KR100284290B1 - Standby Current Reduction Circuit Using Substrate Voltage - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로에 관한 것으로, 종래에는 대기상태에서 클램프 트랜지스터가 항상 턴온상태이기 때문에 클램프 트랜지스터를 통해 누설전류가 발생하게 되고, 대기상태가 길어질 경우 누설전류에 의한 파워 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 대기신호(/AC,ACT)에 의해 동작하는 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)를 직렬 연결하고, 또 다른 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 클램프 트랜지스터(Qc)와 피모스 트랜지스터(PM)를 직렬 연결하고, VBB 또는 VSS전압을 선택할 수 있도록 제1스위치(SW1)를 상기 클램프 트랜지스터(Qc)의 백 게이트에 연결하고, VCC 또는 VPP전압을 선택할 수 있도록 제2스위치(SW2)를 상기 피모스 트랜지스터(PM)의 백 게이트에 연결하고, 상기 스위치 트랜지스터(Qs)의 소오스와 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레인에 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)을 연결하고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)의 소오스와 피모스 트랜지스터(PM)의 드레인에 접지전압공급용 로컬 파워 라인(VSS_L)을 연결하고, 상기 로컬 파워 라인(VCC_L)과 라인(VSS_L) 사이에 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3,...)가 직렬 연결된 인버터가 다수개 병렬연결되는 인버터 체인(10)이 연결하여 구성하여, 반도체 집적회로가 짧은 대기상태일 때는 클램프 트랜지스터의 기판단자에 VCC,VSS를 선택하게 하여 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인보다 드레쉬홀드전압만큼 떨어지게 하여 빠른 천이시간을 가지게 하고, 긴 대기상태일 때는 피모스 트랜지스터의 기판단자에 VPP,VBB를 선택하게 하여 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인보다 증가된 드레쉬홀드전압 만큼 떨어지게 하여 누설전류를 감소시킴과 아울러 빠른 천이시간을 확보할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a standby current reduction circuit using a substrate voltage. In the related art, since a clamp transistor is always turned on in a standby state, a leakage current is generated through the clamp transistor. There is a problem that the consumption is increased. Therefore, the present invention connects the switch transistor Qs and the NMOS transistor NM operated in series between the power supply voltage terminal VCC and the ground terminal VSS by the standby signals / AC and ACT. The clamp transistor Qc and the PMOS transistor PM are connected in series between the voltage terminal VCC and the ground terminal VSS, and the first switch SW1 is connected to the clamp transistor Qc to select the voltage VBB or VSS. The second switch SW2 is connected to the back gate of the PMOS transistor PM so as to select the VCC or VPP voltage, and the source and the clamp transistor Qc of the switch transistor Qs. Connect the local power line VCC_L to the drain of the power supply, connect the local power line VSS_L to the source of the NMOS transistor NM and the drain of the PMOS transistor PM, The local power line VCC_L and Inverter chain 10 is connected between a plurality of inverters in which PMOS transistors P1, P2, P3 .. and NMOS transistors N1, N2, N3, ... are connected in parallel between phosphorus (VSS_L). When the semiconductor integrated circuit is in a short standby state, VCC and VSS are selected as the substrate terminals of the clamp transistor so that the voltage level of the local power line is lowered by the threshold voltage than the main power line to have a fast transition time. In the long standby state, VPP and VBB are selected on the PMOS transistor substrate terminal, so that the voltage level of the local power line is lowered by the increased threshold voltage than the main power line, reducing the leakage current and the fast transition time. It is to ensure that.
Description
본 발명은 반도체 집적회로가 대기상태(Stand-by)에 있을 때 흐르는 서브 드레쉬홀드 전류를 감소시키기 위한 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로에 관한 것으로, 특히 대기상태에서 동작상태(ACTIVE)로 천이할 경우 빠른 천이시간을 유지할 수 있도록 하여 저전력, 저전압 회로에 적당하도록 한 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standby current reduction circuit using a substrate voltage for reducing the sub-threshold current flowing when the semiconductor integrated circuit is in a standby state. In particular, the present invention relates to an active state in the standby state. The present invention relates to a standby current reduction circuit using a substrate voltage that is suitable for low power and low voltage circuits by maintaining a fast transition time when a transition occurs.
