JPS63176015A - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JPS63176015A
JPS63176015A JP62008392A JP839287A JPS63176015A JP S63176015 A JPS63176015 A JP S63176015A JP 62008392 A JP62008392 A JP 62008392A JP 839287 A JP839287 A JP 839287A JP S63176015 A JPS63176015 A JP S63176015A
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JP
Japan
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integrated circuit
power supply
terminal
mos transistor
output terminal
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JP62008392A
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English (en)
Inventor
Hideo Asano
秀夫 浅野
Yukio Miyazaki
行雄 宮崎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00315Modifications for increasing the reliability for protection in field-effect transistor circuits

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はMOSトランジスタを用いた集積回路に関す
る。
(従来の技術) 第4図は相補形MO8(0MO8)t−ランジスタで構
成された従来のCMOS集積回路の回路図を示す。同図
に示すように、pチトネルMOSトランジスタ(以下p
−M OS Tと呼ぶ)1とnチャネルMOSトランジ
スタ(以下n−MO8Tと呼ぶ)2とが、それぞれのド
レインを共通に接続するようにして直列に接続され、共
通接続された上記ドレインに出力端子Xが接続される。
また、p−MO8TIとn−MO8r2の各ゲートには
、入力端子となるゲート端子Aとゲート端子Bがそれぞ
れ接続される。ざらにp−M、08丁1のソースがバル
ク(BULK)と共に電源端子3に接続される一方、n
−MOS T 2のソースがバルクと共にGND端子4
に接続される。そして、電源端子3には高電位を与える
ための電圧Vccが印加され、GND端子4は低電位を
与えるために接地される。
このように構成されたCMOS集積回路の各ゲート端子
A、BにそれぞれrLJ信号が入力されると、p−MO
3T1がオンとなるとともにn−MO8T2がオフとな
るため、出力端子XにはP−MO8T1を介して電圧V
。0が現われ、高レベル(rl−IJ)の出力状態とな
る。逆に、各ゲート端子A、BにそれぞれrHJ信号が
入力されると、p−MO8T1がオフとなるとともにn
−MO8T2がオンとなるため、出力端子Xにはn−M
O8T2を介してアース電位が現われ、低レベル(rL
J)の出力状態となる。また、ゲート端子Aに「1」」
信号が入力されるとともに、グー1〜端子BにrLJ信
号が入力されれば、p−MO8T1およびn−MO8T
2が共にオフとなるため、出力端子Xは高インピーダン
ス状態となる。すなわち、この回路は、出力端子Xが高
レベル状態と低レベル状態と高インピーダンス状態の3
つの状態を取りうるトライステート回路である。
第5図は、上述したCMOS集積回路を出力部として含
む2個の集積回路10.20を、それらの出力を共通の
バス30に接続したブロック図を示す。また、第6図は
、第5図の回路の出力部の詳細図を示す。両図に示すよ
うに、第1の集積回路10においては、その出力部がp
−MO3TIとn−MO8T2からなるCMOS集積回
路により構成され、このCMOS集積回路の電源端子3
に電圧V。olが印加されるとともにGND端子4が接
地され、出力端子×1が共通バス30に接続される。A
1.B1はp−MO3TIとn−MO8T2のゲート端
子である。一方、第2の集積回路20においては、上記
第1の集積回路10のCMOS集積回路と同様な構成を
有するCMOS集積回路、すなわちp−MO8T11と
n−MO8T12で構成されたCMOS集積回路により
出力部が構成される。そして、このCMOS集積回路の
電源端子13に電圧V。o2が印加されるとともにGN
DI子14子種4され、出力端子×2が共通バス3oに
接続される。A  、B  1.to−MOST11と
n−MO8T12のゲート端子である。
このような出力回路において、出力端子×1と電源端子
3及びGND端子4との間にはそれぞれ寄生ダイオード
5,6が形成され、出力端子×2と電源端子13及びG
ND端子14との間にはそれぞれ寄生ダイオード15.
