JPS62217714A - 高電圧検出回路 - Google Patents

高電圧検出回路

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JPS62217714A
JPS62217714A JP61059468A JP5946886A JPS62217714A JP S62217714 A JPS62217714 A JP S62217714A JP 61059468 A JP61059468 A JP 61059468A JP 5946886 A JP5946886 A JP 5946886A JP S62217714 A JPS62217714 A JP S62217714A
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transistor
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川嶋 博美
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淳 竹内
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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】 〔概 要) 半導体装置に組込まれ、該半導体装置の入力端子に通常
の入力電圧よりも高い特別モード用電圧が印加されたと
き特別モード起動用信号が発生される高電圧検出回路で
あって、ブロック用トランジスタと閾値判別回路との間
に所定の電圧を降下させるレベルシフト手段を設けるこ
とにより、電源投入時における電源電圧の立上り特性の
ために入力端子に印加される通常の入力電圧を特別モー
ド用電圧と判断して特別モード起動用信号を発注すると
いった誤動作をなくすことを可能とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は高電圧検出回路に関し、特に、半導体装置に組
込まれ、該半導体装置の入力端子に通常の入力電圧より
も高い特別モード用電圧が印加されたとき特別モード起
動用信号が発生される高電圧検出回路に関する。
〔従来の技術〕
第4図は高電圧検出回路が組込まれた半導体装置を示す
ブロック図である。
半導体装置30の入力端子32には通常モード用回路3
4を介して半導体回路35が接続されているが、さらに
高電圧検出回路31が接続されている。この高電圧検出
回路31は、入力端子32に印加される電圧が通常の入
力電圧よりも高い特別モード用電圧のときに特別モード
起動用信号を発生して特別モード用回路33を起動して
、半導体回路35を特別モード(例えば、試験モード)
に設定するためのものである。
第5図は従来の高電圧検出回路の一例を示す回路図であ
る。
上述したように、高電圧検出回路は半導体装置に組込ま
れるもので、該半導体装置の入力端子12に通常の入力
電圧(例えば、5V)よりも高い特別モード用電圧(例
えば、8V)が印加されたとき特別モード起動用信号8
0′ (高レベルの信号)を発生して前記半導体装置を
特別なモード(例えば、試験モード)に設定するもので
ある。
入力端子12にはp型Misトランジスタであるリーク
電流遮断用トランジスタQ11のソースが接続され、ま
た、リーク電流遮断用トランジスタQ11のゲートとド
レインはp型MisトランジスタQ、3のソースに共通
接続されている。このp型MISトランジスタQ1.の
ゲートおよびドレインはn型MISトランジスタQ14
のゲートおよびドレインとそれぞれ共通接続され、また
、n型MISトランジスタQ14のソースは接地されて
いる。
両トランジスタQI3およびQ14の共通ドレイン出力
はp型MISトランジスタQISIとn型MISトラン
ジスタQ、Szからなる第1のインバータ15の共通ゲ
ートに供給され、また、第1のインバータ15の共通ド
レイン出力はp型MISトランジスタQ、、、とn型M
ISI−ランジスタQ16□からなる第2のインバータ
16の共通ゲートに供給されている。そして、第2のイ