도 1은 종래 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)를 직렬 연결하고, 또 다른 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 클램프 트랜지스터(Qc)와 피모스 트랜지스터(PM)를 직렬 연결하고, 상기 스위치 트랜지스터(Qs)의 소오스와 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레인에 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)을 연결하고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)의 소오스와 피모스 트랜지스터(PM)의 드레인에 접지전압공급용 로컬 파워 라인(VSS_L)을 연결하고, 상기 로컬 파워 라인(VCC_L)(VSS_L) 사이에 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3,...)가 직렬 연결된 인버터가 다수개 병렬연결되는 인버터 체인(10)이 연결되어 구성된다.FIG. 1 is a circuit diagram of a standby current reduction circuit using a conventional substrate voltage. As shown therein, a switch transistor Qs and an NMOS transistor NM are connected in series between a power supply voltage terminal VCC and a ground terminal VSS. The clamp transistor Qc and the PMOS transistor PM are connected in series between another power supply voltage terminal VCC and the ground terminal VSS, and the source of the switch transistor Qs and the clamp transistor Qc The local power line VCC_L is connected to the drain, and the local power line VSS_L is connected to the source of the NMOS transistor NM and the drain of the PMOS transistor PM. An inverter chain in which a plurality of inverters in which PMOS transistors P1, P2, P3 .. and NMOS transistors N1, N2, N3, ... are connected in series between the power lines VCC_L and VSS_L. 10) is connected and configured.
이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured in this way in detail as follows.
먼저 반도체 집적회로가 동작상태(ACTIVE)에 있을 때는 ACT=1, /ACT=0 가 되어 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴온된다.First, when the semiconductor integrated circuit is in the ACTIVE state, ACT = 1 and / ACT = 0, so that the switch transistor Qs and the NMOS transistor NM are turned on.
상기 스위치 트랜지스터(Qs)가 턴온됨에 따라 전원전압(VCC)에서 드레쉬홀드전압( Vt)을 뺀 전압이 전원공급형 로컬 파워 라인(VCC_L)에 공급되고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴온됨에 따라 접지전압 공급형 로컬 파워 라인(VSS_L)에 접지전압이 공급된다.As the switch transistor Qs is turned on, a voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vt from the power supply voltage VCC is supplied to the powered local power line VCC_L, and the NMOS transistor NM is turned on. Accordingly, the ground voltage is supplied to the ground voltage supplying local power line VSS_L.
이렇게 로컬 파워 라인(VCC_L)(VSS_L)에 전압이 공급된 상태에서 입력단(IN)으로 신호를 공급하면 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3,..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3...)로 이루어진 인버터 체인(10)을 통해 결정되는 데이터가 전달된다.When the signal is supplied to the input terminal IN while the voltage is supplied to the local power line VCC_L VSS_L, the PMOS transistors P1, P2, P3, .. and the NMOS transistors N1, N2, N3. Data determined through the inverter chain 10 consisting of.
이와같이 동작하다가 반도체 집적회로가 대기상태(Stand-by)로 들어가게 될 경우 ACT=0, /ACT=1로 되어 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴오프된다.In this manner, when the semiconductor integrated circuit enters the standby state (Stand-by), ACT = 0 and / ACT = 1, so that the switch transistor Qs and the NMOS transistor NM are turned off.
이때 클램프 트랜지스터(Qc)와 피모스 트랜지스터(PM)는 계속해서 턴온상태를 유지하게 된다.At this time, the clamp transistor Qc and the PMOS transistor PM continue to be turned on.
따라서 로컬 파워 라인(VCC_L)에는 상기 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레쉬홀드만큼 전압강하된 전압이 공급되어 유지하게 되고, 또다른 로컬 파워 라인(VSS_L)에는 접지전압이 공급되어 유지하게 된다.Therefore, the voltage dropped to the local power line VCC_L by the threshold of the clamp transistor Qc is supplied and maintained, and the ground voltage is supplied and maintained to the other local power line VSS_L.
이런상태를 유지하고 있다가 대기상태(Stand-by)에서 동작상태(Active)로 천이할 경우 빨리 천이하게 된다.If this state is maintained and then the transition from the standby state (Stand-by) to the active state (Active), the transition is quick.