16が形成されている。
このような寄生ダイオード13〜16は、各MO8T1
.2.11.12においてそれぞれのバルクをソースへ
接続したために生じたものであり、このようなバルクと
ソースの接続はトランジスタ動作を正確に行なわせるた
めに必要なものである。
この回路において、第1の集積回路10のゲート端子A
、B1に共にrLJ信号を与え、あるいは共に「ト1」
信号を与えることにより、出力端子×1からrHJ又は
「L」の出力信号を共通バス30へ送出するときには、
第2の集積回路20のゲート端子A2にrHJ信号を与
えるとともにゲート端子B2にrLJ信号を与えて出力
喘子X2を高インピーダンス状態にする。他方、第2の
集積回路20のゲート端子A、B2に共にrLJ信号を
与え、あるいは共にrHJ信号を与えることにより、出
力端子×2から[H1又はrLJの出力信号を共通バス
30へ送出するときには、第1の集積回路10のゲート
端子A1にrHJ信号を与えるとともにゲート端子B1
にrLJ信号を与えて出力端子×1を高インピーダンス
状態にする。このようにすることにより画集積回路10
゜20間の干渉を防止してバス30を共用することが可
能となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の集積回路の構成では、第6図におい
て第1および第2の集積回路10.20のいずれか一方
の電源がオフとなると、画集積回路10.20の出力状
態によってはオフとなった電源と反対の電源側からオフ
となった電源側に向けて有害電流が流れ、これらの回路
系に悪影響を与え、場合によっては破壊につながるとい
う問題点があった。例えば、電圧V。o2がオフ状態で
、出力端子×1からは「ト(」信号が出力され、出り端
子×2は高インピーダンス状態にある場合を考える。こ
の状態では、第1の集積回路10においては、入力端子
A、B1に共にr L J信号が与えられており、D−
MO8TIがオン状態にあるとともにn−MOST2は
オフ状態にあって出力端子x1にrl−IJ倍信号出力
されている。一方、第2の集積回路20においては、入
力端子A2にr +−I J信号が与えられるとともに
入力端子B2にrLJ信号が与えられており、p−MO
ST11とn−MO8TI 2が共にオフ状態にあって
出力端子×2が高インピーダンス状態に保たれている。
その結果、電源端子3からp−MOST1のソース→p
−MO8T1のドレイン→出力端子×1→共通バス30
→出力端子×2→寄生ダイオード15→電源端子13の
経路で電流が流れることとなる。また、p−MO8TI
 1のゲート端子A2及びn−MO8TI 2のグー1
〜端子B2は電圧Vcc2がオフ状態になるので不安定
となり、p−MOST11のオン状態時が生じ、電源端
子3→p−MOST1のソース→p−MO8TIのドレ
イン→出力端子×1→共通バス30→出力端子X2→p
−MOST11のドレイン→p−MO8T11のソース
→電源端子13の経路でも電流が流れることとなる。電
圧■。olがオフ状態で、出力端子×2からrHJ信号
が出力され、出力端子X1が高インピーダンス状態にあ
るときも、上記と同様にして、寄生ダイオード5及びp
−MOST1を介し、電源端子13から電源端子3側に
向けて有害電流が流れる。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、他の集積回路と出力バスを共用した状態で電源がオ
フ状態になっても、その共通バスを介し他の集積回路か
ら有害電流が流れ込むことのない集積回路を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、高電位を与えるための第1の電源と低電位
を与えるための第2の電源との間に、第1および第2の
MOSトランジスタを第1のMOSトランジスタが第1
の電源側に位置するように直列に接続して、少なくとも
第1のMOSトランジスタにおける第1の電源側の電極
とバルクとを接続しておき、前記第1および第2のMO
Sトランジスタの共通接続側電極に出力端子を接続して
、両MOSトランジスタのゲートに与えられる入力信号
に基づき出力制御を行なうようにした集積回路であって