ンバータ16の共通ドレイン出力は高電圧検出回路の出
力となる。
ここで、第1のインバータ15および第2のインバータ
16において、トランジスタQIsIおよびQI61の
ソースには電源電圧が印加され、また、トランジスタQ
、s2およびQ02のソースは接地されている。
上述した従来の高電圧検出回路は、入力端子12に通常
の入力電圧(定常時の電源電圧Vccに等しい)が印加
されているときは、トランジスタQ13のソースに印加
される電圧はゲートに印加される定常時の電源電圧Vc
cよりも低いのでトランジスタQ13はカットオフし、
また、トランジスタQI4はオンする。そのため、両ト
ランジスタQ13およびQ10の共通ドレイン出力は低
レベルとなり、この低レベルの出力が共通ゲートに供給
された第■のインバータ15の共通ドレイン出力は高レ
ベルとなる。そして、この高レベルの出力が共通ゲート
に供給された第2のインバータ16の共通ドレイン出力
は低レベルとなって特別モード起動用信号80′は発生
されない。
次に、入力端子12に通常の入力電圧よりも高い特別モ
ード用電圧が印加されると、トランジスタQlffのソ
ースに印加される電圧がゲートに印加される定常時の電
源電圧VccよりもトランジスタQlffの闇値電圧以
上高くなるためトランジスタQI!はオンし、また、ト
ランジスタQI4はカットオフする。そのため、両トラ
ンジスタQlffおよびQ10の共通ドレイン出力は高
レベルとなる。この高レベルの共通ドレイン出力は第1
のインバータ15の共通ゲートに供給されるが、第1の
インバータ15のトランジスタQI51のソースに印加
される電圧は、ゲートに印加される電圧(トランジスタ
QI!およびq+aの共通ドレイン出力の電圧)よりも
トランジスタQISIの闇値電圧以上高い電圧ではない
ためにトランジスタQ 、 s’ 、はカソトオフし、
また、トランジスタQ、、2はオンする。これにより第
1のインバータ15の共通ドレイン出力は低レベルとな
り、この低レベルの出力が共通ゲートに供給された第2
のインバータ16の共通ドレイン出力は高レベルとなり
、特別モード起動用信号30Lが発生されることになる
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来の高電圧検出回路は定常時の電源
電圧Vccが印加されている場合には、入力端子12に
印加される電圧が特別モード用電圧か通常の入力端子か
によって、特別モード起動用信号を発生するか発生しな
いかの識別が正確に行われている。
しかし、従来の高電圧検出回路は、入力端子12に通常
の電源電圧が印加されたままの状態で電源が投入される
と、電源電圧の立上り特性のために入力端子12に印加
された通常の電源電圧を特別モード用電源と誤って判断
し、特別モード起動用信号80′を発生してしまうこと
がある。
第6図は第5図の高電圧検出回路における電源投入時の
波形図である。
電源電圧はa′で示されるように電源投入時t 01の
直後に定常時の電源電圧Vccとなることができず、電
源投入時t 、 lから定常電圧Vccの発生開始時1
 、 /まで連続的に上昇する立上り特性を示す。
C′で示される特別モード用電圧■、′ばb′で示され
る通常の入力電圧(定常時の電源電圧VCCに等しい)
よりも高い。具体的に、特別モード用電圧■、′は前記
トランジスタQ13のソースに印加される電圧がゲート
に印加される定常時の電源電圧Vccよりもトランジス
タQlffの闇値電圧以上高くなるような入力端子12
に印加される電圧である。
ところで、電源電圧は電源投入時t 01から定常電圧
Vccの発生開始時t3まで連続的に上昇するが、入力
端子12に印加された通常の入力電圧は時間t。′から
t 2+まで特別モード用電圧と判断される。すなわち
、入力端子工2に印加された通常の入力電圧はリーク電
流遮断用トランジスタQ11を介してトランジスタQI
3のソースに印加されるが、このトランジスタQ12の
ソースに印加された電圧がゲートに印加された立上り特
性を示す電源電圧よりもトランジスタQ13の閾値電圧
以上高い時間t0からt2までトランジスタQI3はオ
