づつ使用するインバータレシオ
と同一にでキル。6-Figure 6 (bl is the one in which two load transistors 12 are connected in parallel to increase the operating speed, two drive transistors 14 are also connected in parallel at the same time, and the input terminals are short-circuited. The inverter ratio in this case is 61st.
The inverter ratio is the same as the inverter ratio that uses one load transistor 12 and one drive transistor 14 in the case of m1 (at).
第6図(C1は第6図(blの場合よりさらに動作スピ
ードを速くするため負荷トランジスタ12を3個並列接
続して使用したもので、前記したと同様に駆!li!+
トランジスタ14を3個並列接続し、入力端子は短絡
する。しかるときはインバータレシオはg6図+alの
構成のインバータレシオと同一になる。Figure 6 (C1 is the one shown in Figure 6 (BL) in which three load transistors 12 are connected in parallel to make the operation speed even faster than in the case of BL.
Three transistors 14 are connected in parallel, and the input terminals are short-circuited. In that case, the inverter ratio will be the same as the inverter ratio of the configuration shown in diagram g6+al.
以」二のように本実施例によれば負荷電流が変化しても
、その負荷電流に応じて駆動トランジスタ全並列に複数
個接続することによシ、低レベル出力は一定に保つこと
ができ、動作マージンを確保することができる。As described in 2 below, according to this embodiment, even if the load current changes, the low level output can be kept constant by connecting a plurality of drive transistors in parallel according to the load current. , it is possible to secure an operating margin.
第8図は本発明の一実施例の低レベル出力特性を示す図
であり、負荷電流の変化に対しても低レベル出力が一定
に保たれている状況を示している。FIG. 8 is a diagram showing the low level output characteristics of an embodiment of the present invention, and shows a situation where the low level output is kept constant even with changes in load current.
ところで一般的な集積回路の回路構成は第9図に示す通
りである。即ち、入出力バンファ部回路93と内部回路
部92から成り、更に内部回路部92はトランスファゲ
ート回路部95、論理ゲー・炒
ト回路部94から成る。第10は3人カラッチ回路を示
し、図によればトランス7アゲート回路部には2個のト
ランスファゲートトランジスタ101が含まれ、論理ゲ
ート回路部には2個のインバータ回路102が含まれる
。前述した本発明の手法は論理ゲート回路部に適用可能
である。このためExclusive −01% (以
下E x−ORと称す)回路を例にとって説明すると、
第11図に示すEx−OR回路は第12図に示すように
インバータ回路形式で構成できる。上記の第12図の回
路において各インバータの回路構成はそれぞれ前述の低
レベル出力を一定にするだめのインバータ回路構成で説
明したように、インバータの出力負荷の大小に対しての
スピード確保に対してもインバータの低レベル出力を負
荷トランジスタと駆動トランジスタを同数個づつ、使用
することにより一定に保つことができる。Incidentally, the circuit configuration of a general integrated circuit is as shown in FIG. That is, it consists of an input/output bumper section circuit 93 and an internal circuit section 92, and the internal circuit section 92 further consists of a transfer gate circuit section 95 and a logic gate circuit section 94. The tenth circuit shows a three-person Carratch circuit, and according to the figure, the transformer 7 agate circuit section includes two transfer gate transistors 101, and the logic gate circuit section includes two inverter circuits 102. The method of the present invention described above is applicable to logic gate circuit sections. For this reason, taking an Exclusive -01% (hereinafter referred to as Ex-OR) circuit as an example,
The Ex-OR circuit shown in FIG. 11 can be constructed in the form of an inverter circuit as shown in FIG. 12. In the circuit shown in Fig. 12 above, the circuit configuration of each inverter is designed to ensure speed with respect to the magnitude of the output load of the inverter, as explained in the inverter circuit configuration for keeping the low level output constant. The low level output of the inverter can also be kept constant by using the same number of load transistors and drive transistors.
以上の説明から明らか外様に、マスタスライスの下地の
セル構成にインバータ回路の9荷トランジスタと駆動ト
ランジスタを同数個ずつ準備すれば所望のスピードを確
保するため、使用する9荷トランジスタ数に応じて同じ
数の駆動トランジスタを並列に接続することによって、
駆動トランジスタの設計変更なしに一定の低レベル出力
が得られ、このような個々のインバータ回路の集合によ
り任意の論理ゲート集積回路を実現することが可能であ
る。特にマスタスライス方式による設計の場合は、金属
配線の工程だけの変更でインバータ回路の低レベル出力
が一定となるため、動作マージンが確保され、設計工数
の短縮に効果は犬である0It is clear from the above explanation that if the same number of 9-load transistors and drive transistors of the inverter circuit are prepared in the cell configuration underlying the master slice, the desired speed can be secured depending on the number of 9-load transistors used. By connecting the same number of drive transistors in parallel,
A constant low level output is obtained without changing the design of the drive transistor, and any logic gate integrated circuit can be realized by a collection of such individual inverter circuits. In particular, in the case of design using the master slice method, the low level output of the inverter circuit can be made constant by changing only the metal wiring process, ensuring an operating margin and reducing design man-hours.