、上記目的を達成するために、前記第1の電源と前記第
1のMOSトランジスタとの間に、前記第1の電源のオ
ン・オフに連動してオン・オフするスイッチング回路を
介装させている。
〔作用〕
この発明においては、出力端子を出力バスに接続してそ
の出力バスを他の集積回路と共用した状態の6とで、第
1の電源がオフ状態になると、これに連動して第1の電
源と第1のMOSトランジスタ間に介装されたスイッチ
ング回路もオフ状態になり、これにより上記出力バスか
ら出力端子を通り第1のMOSトランジスタ又は同トラ
ンジスタの寄生ダイオードを経て第1の電源へと続く電
流路が遮断される。
(実施例) 第1図はこの発明の一実施例である集積回路の回路図を
示す。この集積回路が第4図に示す従来のCMO8集積
回路と相違する点は、第1図に示すように、電源端子3
と1)−MO8TI間に、スイッチング素子としてのn
pni−ランジスタフを介装した点のみである。npn
トランジスタ7は、エミッタがp−MO8TIのソース
とバルクに接続され、」レクタがベースと共に電源端子
3に接続されている。その他の構成は第4図に示す従来
例と同様であるので、同一部分に同一符号を付してその
説明を省略する。
第2図は上記集積回路の構造所面図である。同図に示す
ように、p形半導体基板31に、npnトランジスタ7
と、p−MO8TIと、n−MO8T2が形成されてい
る。n p n トランジスタ7は、p形半導体基板3
1にn形ウェル領域32を形成してコレクタとし、この
n形ウェル領ll1Ic32内にp形ウェル領域33を
形成してベースとし、このp形ウェル領1a33内にn
形拡散領M34を形成してエミッタとする。また、p−
MO8T1は、p形半導体基板31にn形ウェル領域3
5を形成してバルクとし、このn形ウェル領VA 35
内でゲート電極Aの近傍位置に一対のp形拡散領域36
.37を形成してそれぞれソースおよびドレインとする
。また、バルクを構成するn形ウェル領域35内に、ソ
ースとバルクを接続するためのn形拡散領域41を形成
している。n−MO3T2は、p形′Jf−導体基板3
1内でゲート電極Bの近傍位置に一対のn形拡散領域3
8.39を形成してそれぞれドレインおよびソースとし
、このソースとバルクを接続するだめのp形拡散領域4
0を半導体基板31内に形成している。そして、npn
トランジスタ7のn形ウェル領域(コレクタ〉32がp
形ウェル領域(ベース)33とともに電源端子3に接続
され、n形拡散領域(エミッタ)34がp −M OS
 −r iのp形拡散領11!(ソース)36とn形拡
散領域(バルク)41に接続される。
また、p−MO8TIのp形拡散領域(ドレイン)37
が、n−MO8T2のn形拡散領域(トレイン)38と
ともに出力端子Xに共通接続される。
さらに、n−MO8T2のn形拡散領域(ソース)39
が、p形拡散領域〈バルク)40とともにGN D 端
子4に接続される。このように、p−MO8TIのバル
ク(n形ウェル領域35)をn形拡散領域41を介して
ソース(p形拡散領域36)に接続しているため、出ノ
〕端子Xとnpnhランジスタフ間に、p形拡散領域3
7÷n形つT層領域35→n形拡散領域41を経路とす
る寄生ダイオードが発生する。また、n−MO8丁2に
おいても、そのバルク(p形半導体基板31〉をp形拡
散領域40を介してソース(n形拡散領域39)に接続
しているため、出力端子XとGND端子4間にし、p形
拡散領域40+p形半導体基板31→n形拡改領域38
を経路とする寄生ダイオードが発生する。第3図はこの
ような寄生ダイオードを考慮した回路図であり、5はp
−MO8T1の寄生ダイオード、6はn−MO8T2の
寄生ダイオードをそれぞれ示す。
次に、上記集積回路の動性を説明する。まず、電圧VC
Cを与える電源がオン状態にある通常の場合を考える。
この電源がオン状態にあるときは、これに連動してnp
nトランジスタ7もオン状態にあるため、l)−MO8
T1とn−MO8T2r構成されるCMO8集積回路は
第1図に示す従来例と同様の動作をする。すなわち、ゲ
ート端子A。
Bに共にrHJ信号が入力されたときは、p−MO8T
1がオフするとともにn−MO8T2がオンして出力端