ン状態となっている。■2′はトランジスタQ13のソ
ースに印加された電圧がゲートに印加された電源電圧よ
りもトランジスタQlffの闇値電圧だけ高いときの電
源電圧である。また、■1′はインバータの動作可能電
圧であり、電源電圧がこの動作可能電圧■、?より高く
ないと特別モード起動用信号80′が発生しないので、
時間t 、 Iからt2まで誤った特別モード起動用信
号80′が発生されることになる。
このように、従来の高電圧検出回路は入力端子12に通
常の電源電圧が印加されたままの状態で電源が投入され
ると、誤まって特別モード起動用信号S。′が発生され
、高電圧検出回路が組込まれた半導体装置は通常のモー
ドとは全く異なった特別のモード、例えば、製造工場で
半導体装置を試験するためのモードになってしまうこと
がある。
本発明は、上述した従来形の高電圧検出回路に鑑み、ブ
ロック用トランジスタと閾値判別回路との間に所定の電
圧を降下させるレベルシフト手段を設けることにより、
電源投入時における電源電圧の立上り特性のために、入
力端子に印加された通常の入力電圧を特別モード用電圧
と判断して特別モード起動用信号を発生するといった誤
動作をなくすことを目的する。
〔問題点を解決するための手段〕
高電圧検出回路は半導体装置に組込まれ、該半導体装置
の入力端子に通常の入力電圧よりも高い特別モード用電
圧が印加されたとき特別モード起動用信号が発生される
もので、第1図はこの本発明に係る高電圧検出回路の原
理ブロック図である。
第1図において、高電圧検出回路は、第1の電源ライン
7と、第2の電源ライン8と、半導体装置の入力端子2
に第1の端子が接続され前記第1の電源ライン7に第2
の端子が接続されたブロック用トランジスタ3と、該ブ
ロック用トランジスタ3の第3の端子に一端が接続され
前記第2の電源ライン8に他端が接続された抵抗手段6
と、前記レベルシフト手段4の他端と前記抵抗手段6の
一端に共通に接続された閾値判別回路5と、を具備する
〔作 用〕
上述の構成を有する本発明の高電圧検出回路によれば、
電源投入時における電源電圧の立上り特性のために、ブ
ロック用トランジスタ3が入力端子2に印加されている
通常の入力電圧を特別モード用電圧としてオン状態にな
ったとしても、ブロック用トランジスタ3を通過した入
力電圧はレベルシフト手段4により所定の電圧だけ降下
されて閾値判別回路5に印加されるので、特別モード起
動用信号は発生されず、入力端子2に印加された通常の
入力電圧を特別モード用電圧と判断して特別モード起動
用信号を発生するといった誤動作をなくすことができる
〔実施例〕
以下、本発明に係る高電圧検出回路の一実施例を図面に
従って説明する。
第2図は本発明の筋電圧検出回路の一実施例を示す回路
図であり、2は高電圧検出回路が組込まれた半導体装置
の入力端子、Q3はブロック用トランジスタ、4はレベ
ルシフト手段、5は閾値判別回路である。
入力端子2にはp型MISトランジスタであるリーク電
流遮断用トランジスタQ1のソースが接続され、また、
リーク電流遮断用トランジスタQ。
のゲートとドレインはp型M■Sトランジスタであるブ
ロック用トランジスタQxのソースに共通接続されてい
る。前記リーク電流遮断用トランジスタQ、は高電圧検
出回路が組込まれた半導体装置のリーク電流を一定規格
内に収めるためのもので、このリーク電流遮断用トラン
ジスタQ1により入力端子2に印加された電圧はトラン
ジスタQ1の闇値電圧だけ降下され前記プロ・ツク用ト
ランジスタQ3のソースに印加されることになる。
ブロック用トランジスタQ3のゲートには電源電圧が印
加されており、また、ブロック用トランジスタQ3のド
レインはレベルシフト手段4を構成している初段のn型
MisトランジスタQ4Iのドレインおよびゲートに共
通接続されている。このブロック用トランジスタQ、は
ソースに印加された電圧がゲートに印加された電圧より
もトランジスタQ、の閾値電圧以上高いときにオンする
ものである。
レベルシフト手段4は、前記初段のトランジスタQ41
と同様なm個のn型MISI−ランジスタが直列に接続
されたもので、初段のトランジスタQ41のドレインお
