JPS6362413A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS6362413A JPS6362413A JP61207517A JP20751786A JPS6362413A JP S6362413 A JPS6362413 A JP S6362413A JP 61207517 A JP61207517 A JP 61207517A JP 20751786 A JP20751786 A JP 20751786A JP S6362413 A JPS6362413 A JP S6362413A
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- circuit
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- semiconductor integrated
- transistor
- integrated circuit
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
- H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (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。
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、半導体集積回路装置に係り、特に、0MO
Sトランジスタ回路のスイッチング時に発生する貫通電
流を減少させることのできる半導体集積回路装置に関す
るものである。
Sトランジスタ回路のスイッチング時に発生する貫通電
流を減少させることのできる半導体集積回路装置に関す
るものである。
従来の半導体集積回路装置の一例を第4図に示し説明す
る。この第4図は0MOSトランジスタ回路の最小単位
を示すインバータ回路である。
る。この第4図は0MOSトランジスタ回路の最小単位
を示すインバータ回路である。
図において、■、は入力端子21に印加される入力電圧
、■。は出力端子22に得られる出力電圧、veeは電
源である。1はPチャネルMOSトランジスタ(以下、
P−MO3Tと呼称する)で、aはそのソース、bはそ
のドレイン、Cはそのゲートである。2はNチャネルM
O3I−ランジスタ(以下、N−MO3Tと呼称する)
で、dはそのソース2 eはそのドレイン、fはそのゲ
ートである。そして、P−MO3TIのソースaが電源
■、Cに接続され、N−MO3T2のソースdは接地さ
れ、両MO3T1.2の各ゲートc、fは共通に前段回
路(図示せず)の出力端に接続され、両MO3T1.2
のドレインb、eは共通に次段回路(図示せず)の入力
端に接続されている。
、■。は出力端子22に得られる出力電圧、veeは電
源である。1はPチャネルMOSトランジスタ(以下、
P−MO3Tと呼称する)で、aはそのソース、bはそ
のドレイン、Cはそのゲートである。2はNチャネルM
O3I−ランジスタ(以下、N−MO3Tと呼称する)
で、dはそのソース2 eはそのドレイン、fはそのゲ
ートである。そして、P−MO3TIのソースaが電源
■、Cに接続され、N−MO3T2のソースdは接地さ
れ、両MO3T1.2の各ゲートc、fは共通に前段回
路(図示せず)の出力端に接続され、両MO3T1.2
のドレインb、eは共通に次段回路(図示せず)の入力
端に接続されている。
そして、この第5図に示す回路は、一導電形の半導体基
板内にこれと逆の導電形のアイランドを形成してP−M
O3TとN−MO3Tとを形成し、これらを直列に接続
してCMO3回路を構成している。
板内にこれと逆の導電形のアイランドを形成してP−M
O3TとN−MO3Tとを形成し、これらを直列に接続
してCMO3回路を構成している。
つぎにこの第4図に示す回路の動作を第5図を参照して
説明する。
説明する。
第5図は第4図の動作説明に供するインバータ回路の入
出力電圧および貫通電流の特性を示す特性図である。第
5図において、横軸は入力端子21に与えられる入力電
圧V+(V)であり、縦軸は出力端子22における出力
電圧VO(v)およびP−MO3TIとN−MO3T2
との間を流れる貫通電流Ice(mA)である、また実
vA(イ)は入力電圧■、の変化に対する出力電圧■o
の変化を表し、破線(o)は入力電圧v1の変化に対す
る上記貫通電流■。の変化を表す。
出力電圧および貫通電流の特性を示す特性図である。第
5図において、横軸は入力端子21に与えられる入力電
圧V+(V)であり、縦軸は出力端子22における出力
電圧VO(v)およびP−MO3TIとN−MO3T2
との間を流れる貫通電流Ice(mA)である、また実
vA(イ)は入力電圧■、の変化に対する出力電圧■o
の変化を表し、破線(o)は入力電圧v1の変化に対す
る上記貫通電流■。の変化を表す。
まず、入力電圧v1を零から次第に増大させると、その
入力電圧vlがN−MO3T2のしきい値電圧vtMに
到達するまでは、P−MO3TIはオン(ON)、N−
MO3T2はオフ(OF F)の状態にあり、出力電圧
V。はハイレベル“H”(Vcc)で一定となる。
入力電圧vlがN−MO3T2のしきい値電圧vtMに
到達するまでは、P−MO3TIはオン(ON)、N−
MO3T2はオフ(OF F)の状態にあり、出力電圧
V。はハイレベル“H”(Vcc)で一定となる。
つぎに、P−MO3TIのしきい値電圧をV?Pとし、
入力電圧■、が上記N−MO3T2のしきい値電圧V?
