JPS59171318A - プログラム可能スイッチ回路 - Google Patents

プログラム可能スイッチ回路

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JPS59171318A
JPS59171318A JP58045455A JP4545583A JPS59171318A JP S59171318 A JPS59171318 A JP S59171318A JP 58045455 A JP58045455 A JP 58045455A JP 4545583 A JP4545583 A JP 4545583A JP S59171318 A JPS59171318 A JP S59171318A
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JP
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fuse
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switch circuit
signal
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JP58045455A
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Yukimasa Uchida
内田 幸正
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6877Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the control circuit comprising active elements different from those used in the output circuit

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  • Electronic Switches (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (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】 〔発明の技術分野〕 本発明d:、T、SI等の半導体装置におい′C%に冗
長回路として使用されるノログラム可能スイッチ回路に
関する。
〔発明の技術的背景〕
近年、MOS LSIの集積度が著しく高くなっている
が、この集積度の高まりと共に1つの半導体ペレットに
おける素子の欠陥発生率が高くなり、また回路も大規模
化、複雑化している。このだめ半導体にレットの歩留υ
を改善する目的で、欠陥救済技術としての冗長回路技術
や、設計の自由度の向上或いは動作マージンの向」−を
目的とした冗長回路技術が注目されている。
上記のような冗長回路技術の1つとして、所定の機能を
有する主回路に、プログラム可能Aヒユーズ素子とヒユ
ーズ素子の′fログラム状態に応じてr−トがオン、オ
フするトランスフ丁r−ト回路とから成るいわゆるプロ
グラム可能スイッチ回路構成の冗長回路を付加させ、こ
の冗長回路により主回路の状態を設定するものがある。
従来のこの種のトランスフ丁r−ト機能を有するプログ
ラム可能スイッチ回路の例を第1図に示す。図において
、一端が電、源端子Vecに接続されたヒーーズ素子F
と一端が接地電位源vs[lに接続された高抵抗素子R
Lとの直列回路から成るいわゆるヒユーズ回路が構成さ
れる。上記高抵抗素イRLとヒユーズ素子Fとの接続点
AはNチャネルMO8)ランジスタNlとPチャネルM
O8)ランジスタP、との直列接続よシなるCMO8構
成のインバータ回路の人力点に接続され、インバータ回
路の出力端子Bがトランスフアrトを構成するMOSト
ランジスタTのデートに接続されている。このトランス
フ丁r−H1二回路の一部と接続し7ておゆ、このトラ
ンファダ−トの導通遮断状態により主回路の状態を適宜
設定する。
このような冗長回路において、ヒユーズ素子Fが接続状
態にあると、MOS Lランジスタテのダート電位がv
0レベルとなってMOSトランジスタTがNチャネルM
O8であればトランスファダートはオフ状態となる。ま
た、ヒユーズ回路Fが切断状態である場合には、Nチャ
ネルMO8のMOS )ランジスタTのr−ト電位け■
ccレベルとなってトランスファr−トはオン状態とな
る。
逆にMOS )ランソスタTがPチャネルMO8で構成
されている場合には、ヒーーズ素子Fが接続状態のとき
にこのMOSトランジスタTでm成されているトランス
フ丁ケ9−トはオン状態となり、ヒユーズ素子Fが切断
状態でトランスフ丁r−トがオフ状態となる。
このトランスファダートとなるトランジスタTのソース
或いはドレインの一方すなわち端子1には、図示しない
主回路の状態の設定に関する信号が供給され、この信号
はトランスファダートがオン状態ならば端子2に伝搬し
、トランスファダートがオフ状態であれば、端子1の信
号は端子2には伝搬されない。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上記のような回路において、ヒユーズ回路と
トランスフアr−トとの間に設けられているインバータ
は広い面積を占有し、半導体装置の集積度の向上全阻害
するものである。
しかしながら、このインバータは、プログラム可能スイ
ッチ回路の動作の安定化のためには必要なものであった
。すなわち、MOSトランジスタTには、r−トと、ソ
ース、ドレインおよびチャネルとの間の静電容量すなわ
ちr−)容量CGが存在し、MOSトランジスタTの端
子1に供給される信号の変化がこのデート容量Coを介
してMOS トランジスタTのf−)にフィードバック
する。ここで、もしインバータがなく、と5− 一−ズ素子Fが切断状態であるとすれば、r −ト電位
は高抵抗素子RLを介し2て設定されるため、上記端子
1における信号変化によりMOSトランジスタTのr−
ト電位が不安定となり、トランスファf−トの動作が不
安定となる。
また、上記のようなヒユーズ回路と、トランスフ丁ケ9
−トどの間にインバータを有するプログラム可能スイッ
チ回路において、ヒ・−−ズ回路の一端に一定電位源で
はなく、例えばクロック信号などのパルス信号が供給さ
れる用いられ方をする場合がある。この場合には、接続
点Aにおける信号はインバータを介してトランジスタT
に供給されるため、上記インバータによる信号伝搬の遅
れが生じ、プログラム可能スイッチ回路の動作速度が低
いという欠点があり、さらに加えてこの場合には、イン
バータにおける電力消費も大きいという問題点もあった
〔発明の目的〕