よびゲートに共通に入力された電圧はレベルシフト手段
4を構成しているm個のトランジスタの闇値電圧の合計
骨だけ電圧を降下させて終段のトランジスタQ4.のソ
ースからデプリーション型のp型MISトランジスタQ
6のドレインおよび閾値判別回路5に共通接続されてい
る。
閾値判別回路、、5はp型MISI−ランジスタC1s
+とn型MISトランジスタQ、2からなる第1のイン
バータ5a並びにp型MISI−ランジスタQ、3とn
型MISトランジスタQ、4からなる第2のインバータ
5bとを有している。前記、レベルシフト手段4の出力
は第1のインバータ5aの共通ゲートに供給され、また
、第1のインバータ5aの共通ドレイン出力は第2のイ
ンバータ5bの共通ゲートに供給されている。そして、
第2のインバータ5bの共通ドレイン出力は高電圧検出
回路の出力となる。ここで、第1のインバータ5aおよ
び第2のインバータ5bにおいて、トランジスタQSI
およびQszのソースには電源電圧が印加され、また、
トランジスタQ、2およびQ、4のソースは接地されて
いる。
デプリーショントランジスタQ6のドレインは前記レベ
ルシフト手段4の終段トランジスタQ4Mのソースおよ
び閾値判別回路5における第1のインバータ5aの共通
ゲートに共通接続されているが、デプリーショントラン
ジスタQ6のゲートとソースは接地されている。このデ
プリーショントランジスタQ6はレベルシフト手段4の
出力が高レベルから低レベルに変化するときに不要な電
荷をアースに放出するためのものであり、他の抵抗手段
を用いることもできる。
次に、上述した本発明の高電圧検出回路の動作について
説明する。
まず、高電圧検出回路が組込まれた半導体装置を通常モ
ードで使用する場合、半導体装置の入力端子2には定常
時の電源電圧Vcc(例えば、5V)と等しい電圧の通
常′の入力電圧が印加される。この入力端子2に印加さ
れた通常の入力電圧はリーク電流遮断用トランジスタQ
、を介して該トランジスタQ、の閾値電圧だけ電圧を降
下させてブロック用トランジスタQ、のソースに印加さ
れる。
ブロック用トランジスタQ3は、そのソースに印加され
る電圧がそのゲートに印加される電圧よりもトランジス
タQ、の閾値電圧以上高くないとオンしないために、ブ
ロック用トランジスタQ3のゲートに定常時の電源電圧
が印加され入力端子2に通常の入力電圧が印加されてい
るとき該ブロック用トランジスタQ3はカントオフする
。そのため、レベルシフト手段4における初段のトラン
ジスタQ41のドレインには電圧が印加されず、レベル
シフト手段4の終段トランジスタQ4ffiのソースお
よびデプレッショントランジスタQ6のドレインに共通
接続された第1のインバータ5aの共通ゲートは低レベ
ルとなる。これにより、第1のインバータ5aの共通ド
レイン出力は高レベルとなり、この高レベルの出力が共
通ゲートに供給された第2のインバータ5bの共通ドレ
イン出力は低レベルとなる。すなわち、特別モード起動
用信号S0は発生されないことになる。
次に、入力端子2に通常の入力電圧(例えば、5V)よ
りも高い特別モード用電圧(例えば、8V)を印加して
半導体装置を特別モード、例えば、試験モードで使用す
る場合、入力端子2に印加された特別モード用電圧はリ
ーク電流遮断用トランジスタQ、を介してブロック用ト
ランジスタQ、のソースに印加される。
このブロック用トランジスタQ3のソースに印加される
電圧は、そのゲートに印加される定常時の電源電圧Vc
cよりもトランジスタQ3の閾値電圧以上高いため、ブ
ロック用トランジスタQ3はオン状態になる。そして、
入力端子2に印加された特別モード用電圧はトランジス
タQ1とトランジスタQ、を介してレベルシフト手段4
の初段トランジスタQ41のドレインに印加される。そ
して、該レベルシフト手段4において所定の電圧が降下
されてレベルシフト手段4の終段トランジスタQ4mの
ソースおよびデプリ−ショントランジスタQ、のドレイ
ンに共通接続された第1のインバータ5aの共通ゲート
に印加される。
第1のインバータ5aにおけるトランジスタQ、1のソ
ースに印加される電源電圧VccはトランジスタQ6.