NからVce 1Vtplの間にあるときは、P−M
O3TIおよびN−MO3T2は双方ともオンとなり、
出力電圧■。はハイレベル“H”からロウレベル“L5
に変化する。そして、特に、P−MO3TIおよびN−
MO3T2の双方のオン抵抗値が同じになるときは、出
力電圧■。は急激に変化し、貫通電流ICCが最大とな
る。
入力電圧■、が上記N−MO3T2のしきい値電圧V?
NからVce 1Vtplの間にあるときは、P−M
O3TIおよびN−MO3T2は双方ともオンとなり、
出力電圧■。はハイレベル“H”からロウレベル“L5
に変化する。そして、特に、P−MO3TIおよびN−
MO3T2の双方のオン抵抗値が同じになるときは、出
力電圧■。は急激に変化し、貫通電流ICCが最大とな
る。
そして、このときの入力電圧が回路しきい値電圧VTM
Cである。
Cである。
つぎに、入力電圧V、がVcc−I Vyp lからV
ccの間にあるときには、P−MO3TIはオフ。
ccの間にあるときには、P−MO3TIはオフ。
N−MOST2はオンとなり、出力電圧v0はロウレベ
ル″L”で一定となる。
ル″L”で一定となる。
このような回路では、上述の回路しきい値電圧V TH
Cが約Vcc/2になるようなオン抵抗値を有するP−
MO3TIおよびN−MO3T2が選択される。
Cが約Vcc/2になるようなオン抵抗値を有するP−
MO3TIおよびN−MO3T2が選択される。
上記のような従来の半導体集積回路装置では、0MO3
)−ランジスタ回路において、前述したように、入力を
“L”から“H゛あるいはH”から“L″へとスイッチ
ング動作させる時、P−MO3TおよびN−MO3Tが
同時にオンする状態があるため、貫通電流rccが流れ
た。この貫通電流IOCは、動作周波数が大きくなるに
つれて単位時間当りの合計が増加するので、従来のCM
OSトランジスタ回路は、動作周波数が増す程低消費電
力であるという最大の特長が薄れて行くという問題点が
あった。・更に、スイッチング時に貫通電流ICCが、
“H”側の電源から“L”側の電源へと急峻に流れる為
、電源ラインにノイズが発生するという問題点もあった
。
)−ランジスタ回路において、前述したように、入力を
“L”から“H゛あるいはH”から“L″へとスイッチ
ング動作させる時、P−MO3TおよびN−MO3Tが
同時にオンする状態があるため、貫通電流rccが流れ
た。この貫通電流IOCは、動作周波数が大きくなるに
つれて単位時間当りの合計が増加するので、従来のCM
OSトランジスタ回路は、動作周波数が増す程低消費電
力であるという最大の特長が薄れて行くという問題点が
あった。・更に、スイッチング時に貫通電流ICCが、
“H”側の電源から“L”側の電源へと急峻に流れる為
、電源ラインにノイズが発生するという問題点もあった
。
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、スイッチング動作時に発生する貫通電流ICCを
低減することにより、動作周波数が増加しても低消費電
力という0MOSトランジスタ回路の特長を保つととも
に、スイッチング時に電源ラインに発生するノイズを低
減することのできる半導体集積回路装置を得ることを目
的とする。
ので、スイッチング動作時に発生する貫通電流ICCを
低減することにより、動作周波数が増加しても低消費電
力という0MOSトランジスタ回路の特長を保つととも
に、スイッチング時に電源ラインに発生するノイズを低
減することのできる半導体集積回路装置を得ることを目
的とする。
この発明に係る半導体集積回路装置は、一導電形の半導
体基板内にこれと逆の導電形のアイランドを形成してP
−MO3TとN−MO3Tとを形成し、これらを直列に
接続して構成したCMOSトランジスタ回路において、
該CMOSトランジスタ回路の各ゲートの前段に、一方
のMOSトランジスタのオン動作を他方のMOSトラン
ジスタのオフ動作より遅らせるための論理回路を設けた
ものである。
体基板内にこれと逆の導電形のアイランドを形成してP
−MO3TとN−MO3Tとを形成し、これらを直列に
接続して構成したCMOSトランジスタ回路において、
該CMOSトランジスタ回路の各ゲートの前段に、一方
のMOSトランジスタのオン動作を他方のMOSトラン
ジスタのオフ動作より遅らせるための論理回路を設けた
ものである。
この発明においては、一方のMOSトランジスタのオン
動作が他方のMOSトランジスタのオフ動作より遅れる
