JPS6240756A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6240756A
JPS6240756A JP60179444A JP17944485A JPS6240756A JP S6240756 A JPS6240756 A JP S6240756A JP 60179444 A JP60179444 A JP 60179444A JP 17944485 A JP17944485 A JP 17944485A JP S6240756 A JPS6240756 A JP S6240756A
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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
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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〕 本発明は、トランジスタの特性バラツキを補償する為、
その特性に対応する適切なレベルの電圧を供給する内部
電源回路を有する半導体装置に於いて、内部回路を構成
するトランジスタの特性を検出して信号を発生するトラ
ンジスタ特性検出部と、基準電圧を発生する基準電圧発
生部と、前記信号と前記基準電圧とを比較して信号を発
生する比較器と、該比較器からの信号で調整された電圧
を前記内部回路に供給する電圧調整素子とを含む内部電
源回路を前記内部回路を有するチップに形成することに
依り、前記内部回路を構成するトランジスタの特性にバ
ラツキがあっても、その特性に合った適切なレベルの電
圧を供給して良好な動作が可能であるようにし、チップ
間の集積回路特性を均一化し、高い信頗性が得られるよ
うにする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トランジスタの特性に対応して適切なレベル
の電圧を供給する電源回路を内蔵した半導体装置に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、半導体装置に於いては外部から供給された電源電
圧を金属配線等に依って回路に直接的に印加している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般に、半導体装置内の回路を構成するトランジスタは
、その製造プロセスのバラツキに起因して、チップ或い
はロフトにより異なる特性をもつのが普通であり、例え
ば、チップ或いはロフトを異にするＭＯＳ　Ｆ　ＥＴで
は、特に高集積化された場合、ゲート電極幅（チャネル
長方向）Ｌ−ｔｒが均一に形成されない為、闇値電圧■
いや電流増幅率βにバラツキを生ずる。
このように、特性にバラツキがあるＦＥＴで構成された
回路に同一の電源電圧を印加して動作させると、例えば
高過ぎる電流増幅率βを有するチップでは消費電力が不
当に多くなり、反対に低過ぎるチップでは動作スピード
が低下する。
また、ゲート電極幅Ｌ　ａ　ｆ　ｆが極端に細くなった
ＦＥＴに高電圧を印加するとホット・エレクトロンによ
るトランジスタ特性の経時変化或いはブレイク・ダウン
に依るトランジスタの破壊を生ずる虞がある。
本発明は、半導体装置内の回路を構成するトランジスタ
に特性のバラツキがある場合、そのトランジスタに適切
な電源電圧を印加することができるようにして、前記回
路を充分な借問性をもって良好に動作させることが可能
であるようにする。
〔問題点を解決するための手段〕
第１図は本発明の詳細な説明する為の要部ブロック図で
ある。
本発明の半導体装置では、内部回路５を形成するトラン
ジスタの特性を検出して信号を発生するトランジスタ特
性検出部１と、基準電圧を発生する基準電圧発生部２と
、前記信号と前記基準電圧とを比較して信号を発生する
比較器３と、該比較器３からの信号で調整された電圧を
前記内部回路５に供給する電圧調整素子４とを含む内部
電源回路が前記内部回路５と共に１チツプに組み込まれ
た構成になっている。
〔作用〕
前記手段に依れば、内部回路を構成するトランジスタの
特性、例えば闇値電圧■いや電流増幅率βにバラツキが
あっても、その特性に適合するように調整された電源電
圧を供給して良好に動作させることができ、それに依り
千ノブ間の集積回路特性を均一化し、動作上、高い信顧
性を得られるようにしている。
〔実施例〕
第２図は本発明一実施例の要部回路説明図を表し、第１
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは
同じ意味を持つものとする。尚、この実施例は、主とし
て増幅率βのバラツキを補償しようとするものである。
図に於いて、６乃至１０はトランジスタ、１１及び１２
は抵抗、Ｎ１乃至Ｎ４はノードをそれぞれ示している。
通常、ＭＯＳＦＥＴに於ける増幅率βのバラツキは主と
してゲート電極幅Ｌｅｆｆに依存する為、本実施例に於
いては、トランジスタ特性検出部１が短いゲート電極幅