のゲート(第1のインバータ5aの共通ゲート)に印加
された電圧よりもトランジスタQ、Iの閾値電圧以上高
(ないのでトランジスタQ、1はカットオフし、また、
トランジスタG15zはオンして、第1のインバータ5
aの共通ドレイン出力は低レベルとなる。そして、この
低レベルの出力が共通ゲートに供給された第2のインバ
ータ5bの共通ドレイン出力は高レベルとなり、特別モ
ード起動用信号S0が発生されることになる。
次に、入力端子2に通常の電源電圧が印加されたままの
状態で電源が投入された場合について説明する。
第゛3図は本発明の高電圧検出回路を説明するための電
源投入時の波形図である。
電源電圧は第3図中aで示されるように電源投入時t0
から定常時の電源電圧Vccの発生開始時t3まで連続
的に上昇するため、入力端子2に印加された定常時の電
源電圧Vccに等しい通常の入力端子(第3図中すで示
される)はブロック用トランジスタQ、においで時間t
0からt2まで特別モード用電圧と判断される。すなわ
ち、入力端子2に印加された通常の入力電圧はリーク電
流遮断用トランジスタQ1を介してブロック用トランジ
スタQ3のソースに印加されるが、このプロッり用トラ
ンジスタQ3のソースに印加された電圧がゲートに印加
された立上り特性を示す電源電圧よりもブロック用トラ
ンジスタQ3の闇値電圧以上高い時間t0からL2まで
ブロック用トランジスタQ3はオン状態となっている。
そして、リーク電流遮断用トランジスタQ、とブロック
用トランジスタQ、を通過した入力電圧はレベルシフト
手段4により所定の電圧だけ降下されて閾値判別回路5
に印加される。このレベルシフト手段4により降下され
る所定の電圧とは、高電圧検出回路が入力端子2に印加
された通常の入力電圧を特別モード用電圧と判断する可
能性のある時間t1からt2まで、換言すると、電源電
圧がvlからV2までにおけるブロック用トランシズタ
Q、のドレイン出力電圧により閾値判別回路5が特別モ
ード起動用信号を送出しないようにするものである。
ここで、レベルシフト手段4により降下される所定の電
圧をαとし、リーク電流遮断用トランジスタQ0、ブロ
ック用トランシズタQ、および第■のインバータ5aの
トランジスタQSIの闇値電圧をそれぞれv th、、
 v th3およびVths+とし、また、連続的に立
上る電源電圧をVx、第1のインバータの共通ゲートに
印加される電圧(レベルシフ1手段4の出力電圧)をV
gとすると、入力端子2に印加される通常の入力電圧は
Vccであるから、電圧Vg  (Vg≧0)は、 Vg = Vcc −Vth+ −Vthz −α−−
−(A )で示される。また、電圧Vgが印加された閾
値判別回路5が特別モード起動用信号S0を発生しない
ためには、トランジスタQSIのソースに印加される電
源電圧Vxがゲートに印加される電圧Vgよりもトラン
ジスタQstの闇値電圧Vths+以上高くなければな
らないから電圧Vgは Vg≦V x  V ths I−・−−−−−−−−
(B )以上、2つの式(A)およびCB)から、α≧
Vcc −Vx+Vth、、 −Vth、 −Vth:
+ ’−’ (C)が得られる。
また、連続的に立上がる電源電圧Vxで問題となるのは
vl ≦Vx≦vtの範囲であるためot ≧Vcc 
−V+ +Vths+−Vth+ −Vthz−’ (
D)このように、レベルシフト手段4により降下される
所定の電圧αを式(D)が満足されるように設定するこ
とにより、入力端子2に通常の入力電圧が0加されたま
まの状態で電源が投入されても閾値判別回路5に印加さ
れる電圧VgはトランジスタQSIを力・ノドオフし、
また、トランジスタQs!をオンすることができない。