第1図は従来のマスタスライス下地の基本セル9−
の概要図、第2図(掲は基本セルをアレー状にしたマス
タスライスの構成図、第2図(blは基本セルをブロッ
ク状にしたマスタスライスの構成図、第3図はインバー
タの基本回路図、第4図(al(D)(C1は従来のマ
スタスライスの基本セル構成を示す回路図、第5図は本
発明の一実施例に使用する基本セルの概要図、第6図(
al(bl(Clは本発明の一実施例によるインバータ
回路の回路図、第7図は従来のインバータ回路の低レベ
ル出力特性図、第8図は本発明の一実施例によるインバ
ータ回路の低レベル出力特性図、第9図は一般の集積回
路の回路構成図、第10図は3人カラッチ回路図、第1
1図はExc Ius 1ve−ORの回路図、第12
図はインバータ回路で構成したExclusive−O
R回路図である。
1.11・・・・・・基本セル、2.12・・・・・・
負荷トランジスタ、3,5・・・・・・接続端子、4.
14・・・・・・駆動トランジスタ、6・・・・・・接
続配線、7・・・・・・ブロック、8・・・・・・イン
バータ入力端子、9・・・・・・インバータ出力端子、
92・・・・・・内部回路図、93・・・・・・入出力
バッ7ア部回路、94・・・・・・論理ゲート回路部、
95・・・10−
・・・トランス7アゲート回路部、101・・・・・・
トランスファケートトランジスタ、102・旧−’(7
バ一タ回路。
11−
芳1図
(cL)
第2図
第3図
(6t) (b)(況
) (ム)華8
図
第?図
第10図Figure 1 is a schematic diagram of a basic cell 9- on the base of a conventional master slice; A configuration diagram of a master slice, FIG. 3 is a basic circuit diagram of an inverter, FIG. 4 (al(D) (C1 is a circuit diagram showing the basic cell configuration of a conventional master slice, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention) A schematic diagram of the basic cell used in Figure 6 (
al(bl(Cl) is a circuit diagram of an inverter circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a low level output characteristic diagram of a conventional inverter circuit, and FIG. 8 is a low level diagram of an inverter circuit according to an embodiment of the present invention. Output characteristic diagram, Figure 9 is a circuit configuration diagram of a general integrated circuit, Figure 10 is a three-person Carracci circuit diagram,
Figure 1 is the circuit diagram of Exc Ius 1ve-OR, 12th
The figure shows Exclusive-O configured with an inverter circuit.
It is an R circuit diagram. 1.11... Basic cell, 2.12...
Load transistor, 3, 5... Connection terminal, 4.
14... Drive transistor, 6... Connection wiring, 7... Block, 8... Inverter input terminal, 9... Inverter output terminal ,
92... Internal circuit diagram, 93... Input/output buffer circuit, 94... Logic gate circuit section,
95...10-...Transformer 7 agate circuit section, 101...
Transfer transistor, 102/old-' (7
Bata circuit. 11- Figure 1 (cL) Figure 2 Figure 3 (6t) (b) (Situation) (Mu) Hana 8
Figure number? Figure 10
Claims (1)
回路に負荷素子用の負荷電流が等しい電界効果トランジ
スタを複数個含み、かつゲートの長さ、およびゲートの
巾が等しい駆動素子用のエンハンスメント型組縁ゲート
雷界効呆トランジスタを前記負荷電流が等しい電界効果
トランジスタ数と同数個含むことを特徴とする半導体装
置。In a master slice type semiconductor device, the logic gate circuit includes a plurality of field effect transistors with equal load currents for the load elements, and enhancement type assembled gate transistors for the drive elements with equal gate lengths and gate widths. A semiconductor device comprising the same number of field effect transistors as the number of field effect transistors having the same load current.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3776783A JPS59163835A (en) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3776783A JPS59163835A (en) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59163835A true JPS59163835A (en) | 1984-09-14 |
Family
ID=12506615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3776783A Pending JPS59163835A (en) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59163835A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62281443A (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JPS63285949A (en) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | Logic circuit device |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP3776783A patent/JPS59163835A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62281443A (en) * | 1986-05-30 | 1987-12-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JPS63285949A (en) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | Logic circuit device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4631686A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2912174B2 (en) | Library group and semiconductor integrated circuit using the same | |
JPS58139446A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US20020007478A1 (en) | Routing definition to optimize layout design of standard cells | |
JPS59163835A (en) | Semiconductor device | |
JPH07106521A (en) | Cell base designed semiconductor integrated circuit device | |
JPS61222250A (en) | Gaas gate-array integrated circuit | |
JP3644138B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and placement and routing method thereof | |
JPH05102312A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2002093906A (en) | Logic circuit cell constituting integrated circuit and cell library assembling logic circuit cells therein | |
JPS5949706B2 (en) | semiconductor memory device | |
JPS5856354A (en) | Master slice large-scale integrated circuit | |
JPS61212118A (en) | Coincidence detecting circuit | |
Shinohara et al. | A fast 8K× 8 mixed CMOS static RAM | |
JPH0566743B2 (en) | ||
JPH0834427B2 (en) | Logic circuit | |
JPH02268510A (en) | Bus data holding circuit consisting of gate array device | |
JPS58147889A (en) | Semiconductor device | |
JPH10224210A (en) | Logic circuit, flip-flop circuit and storage circuit device | |
JPH0246767A (en) | Semiconductor integrated circuit of gate array system | |
JPH0648724B2 (en) | Master slice type semiconductor integrated circuit device | |
JPH04212438A (en) | Semiconductor integrated circuit and its manufacture | |
JPS594139A (en) | Logical large-scale integrated circuit | |
JPH01235371A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JPH02201959A (en) | Master slice type semiconductor integrated circuit device |