결국 대기상태(Stand-by)에서 동작상태(Active)로 천이할 경우 빠른 천이시간을 가지게 된다.As a result, when the transition from the standby state (Stand-by) to the active state (Active) has a fast transition time.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 클램프 트랜지스터를 이용하여 대기상태에서 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인의 전압레벨에서 드레쉬홀드 전압만큼 감소된 상태를 유지하도록 하여 동작상태로 천이할 경우 빠른 천이시간을 가지는 장점이 있으나 클램프 트랜지스터가 항상 턴온상태이기 때문에 클램프 트랜지스터를 통해 누설전류가 발생하게 되고, 대기상태가 길어질 경우 누설전류에 의한 파워 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, when the voltage transition of the local power line in the standby state by using the clamp transistor to maintain the reduced state by the threshold voltage at the voltage level of the main power line to transition to the operating state Although there is an advantage of having a fast transition time, since the clamp transistor is always turned on, leakage current is generated through the clamp transistor, and when the standby state is long, there is a problem in that power consumption due to leakage current is increased.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 메인 파워 라인과 로컬 파워 라인을 연결하는 클램프 트랜지스터의 기판단자(substrate terminal)에 스위치를 연결하여 짧은 대기상태(Short Stand-By: SSB)와 긴 대기상태(Long Stand-By: LSB)에 따라 각기 다른 기판전압을 선택할 수 있도록 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to connect a switch to a substrate terminal (substrate terminal) of the clamp transistor connecting the main power line and the local power line (Short Stand-By: The present invention provides a standby current reduction circuit using a substrate voltage so that different substrate voltages can be selected according to SSB) and long stand-by (LSB).
본 발명의 다른 목적은 반도체 집적회로가 짧은 대기상태일 경우에는 클램프 트랜지스터의 기판단자에 VCC, VSS를 선택하게 하여, 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인보다 드레쉬홀드전압 만큼 떨어지게 하여 빠른 천이시간을 가지도록 한 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to select VCC and VSS as the substrate terminal of the clamp transistor when the semiconductor integrated circuit is in a short standby state, and to make the voltage transition of the local power line drop by the threshold voltage from the main power line to make the fast transition. The present invention provides a standby current reduction circuit using a substrate voltage having a time.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 집적회로가 긴 대기상태일 경우에는 클램프 트랜지스터의 기판단자에 VPP(〉VCC), VBB(〈VSS)를 선택하게 하여 증가된 드레쉬홀드전압만큼 감소된 전압을 유지하도록 하여 짧은 대기상태에 비해 누설전류가 감소되고, 빠른 천이 시간을 가지도록 한 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to select VPP (> VCC) and VBB (< VSS) for the substrate terminals of the clamp transistor when the semiconductor integrated circuit is in a long standby state, thereby maintaining the voltage reduced by the increased threshold voltage. It is to provide a standby current reduction circuit using a substrate voltage to reduce the leakage current compared to the short standby state, and to have a fast transition time.
도 1은 종래 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로도.1 is a standby current reduction circuit diagram using a conventional substrate voltage.
도 2는 본 발명의 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로도.2 is a standby current reduction circuit using the substrate voltage of the present invention.
도 3a는 도 2에서, 제1스위치의 다른 실시예.3A is another embodiment of the first switch in FIG. 2;
도 3b는 도 2에서, 제2스위치의 다른 실시예.Figure 3b is another embodiment of the second switch in Figure 2;
도 4는 도 2에서, 짧은 대기상태와 긴 대기상태시 동작하는 전압 특성도.Figure 4 is a voltage characteristic diagram operating in the short standby state and the long standby state in FIG.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 : 인버터 체인 Qc : 클램프 트랜지스터10: inverter chain Qc: clamp transistor
Qs : 스위치 트랜지스터 NM : 엔모스 트랜지스터Qs: switch transistor NM: NMOS transistor
PM : 피모스 트랜지스터PM: PMOS transistor
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 대기신호(/AC,ACT)에 의해 동작하는 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)를 직렬 연결하고, 또 다른 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 클램프 트랜지스터(Qc)와 피모스 트랜지스터(PM)를 직렬 연결하고, VBB 또는 VSS전압을 선택할 수 있도록 제1스위치(SW1)를 상기 클램프 트랜지스터(Qc)의 백 게이트에 연결하고, VCC 또는 VPP전압을 선택할 수 있도록 제2스위치(SW2)를 상기 피모스 트랜지스터(PM)의 백 게이트에 연결하고, 상기 스위치 트랜지스터(Qs)의 소오스와 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레인에 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)을 연결하고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)의 소오스와 피모스 트랜지스터(PM)의 드레인에 접지전압공급용 로컬 파워 라인(VSS_L)을 연결하고, 상기 로컬 파워 라인(VCC_L)과 라인(VSS_L) 사이에 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3,...)