子XにrLJ信号が出力される。また、ゲート端子A、
Bに共にrLJ信号が入力されたときは、p−MO8T
1がオンするとともにn−MO8T2がオフし、電圧■
ccからnprB−ランジスタフのベース・エミッタ間
電圧”BEだけ減少した電圧(voo−VB、)が、n
pnトランジスタ7およびp−vos”riを介して出
力端子Xに「ト1」として出力される。さらに、ゲート
端子Aに「1」」信号、ゲート端子Bに「L」信号が与
えられたときは、p−MO8TIおよびn−MO3T2
が共にオフとなって、出力端子Xは高インピーダンス状
態となる。
次に、電圧■。0を与える電源がオフとなった場合を考
える。この電源がオフとなると、これに連動してnpn
トランジスタ7もオフとなるため、出力端子Xと電源端
子3間の電流通路が遮断される。したがって、この電源
オフ時に、出力端子Xが上記の高インピーダンス状態と
なり、かつその出力端′:f×の接続された共通バス(
図示省略)に他の集積回路からrHJ信号が与えられた
としても、出力端子Xから電源端子3側へ有害電流が流
れ込むのを防止できる。言い換えれば、上記集積回路を
2個、それぞれの出力#a子を共通バスに接続しておい
て、いずれか一方の電源がオフとなった場合、そのオフ
となった電源側の集積回路の出力端子が高インピーダン
ス状態にあり、かつ反対側の集積回路の出力端子からr
HJ信号が共通バスに送出されたとしても、そのオフと
なった電源側の集積回路のスイッチング素Tであるnp
nトランジスタがオフとなることにより、他方の電源か
ら共通バスを介しオフとなった電源側の集積回路に向け
て有害電流が流れ込むのを防止できる。
また、この集積回路は、第2図に示寸断面構造を有する
ため、npnt−ランジスタフのコレクタとなるn形ウ
ェル領域32をp−MO8T1のバルクを構成するn形
ウェル領域35と同一■稈で形成でき、またnpnトラ
ンジスタ7のエミッタとなるn形拡散領域34をn−M
O8T2のドレインおよびソースとなるn形拡散領域3
8.39と同一■稈で形成できる。したがって、従来の
製造工程に比べ、n p n l−ランジスタフのベー
スとなるp形ウェル領域33を形成する工程を新たに追
加するだけでよく、製造工程が複雑化することもない。
なお、上記実施例においては、電源端子3とp−MO8
TI間にnpnトランジスタ7で構成したスイッチング
素子を介装しているが、電源端子3とp−MO3T1間
に介装するスイッチング回路としては上記素子に限定さ
れるものではなく、要は電源端子3に印加される電源の
オン・オフに連動してオン・オフ動作するような回路で
あればよい。
また、上記実施例においては、電源端子3側に配置する
MOS丁をp形とし、GND端子4側に配置するMO8
Tをn形としているが、これら各MO8rの極性をそれ
ぞれ逆転させてもよく、あるいは両方の極性を同一・極
付に揃えるようにしてもよい。この場合、各MO8Tの
ゲートA、Bに入力する信号は、各MO8Tの極付に応
じて上記と同様のvJffが行なわれるように設定する
ことは言うまでもない。ただし、各MO8Tがいずれの
極性をとろうとも、各MOS丁のバルクをそれぞれのソ
ースに接続する点については変更はない。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明に係る集積回路においては、電
源がオフとなると、これに連動してスイッチング回路が
オフとなって上記電源と出力端子間の電流路を遮断する
ように構成したため、その出ノJ端了が接続される共通
バスから有害電流が集積回路内へ流れ込むのを防止でき
、集積回路の安全な使用が可能となってその用途も拡張
される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図はそ
の構造を示す断面図、第3図は第1図の寄生ダイオード
を考慮した回路図、第4図は従来のCMO8集積回路の
回路図、第5図は従来回路の応用例を示すブロック図、
第6図は第5図の回路の出力部の詳細回路図である。 図において、1はpチャネルMOSトランジスタ、2は
nチャネルMOSトランジスタ、3は電源端子、4はG
ND端子、7はnpnトランジスタ、30は共通バス、