ので、両MO3Tが同時にオン状態となる期間が無くな
り、貫通電流の発生を防止することができる。
動作が他方のMOSトランジスタのオフ動作より遅れる
ので、両MO3Tが同時にオン状態となる期間が無くな
り、貫通電流の発生を防止することができる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図及び第2図はこの発明の一実施例による半導体集
積回路装置を示すブロック図及び具体的な回路図である
。両図において、1はP −MOST、2はN−MO3
T、3〜7は各部での信号、8.9.11.12はイン
バータ、10はNAND回路、13はNOR回路、21
は入力端子、22は出力端子、30はインバータ8,9
及びNAND回路10からなる論理回路、40はインバ
ータ11.12及びNOR回路13からなる論理回路で
ある。
積回路装置を示すブロック図及び具体的な回路図である
。両図において、1はP −MOST、2はN−MO3
T、3〜7は各部での信号、8.9.11.12はイン
バータ、10はNAND回路、13はNOR回路、21
は入力端子、22は出力端子、30はインバータ8,9
及びNAND回路10からなる論理回路、40はインバ
ータ11.12及びNOR回路13からなる論理回路で
ある。
次に、動作について第3図を参照して説明する。
ここで、第3図(A)、(B)、(C)、(D)はそれ
ぞれ信号3.信号4及び5.信号6.信号7の波形を示
し、第3図(E) は出力状態■。を示す。
ぞれ信号3.信号4及び5.信号6.信号7の波形を示
し、第3図(E) は出力状態■。を示す。
なお、説明を簡単にするために、上記信号波形にはなま
りがないものとしている。
りがないものとしている。
まず、入力電圧V、が“L”から“H”へ変化すると、
論理回路30,4(1)NAND回路10゜NOR回路
13へ入力される信号3は“L”から“Hlへと変化す
るが、信号4.5はインバータ8.9及び11.12が
あるためにL″から“Hoへ変化するのがある程度遅延
することとなる。
論理回路30,4(1)NAND回路10゜NOR回路
13へ入力される信号3は“L”から“Hlへと変化す
るが、信号4.5はインバータ8.9及び11.12が
あるためにL″から“Hoへ変化するのがある程度遅延
することとなる。
そして、NOR回路13は信号3のみで作動するため、
信号7は直ちに“H”がらL”へ反転するが、NAND
回路10は信号3及び4により作動するため、信号6の
“H”から“L″への反転は遅延してしまう、従ってM
−MO3T2はオンからオフ状態に直ちに変化するが、
P−MO3T1はオフからオン状態になるのが遅れるこ
ととなり、信号4の遅延時間だけCMOSトランジスタ
回路の出力状態は高インピーダンスZの状態となる。
信号7は直ちに“H”がらL”へ反転するが、NAND
回路10は信号3及び4により作動するため、信号6の
“H”から“L″への反転は遅延してしまう、従ってM
−MO3T2はオンからオフ状態に直ちに変化するが、
P−MO3T1はオフからオン状態になるのが遅れるこ
ととなり、信号4の遅延時間だけCMOSトランジスタ
回路の出力状態は高インピーダンスZの状態となる。
また、上記とは逆に、入力電圧■1が“H”から1L″
へ変化すると、NAND回路10及びNOR回路13へ
入力される信号3は“H”から“L”へと変化するが、
信号4,5は上記と同様、“H”から“L”に変化する
のがある程度遅延することとなる。そして、NAND回
路10は信号3のみで作動するため、信号6は直ちに′
L”から“H”へ反転するが、NOR回路13は信号3
及び5により作動するため、信号7の@L”から“H”
への反転は遅延してしまう。従って、P−MO3TIは
オンからオフ状態に直ちに変化するが、N−MO3T2
はオフからオン状態になるのが遅れることとなり、信号
5の遅延時間だけCMOSトランジスタ回路の出力状態
は高インピーダンスZの状態となる。
へ変化すると、NAND回路10及びNOR回路13へ
入力される信号3は“H”から“L”へと変化するが、
信号4,5は上記と同様、“H”から“L”に変化する
のがある程度遅延することとなる。そして、NAND回
路10は信号3のみで作動するため、信号6は直ちに′
L”から“H”へ反転するが、NOR回路13は信号3
及び5により作動するため、信号7の@L”から“H”
への反転は遅延してしまう。従って、P−MO3TIは