Ｌ　ａ　ｆ　ｆを有するトランジスタ６と長いゲート電
極幅Ｌ　ａ　ｆ　ｆを有するトランジスタ７との直列接
続で構成されている。ここで、トランジスタ６は内部回
路５を構成するトランジスタの特性を代表するトランジ
スタであることが必要であり、その為には、例えばトラ
ンジスタ６のゲート電極幅Ｌ　ｅ　ｆ　ｆは内部回路５
で使用されている代表的なトランジスタのゲート電極幅
Ｌ＠ｆｆと同等にする。また、基準電圧発生部２は抵抗
１１及び１２で構成されている。更にまた、比較器３は
トランジスタ８．９．１０で構成されている。
さて、トランジスタ特性検出部１に於けるトランジスタ
６及び７のノードＮ１に現れる信号電圧は比較器３に於
けるトランジスタ８のゲートに、そして、基準電圧発生
部２に於ける抵抗１１及び１２のノードＮ２に現れる信
号電圧は比較器３に於けるトランジスタ９のゲートにそ
れぞれ入力される。比較器３は云うまでもなく差動増幅
器であり、ノードＮ１に於ける信号電圧とノードＮ２に
於ける基準の信号電圧との差を採ってノードＮ３に信号
電圧を送出する。ノードＮ３の信号電圧はｎチャネル型
ＭＯ８ＦＥ′Ｔである電圧調整素子４のゲートに印加さ
れ、それに依り外部電源からの正側電源レベル■。、が
適宜の電圧となるように調整され、内部電源の正側電源
レベルＶＣｃ″として内部回路５に印加されるようにな
っている。尚、図示例では、電圧調整素子４はｎチャネ
ル型ＭＯ３ＦＥＴで構成されているが、これをｐチャネ
ル型ＭＯ３ＦＥＴに代え、且つ、そのゲートにノードＮ
４に現れる信号電圧を印加するようにしても同効である
。
第３図は前記説明した各電圧とトランジスタ特性検出部
ｌの負荷側トランジスタ６に於けるゲート電極幅Ｌ　ａ
ｒｔとの関係を表す線図であり、第１図及び第２図に於
いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意
味を持つものとする。
前記したように、トランジスタ６に於けるゲート電極幅
Ｌｃｆｆは短くしてあり、従って、伝達コンダクタンス
ｇ１は元々大きいので、そこに何かの関係、例えば製造
プロセス上の問題でゲート電極幅Ｌ　ｅ　ｒ　ｒが短く
なると相互コンダクタンスｇ。
は非常に太き（なるが、駆動側のトランジスタ７に於け
るゲート電極幅Ｌｒｅｆｆは長いので、それが少しぐら
い短くなっても特性に影響することはない。
従って、第３図に見られるように、トランジスタ６のゲ
ート電極幅Ｌ　＠ｆｆが細くなって伝達コンダクタンス
ｇ、が上昇するとノードＮ１に現れる電圧は高くなり、
そのようになると、比較器３を構成するトランジスタ８
の出力が現れるノードＮ３に於ける電圧は低下し、その
結果、電圧調整素子４の活性度が低くなり、そこでの電
圧降下が増大するので、内部電源正側電圧レベル■。♂
も低い値となり、その低い電圧で内部回路５が作動する
ことになる。
〔発明の効果〕
本発明の半導体装置に依れば、内部回路を構成するトラ
ンジスタの特性を検出して信号を発生するトランジスタ
特性検出部と、基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
前記信号及び基準電圧を比較して信号を発生する比較器
と、該比較器からの信号で調整された電圧を前記内部回
路に供給する電圧調整素子とを有する内部電源回路が前
記内部回路と共に１チツプに組み込まれた構成になって
いる。
従って、前記内部回路を構成するトランジスタの電流増
幅率βや閾値電圧Ｖｔｈにバラツキを生じていても、そ
れ等のバラツキを検出して良好な動作をするように調整
された電源電圧を内部電源回路から供給することができ
、それに依りチップ間の集積回路特性を均一化すること
が可能であるから信顛性は著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明する為の要部ブロック図、
第２図は本発明一実施例を解説する為の要部回路説明図
、第３図は本発明一実施例に於けるトランジスタ特性検
出部をなすトランジスタのゲート電極幅対各所の電圧の
関係を説明する為の線図をそれぞれ表している。 図に於いて、１はトランジスタ特性検出部、２は基準電
圧発生部、３は比較器、４は電圧調整素子、５は内部回
路、６乃至ＩＯはトランジスタ、１１及び１２は抵抗、
ＶＣＣは外部電源の正側電源レベル、Ｖｃどは内部電源
の正側電源レベル、Ｎｌ乃至Ｎ４はノードをそれぞれ示
している。 庁理を説明する為の要部ブロック図 第：図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 内部回路を構成するトランジスタの特性を検出して信号
    を発生するトランジスタ特性検出部と、基準電圧を発生
    する基準電圧発生部と、 前記信号と前記基準電圧とを比較して信号を発生する比
    較器と、 該比較器からの信号で調整された電圧を前記内部回路に
    供給する電圧調整素子と を含む内部電源回路が前記内部回路を有するチップに形
    成されてなることを特徴とする半導体装置。
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