31はp形半導体基板、32.35はn形ウェル領域、
33はp形つ1ル領域、34はn形拡故領域、A、Bは
ゲート端子、Xは出力端子である。 なお、各図中同一符号は同一・または相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 第1図 1:PチャネルMO5)−ランヅスタ 2:n牛ヤネルMO5)ラン゛ゾスタ 3: 電、ジ漿玄島J 4:GNDカ楠ゴ X:世力鳩J n     −! 第3図 第4図 第5図 f7s6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高電位を与えるための第1の電源と低電位を与え
    るための第2の電源との間に、第1および第2のMOS
    トランジスタを第1のMOSトランジスタが第1の電源
    側に位置するように直列に接続して、少なくとも第1の
    MOSトランジスタにおける第1の電源側の電極とバル
    クとを接続しておき、前記第1および第2のMOSトラ
    ンジスタの共通接続側電極に出力端子を接続して、両M
    OSトランジスタのゲートに与えられる入力信号に基づ
    き出力制御を行なうようにした集積回路において、前記
    第1の電源と前記第1のMOSトランジスタとの間に、
    前記第1の電源のオン・オフに連動してオン・オフする
    スイッチング回路を介装したことを特徴とする集積回路
  2. (2)前記スイッチング回路がnpnトランジスタで構
    成されて、そのコレクタがベースと共に前記第1の電源
    に接続されるとともに、エミッタが前記第1のMOSト
    ランジスタに接続される特許請求の範囲第1項記載の集
    積回路。
  3. (3)前記第1のMOSトランジスタがpチャネルMO
    Sトランジスタであつて、そのソースがバルクと共に前
    記スイッチング回路に接続されるとともにドレインが前
    記出力端子に接続され、前記第2のMOSトランジスタ
    がnチャネルMOSトランジスタであつて、そのソース
    がバルクと共に前記第2の電源に接続されるとともにド
    レインが前記出力端子に接続される特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の集積回路。
  4. (4)前記nチャネルMOSトランジスタはp形半導体
    基板内に設けられ、前記pチャネルMOSトランジスタ
    は前記p形半導体基板に設けられた第1のn形ウェル領
    域内に形成され、前記npnトランジスタは、前記p形
    半導体基板内に第2のn形ウェル領域を設けてコレクタ
    とし、前記第2のn形ウェル領域内にp形ウェル領域を
    設けてベースとし、前記p形ウェル領域内にn形拡散領
    域を設けてエミッタとした特許請求の範囲第2項または
    第3項記載の集積回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02288728A (ja) * 1989-04-28 1990-11-28 Nec Corp 出力バッファ
EP0539230A2 (en) * 1991-10-25 1993-04-28 Texas Instruments Incorporated High speed, low power high common mode range voltage mode differential driver circuit
WO2000022731A1 (fr) * 1998-10-13 2000-04-20 Rohm Co., Ltd. Circuit de commutation de tension d'alimentation
JP2009139904A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Richtek Technology Corp エレクトロルミネッセンスディスプレイの列駆動セル

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