本発明は上記のような点に鑑みなされたものでその目的
とするところは、回路の動作の安定6− 性を十〇なりことなく集積密度および動作速度の向−ト
と低消費′電力化を実現できる構成の簡単な7″oグラ
ム可能スイ、子回路を提供することにある。
〔発明の概帰〕
すなわちこの発明に係るプログラム可能スイッチ回路で
は、と−−ズ素子ど高抵抗素子との直列回路よりなるヒ
ーーズ回路において上記ヒーーズ素子と高抵抗素子との
接続点を直接トランスフ丁r−4機能を山するMOS 
)ランジスタのr−トに接続するとともに、上記ビー−
ズ回路の高抵抗素子Rt、に並列にキャパシタを接続し
たものである。
そして、ト記ギヤ・母シタは、実用的には、上■己MO
8)ランジスタのr−hからドレイン、チャネル、ソー
スを見た全y’−ト容tcoと同等或いはそれよりも大
きい静電容量を有するものが望−J L、い。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
2図に示すように、接地電位源VIlsと電源端子■。
、との間にヒユーズ回路Fと高抵抗素子RLO1U列回
路からなるヒーーズ回路を設ける。このヒユ−ズ回路の
高抵抗素子RLの両端に並列にギヤ・ぐシタC1を接続
する。゛まだ、上に直接接続する。このトランジスタT
のソースまたはドレインとなる端イノにLj、信号が供
給さねている。
ここで、上記キャパシタC1の容量−は、MOSトラン
ジスタTのr−トからソース領域、チャネル領域、トン
イン領域のそれぞれをのぞむ静電容量値CaB+ CG
et CoDの和すなわち全r−・ト容量CGよpも少
なくとも大きくなるように設定する。また、高抵抗素子
RLけ、ヒーーズ素子Fが接続状態の場合の電力消費を
減らすため、その抵抗値を10顯以上の値に選ぶ。この
実施例では100GΩの抵抗値を有する高抵抗素子を用
いる。(通常、使われる範囲はMΩオーダーから数10
0GΩ程度である。) ここC1ヒユーズ素子Fが接続状態であり、MOS )
ランジスタTの端子1に供給される信号がノ千ルス状に
変化する信号であった場合、この何月の変化状態はr−
)容MkCaを介してヒユーズ回路の接続点Aにフィー
ドバックされるが、この場合には低抵抗のヒユーズ素子
Fを介して上記接続点Aの電位が設定されるため、MO
S )ランゾスタTの動作は安定している。
次に、ヒユーズ素子Fが切断状態にある場合について述
べる。との場合には、直列接続点Aの電位はギヤ・ヤシ
タC1と高抵抗素子RLを介して設定され高電位のV。
Cレベルとなる。従って、MOS )ランジスタTは導
通し、端子1と端子2との間を信号が伝搬する。
とこで、端子1と端子2間を伝搬する信号が/4’ルス
状の変化する信号であった場合、この何月の変化状態は
r−ト容量CGを通じてヒユーズ回路の接続点Aにフィ
ードバックし干渉を起こすが、この干渉効果は高抵抗素
子RLと並列に接9− 続されたキャパシタC1の存在により r Ca/ (C1十Ca )Jに低減される。このた
め、MOS )ランソスタTから成るトランスファr 
−トは安定にU1作する。
なお勿論、上記のようなプログラム可能スイッチ回路の
MOS トランジスタTはNチャネルMOSに限らすP
チャネルMO8で構成することができ、この場合にはト
ランスフ丁r−トのメン・オフ状態がNチャネルMOS
の揚台と逆になる。
第3図に示すものは、ヒユーズ回路に供給−する電位源
全通にしたもので、ヒユーズ素子Fのm続・切断関係と
、トランスフ了り′−トのオン・オフ関係とが第2図の
実施例と逆になる。
第4図に示すものは第2図のプログラム可能スイッチ回
路におけるヒユーズ回路の抵抗素子側の端子に電位源■
coの代わりに例えばクロック信号φを力えヒユーズ側
の端子にバイアス電圧v!lを与えるようにしたもので
ある。
ここで、ヒユーズ素子Fが接続状態であるときには、接
続点Aの電位は、はぼ低抵抗のし一一10− ズ素子Fを介して印加されるバイアス電圧VBに同定さ
れ、トランスフ丁r−トのMOS トランジスタTは、
一定の状態に設定される。
−・方、ヒユーズ素子Fが切断状態である場合は、接続
点Aの電位は高抵抗素子RLとギヤ・卆シタC1との並
列回路に供給されるクロック信号φの電位に設定され、
クロック信号φに応じてトランスファy−ト回路のMO
S トランジスタTが制御される。
この場合には、ギヤノ4シタC1によす、MOSトラン
ジスタTを介して伝達する信号の変化がヒユーズ回路の
接続点Aに及ばず影響を低減できるだけでなく、上記ク
ロック信号φをほとんト遅延なくMOSトランジスタT
に供給することができる。これは、クロック信号φの変
化がC1,≧CGなるギヤ・母シタC1を介してMOS
トランジスタTに供給されるとともに従来用いられてい
たインバータにおける動作の遅れがないためである。
さらに動作速度だけでなく、インバータを必要としない
ために、その分の消費軍1力も削減でき、まだ、CMO
Sのインバータに比らべればギヤ・(シタC,は小さい
面積で形成することができることから素子の高乗積化に
も寄りできる。
なお、この場合も第5図に示すようにクロ。
り信号φとバイアス電圧■1lfr:Oヒ一一−ズ回路
の逆の端子に与えても良いことは明らかで、さらに、ヒ
ユーズ回路に力える情けは、クロック信号とバイアス電
圧VBとに限らず、適宜主回路の制御状態に応じた・千
ルス状信号を供給することができる。
なお、上記実施例では、キャパシタC1O答量をMOS
 トランジスタTcIr−ト容量CG (通常数fFか
ら数百fF )よシも太き(・IXものとしたが、Φヤ
パシタC1の容量は、上記r−ト容量C。
よりも小さくてもある程度の効果は得られる。
しかしながら、q′;CGに設定した場合、半導体装置
によっては不充分な場合もある。ギヤノ9シタCtの容
量をMOS )ランゾスタTの)1に−1−@量Caの
2倍程度に設定すれは殆んどの仕様の半導体装置;゛に
おいて充分な幼芽が得られ、勿論2倍以上あればさらに
良い。この場合に例えば自ξ3xc、に設定したとして
も、従来のCMOS構成のインバータが専有する素子面
積に比らべてギヤ・等シタC1の面積は小さくて済むも
のである。
〔発明の動床〕
以上のようにこの発明によれば、半導体4レツト十で広
い占有面積を占めるインバータを使用することなくトラ
ンスフアf−1の動作の安定化を図ることができるため
、集積密度および動作速度の向上と低消費電化を実現で
きる簡素な構成のプログラム可能スイッチ回路を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプログラム可能スイッチ回路を示す回路
図、第2図乃至第5図はそれぞれこの発明の一実施例を
示す回路図である。 F・・・ヒユーズ回路、RL・・・高抵抗素子、C1・
・・ギヤノ寄シタ、T・・・MOS トランジスタ。 13− 第1図 第3図 第4図 ?