オンからオフ状態に直ちに変化するが、N−MO3T2
はオフからオン状態になるのが遅れることとなり、信号
5の遅延時間だけCMOSトランジスタ回路の出力状態
は高インピーダンスZの状態となる。
このように本実施例のCMOSトランジスタ回路では、
入力電圧が“L”から“H”あるいは@H”からL″へ
とスイッチング動作する時に、高インピーダンスZの状
態ができ、両MO3TI。
入力電圧が“L”から“H”あるいは@H”からL″へ
とスイッチング動作する時に、高インピーダンスZの状
態ができ、両MO3TI。
2が同時にオン状態となる期間が無くなるので、貫通電
流を流れなくすることができ、電源ラインのノイズも防
止することができ、動作周波数が増しても低消費電力で
あるという特長を維持することができる。
流を流れなくすることができ、電源ラインのノイズも防
止することができ、動作周波数が増しても低消費電力で
あるという特長を維持することができる。
また、このようなCMOSトランジスタ回路を、貫通電
流が最も発生する出力回路部に用いれば、半導体集積回
路装置全体の消費電力を低くすることができる。
流が最も発生する出力回路部に用いれば、半導体集積回
路装置全体の消費電力を低くすることができる。
また、本実施例回路において、遅延時間が十分でないた
めに高インピーダンスZの状態にならなかったとしても
、貫通電流が流れる期間を従来のものより狭くすること
ができるので、貫通電流を低減することができる。
めに高インピーダンスZの状態にならなかったとしても
、貫通電流が流れる期間を従来のものより狭くすること
ができるので、貫通電流を低減することができる。
なお、上記実施例では、信号に時間差をもたせるために
トランジスタ回路を用いているが、これは容量あるいは
抵抗を用いてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する
。
トランジスタ回路を用いているが、これは容量あるいは
抵抗を用いてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する
。
また、上記実施例では、論理回路30及び40を設ける
ことによって、スイッチング時に全く貫通電流を流さな
いようにしているが、論理回路30のみを設けることに
より入力が“L゛から“H”へ変化する時のみの、また
論理回路40のみを設けることにより入力が“H”から
“L″へ変化する時のみの貫通電流の発生をそれぞれ防
止することができるのは言うまでもない。
ことによって、スイッチング時に全く貫通電流を流さな
いようにしているが、論理回路30のみを設けることに
より入力が“L゛から“H”へ変化する時のみの、また
論理回路40のみを設けることにより入力が“H”から
“L″へ変化する時のみの貫通電流の発生をそれぞれ防
止することができるのは言うまでもない。
以上のように、この発明によれば、CMOSトランジス
タ回路を構成するP−MO3TとN−MO3Tの各ゲー
トの前後に、一方のMOSトランジスタのオン動作を他
方のMOSトランジスタのオフ動作より遅らせるための
論理回路を設けたので、貫通電流の発生を防止でき、動
作周波数が増しても低消費電力であり、電源ラインでの
ノイズの発生を防止することができる半導体集積回路装
置を得ることができる。
タ回路を構成するP−MO3TとN−MO3Tの各ゲー
トの前後に、一方のMOSトランジスタのオン動作を他
方のMOSトランジスタのオフ動作より遅らせるための
論理回路を設けたので、貫通電流の発生を防止でき、動
作周波数が増しても低消費電力であり、電源ラインでの
ノイズの発生を防止することができる半導体集積回路装
置を得ることができる。
第1図はこの発明の一実施例による半導体集積回路装置
を示すブロック図、第2図はその具体的な回路図、第3
図は第2図の動作を説明するための信号波形及び出力状
態を示す図、第4図は従来の半導体集積回路装置の一例
を示す回路図、第5図はその動作を説明するための入出
力電圧及び貫通電流の特性を示す図である。 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、8.9゜11.12は
インバータ、10はNAND回路、13はNOR回路、
30.40は論理回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
を示すブロック図、第2図はその具体的な回路図、第3