そのため、第1のインバータ5aの共通ドレイン出力は
高レベルとなり、そして第2のインバータ5bの共通ド
レイン出力は低レベルとなるので特別モード起動用信号
S0は発生されない。
次に、第3図中Cで示されるような特別モード用電圧β
について述べると、特別モード用電圧βが印加されたと
きの閾値判別回路5に印加される電圧Vgは、電源電圧
は定常時の電源電圧Vccであるから電圧Vg  (V
g≧0)は、Vg =β−V Lhl −V th3−
α−・−−−−−= (A ’ )Vg≧Vcc  V
 ths+   −−−−−−−−−−−−−−−−−
(B ’ )この2つの式(A′)および(B′)から
、β≧Vcc+ cx + Vthl +Vthl  
Vths+−・−(C’ )が得られる。 ・・ 式(C′)からも明らかなようにレベルシフト手段4に
より降下される所定の電圧αを高く設定すると、特別モ
ード用電圧βを高くしなければならず、また、入力端子
2には半導体装置の通常の回路も接続されているので、
前記所定の電圧αは必要以上に高く設定しない方がよい
〔発明の効果〕
以上、詳述したように本発明に係る高電圧検出回路はブ
ロック用トランジスタと閾値判別回路との間に所定の電
圧を降下させるレベルシフト手段を設けることにより、
電源投入時における電源電圧の立上り特性のために入力
端子に印加される通常の入力電圧を特別モード用電圧と
判断して特別モード起動用信号を発生するといった誤動
作をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高電圧検出回路の原理ブロック図
、 第2図は本発明の高電圧検出回路の一実施例を示す回路
図、 第3図は本発明の高電圧検出回路を説明するための電源
投入時の波形図、 第4図は高電圧検出回路が組込まれた半導体装置を示す
ブロック図、 第5図は従来の高電圧検出回路の一例を示す回路図、 第6図は第5図の高電圧検出回路における電源投入時の
波形図である。 2・・・入力端子、 3、Q、・・・ブロック用トランジスタ、4・・・レベ
ルシフト手段、 5・・・閾値判別回路、 6・・・抵抗手段、 7・・・第1の電源ライン、 8・・・第2の電源ライン、 Q6・・・デプリーショントランジスタ、5a・・・第
1のインバータ、 5b・・・第2のインバータ、 So・・・特別モード起動用信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体装置に組込まれ、該半導体装置の入力端子に
    通常の入力電圧よりも高い特別モード用電圧が印加され
    たとき特別モード起動用信号が発生される高電圧検出回
    路であって、 第1の電源ラインと、 第2の電源ラインと、 前記半導体装置の入力端子に第1の端子が接続され前記
    第1の電源ラインに第2の端子が接続されたブロック用
    トランジスタと、 該ブロック用トランジスタの第3の端子に一端が接続さ
    れたレベルシフト手段と、 該レベルシフト手段の他端に一端が接続され前記第2の
    電源ラインに他端が接続された抵抗手段と、 前記レベルシフト手段の他端と前記抵抗手段の一端に共
    通接続された閾値判別回路と、 を具備する高電圧検出回路。 2、前記レベルシフト手段は、少なくとも1つのMIS
    トランジスタで構成されている特許請求の範囲第1項に
    記載の高電圧検出回路。 3、前記抵抗手段は、デプリーション型MISトランジ
    スタで構成されている特許請求の範囲第1項に記載の高
    電圧検出回路。
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