가 직렬 연결된 인버터가 다수개 병렬연결되는 인버터 체인(10)이 연결하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a series connection between a switch transistor Qs and an NMOS transistor NM operated by a standby signal / AC, ACT between a power supply voltage terminal VCC and a ground terminal VSS. The clamp transistor Qc and the PMOS transistor PM are connected in series between another power supply voltage terminal VCC and the ground terminal VSS, and the first switch SW1 is selected to select the VBB or VSS voltage. The second switch SW2 is connected to the back gate of the PMOS transistor PM so as to be connected to the back gate of the clamp transistor Qc, and to select a VCC or VPP voltage, and the source of the switch transistor Qs. And a local power line VCC_L for supplying power to the drain of the clamp transistor Qc, and a local power line VSS_L for supplying a ground voltage to the drain of the source and PMOS transistors PM of the NMOS transistor NM. ) And the local An inverter in which a plurality of inverters in which PMOS transistors P1, P2, P3 .. and NMOS transistors N1, N2, N3, ... are connected in series between the power line VCC_L and the line VSS_L are connected in parallel. It is characterized in that the chain 10 is configured to connect.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 기판전압을 이용한 대기시 전류 감소회로도로서, 이에 도시한 바와같이, 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 대기신호(/AC,ACT)에 의해 동작하는 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)를 직렬 연결하고, 또 다른 전원전압단(VCC)과 접지단(VSS) 사이에 클램프 트랜지스터(Qc)와 피모스 트랜지스터(PM)를 직렬 연결하고, VBB 또는 VSS전압을 선택할 수 있도록 제1스위치(SW1)를 상기 클램프 트랜지스터(Qc)의 백 게이트에 연결하고, VCC 또는 VPP전압을 선택할 수 있도록 제2스위치(SW2)를 상기 피모스 트랜지스터(PM)의 백 게이트에 연결하고, 상기 스위치 트랜지스터(Qs)의 소오스와 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레인에 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)을 연결하고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)의 소오스와 피모스 트랜지스터(PM)의 드레인에 접지전압공급용 로컬 파워 라인(VSS_L)을 연결하고, 상기 로컬 파워 라인(VCC_L)과 라인(VSS_L) 사이에 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3,...)가 직렬 연결된 인버터가 다수개 병렬연결되는 인버터 체인(10)이 연결하여 구성한다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a standby current reduction circuit using a substrate voltage according to an embodiment of the present invention. As shown therein, a switch transistor operated by a standby signal (/ AC, ACT) between a power supply voltage terminal VCC and a ground terminal VSS. (Qs) and NMOS transistor (NM) are connected in series, and clamp transistor (Qc) and PMOS transistor (PM) are connected in series between another power supply voltage terminal (VCC) and ground terminal (VSS), and VBB or The first switch SW1 is connected to the back gate of the clamp transistor Qc to select the VSS voltage, and the second switch SW2 is connected to the back gate of the PMOS transistor PM to select the VCC or VPP voltage. A local power line VCC_L for supplying power to a source of the switch transistor Qs and a drain of the clamp transistor Qc, and a source and a PMOS transistor PM of the NMOS transistor NM. Ground voltage at the drain Connect the power supply local power line (VSS_L), PMOS transistor (P1, P2, P3 ..) and NMOS transistor (N1, N2, N3, ..) between the local power line (VCC_L) and the line (VSS_L). Inverter chain (10) is configured by connecting a plurality of inverters connected in series in parallel.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
먼저 반도체 집적회로가 동작상태(ACTIVE)에 있을 때는 ACT=1, /ACT=0 가 되어 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴온된다.First, when the semiconductor integrated circuit is in the ACTIVE state, ACT = 1 and / ACT = 0, so that the switch transistor Qs and the NMOS transistor NM are turned on.
상기 스위치 트랜지스터(Qs)가 턴온됨에 따라 전원전압(VCC)에서 드레쉬홀드전압( Vt)을 뺀 전압이 전원공급형 로컬 파워 라인(VCC_L)에 공급되고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴온됨에 따라 접지전압 공급형 로컬 파워 라인(VSS_L)에 접지전압이 공급된다.As the switch transistor Qs is turned on, a voltage obtained by subtracting the threshold voltage Vt from the power supply voltage VCC is supplied to the powered local power line VCC_L, and the NMOS transistor NM is turned on. Accordingly, the ground voltage is supplied to the ground voltage supplying local power line VSS_L.
이렇게 로컬 파워 라인(VCC_L)(VSS_L)에 전압이 공급된 상태에서 입력단(IN)으로 신호를 공급하면 피모스 트랜지스터(P1,P2,P3,..)와 엔모스 트랜지스터(N1,N2,N3...)로 이루어진 인버터 체인(10)을 통해 결정되는 데이터가 전달된다.When the signal is supplied to the input terminal IN while the voltage is supplied to the local power line VCC_L VSS_L, the PMOS transistors P1, P2, P3, .. and the NMOS transistors N1, N2, N3. Data determined through the inverter chain 10 consisting of.