図は第2図の動作を説明するための信号波形及び出力状
態を示す図、第4図は従来の半導体集積回路装置の一例
を示す回路図、第5図はその動作を説明するための入出
力電圧及び貫通電流の特性を示す図である。 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、8.9゜11.12は
インバータ、10はNAND回路、13はNOR回路、
30.40は論理回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- (1)一導電形の半導体基板内にこれと逆の導電形のア
イランドを形成してPチャネルMOSトランジスタとN
チャネルMOSトランジスタとを形成し、これらを直列
に接続して構成したCMOSトランジスタ回路を有する
半導体集積回路装置において、 上記CMOSトランジスタ回路の各ゲートの前段に、一
方のMOSトランジスタのオン動作を他方のMOSトラ
ンジスタのオフ動作より遅らせるための論理回路を設け
たことを特徴とする半導体集積回路装置。 - (2)上記論理回路は、 出力が上記PチャネルMOSトランジスタのゲートに接
続され、一方の入力が直接、他方の入力が遅延回路を介
して上記CMOSトランジスタ回路の入力にそれぞれ接
続されたNAND回路と、出力が上記NチャネルMOS
トランジスタのゲートに接続され、一方の入力が直接、
他方の入力が遅延回路を介して上記CMOSトランジス
タ回路の入力にそれぞれ接続されたNOR回路とを備え
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体集積回路装置。 - (3)上記遅延回路は、2個のインバータ、あるいは容
量、又は抵抗からなるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207517A JPS6362413A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207517A JPS6362413A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6362413A true JPS6362413A (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=16541026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61207517A Pending JPS6362413A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6362413A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001048925A1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Honeywell Inc. | Circuitry and method for removing glitches in digital circuits |
US6617881B2 (en) | 2001-06-28 | 2003-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61207517A patent/JPS6362413A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001048925A1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Honeywell Inc. | Circuitry and method for removing glitches in digital circuits |
JP2003518865A (ja) * | 1999-12-28 | 2003-06-10 | ハネウェル・インコーポレーテッド | デジタル回路中のグリッチを低減する回路および方法 |
US6617881B2 (en) | 2001-06-28 | 2003-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit |
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