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の電位源と第2の電位源との間に挿入された
    ビーーズ素子と高抵抗素子との直列回路と、上記高抵抗
    素子に並列に接続されたギヤ・9シタと、−」二記ヒー
    ーーズ素子と高抵抗素子との直列接続点にr−h電極が
    接続されたMOsトランジスタより成るトランスファ外
    −1・素子とを具備することを特徴とするプログラム可
    能スイッチ回路。
  2. (2)  上記キャパシタが、上記MO8)ランジスタ
    のデートとドレイン、チャネルおよびソースとの間の全
    静電容量値よりも大きい容量値を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のプログラム可能スイッチ
    回路。
  3. (3)上記第1および第2の電位源が一定電位を与える
    電位源であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項記載のプログラム可能スイッチ回路。
  4. (4)  上記第1および第2の電位源のうち少なくと
    も一方が・卆ルス状の侶+−3電位を与える電位源であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
    記載のノログラム可能スイッチ回路。
JP58045455A 1983-03-18 1983-03-18 プログラム可能スイッチ回路 Granted JPS59171318A (ja)

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JPS59171318A true JPS59171318A (ja) 1984-09-27
JPH0437605B2 JPH0437605B2 (ja) 1992-06-19

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113400U (ja) * 1984-06-23 1986-01-25 三菱電機株式会社 半導体プログラム回路
JPS61210715A (ja) * 1985-03-14 1986-09-18 Omron Tateisi Electronics Co 回路抵抗調整装置
JPH03203895A (ja) * 1989-12-29 1991-09-05 Samsung Electron Co Ltd 冗長構造を持つ半導体メモリ装置
US5319592A (en) * 1992-11-25 1994-06-07 Fujitsu Limited Fuse-programming circuit
JPH07142970A (ja) * 1993-11-19 1995-06-02 Nec Corp 入力回路

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