이와같이 동작하다가 반도체 집적회로가 대기상태(Stand-by)로 들어가게 될 경우 ACT=0, /ACT=1로 되어 스위치 트랜지스터(Qs)와 엔모스 트랜지스터(NM)가 턴오프된다.In this manner, when the semiconductor integrated circuit enters the standby state (Stand-by), ACT = 0 and / ACT = 1, so that the switch transistor Qs and the NMOS transistor NM are turned off.
이때 전원공급원 로컬 파워 라인(VCC_L)의 전압 레벨은 클램프 트랜지스터(Qc)의 드레쉬홀드전압(Vt)에 의해 결정되게 된다.At this time, the voltage level of the power source local power line VCC_L is determined by the threshold voltage Vt of the clamp transistor Qc.
상기 반도체 집적회로가 대기상태중 짧은 대기상태(Short Stand-By)로 들어가게 될 경우에 클램프 트랜지스터(Qc)의 기판단자(또는 백 게이트)에 연결되어 있는 제1스위치(SW1)의 가동단자를 VSS전원단자에 연결하고, 피모스 트랜지스터(PM)의 기판단자(또는 백 게이트)에 연결되어 있는 제2스위치(SW2)의 가동단자를 VCC전원단자에 각각 연결한다.When the semiconductor integrated circuit enters a short standby state (Short Stand-By) among the standby states, the movable terminal of the first switch SW1 connected to the substrate terminal (or the back gate) of the clamp transistor Qc is VSS. It is connected to the power supply terminal, and the movable terminal of the second switch SW2 connected to the substrate terminal (or the back gate) of the PMOS transistor PM is connected to the VCC power supply terminal, respectively.
그러면 상기 클램프 트랜지스터(Qc)는 턴온되어 클램프 트랜지스터의 드레쉬홀드전압(Vt)만큼 전압강하된 전압이 클램프 트랜지스터(Qc)를 통해 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)에 공급하도록 하고, 피모스 트랜지스터(PM)도 턴온되어 접지전압 공급원 로컬 파워 라인(VSS_L)에 공급하도록 한다.Then, the clamp transistor Qc is turned on so that the voltage dropped by the threshold voltage Vt of the clamp transistor is supplied to the power supply local power line VCC_L through the clamp transistor Qc, and the PMOS transistor is provided. PM is also turned on to supply the ground voltage source local power line VSS_L.
결국 짧은 대기상태의 경우 도 4a에 도시한 바와같이 VCC전원과 VSS전원 사이에 전압을 공급하도록 한다.As a result, in the short standby state, as shown in FIG. 4A, a voltage is supplied between the VCC power supply and the VSS power supply.
그리고, 반도체 집적회로가 대기상태중 긴 대기상태(Long Stand-By)로 들어가게 될 경우에 클램프 트랜지스터(Qc)의 기판단자(또는 백 게이트)에 연결되어 있는 제1스위치(SW1)의 가동단자를 VBB전원단자에 연결하고, 피모스 트랜지스터(PM)의 기판단자(또는 백 게이트)에 연결되어 있는 제2스위치(SW2)의 가동단자를 VPP전원단자에 각각 연결한다.In addition, when the semiconductor integrated circuit enters a long standby state (Long Stand-By) of the standby state, the movable terminal of the first switch SW1 connected to the substrate terminal (or the back gate) of the clamp transistor Qc. It is connected to the VBB power supply terminal, and the movable terminal of the second switch SW2 connected to the substrate terminal (or the back gate) of the PMOS transistor PM is connected to the VPP power supply terminal, respectively.
여기서, VPP〉VCC, VBB〈VSS 이다.Here, VPP> VCC and VBB <VSS.
그러면 상기 클램프 트랜지스터(Qc)는 턴온되어 클램프 트랜지스터의 드레쉬홀드전압(Vt)은 짧은 대기상태의 드레쉬홀드전압보다 더 증가된다.Then, the clamp transistor Qc is turned on so that the threshold voltage Vt of the clamp transistor is increased more than the threshold voltage of the short standby state.
이렇게 증가된 드레쉬홀드만큼 전압강하된 전압이 클램프 트랜지스터(Qc)를 통해 전원공급용 로컬 파워 라인(VCC_L)에 공급하도록 하고, 피모스 트랜지스터(PM)도 턴온되어 접지전압 공급원 로컬 파워 라인(VSS_L)에 공급하도록 한다.The voltage dropped by the increased threshold is supplied to the power supply local power line VCC_L through the clamp transistor Qc, and the PMOS transistor PM is also turned on to supply the ground voltage source local power line VSS_L. )
따라서 짧은 대기상태에 비해 긴 대기상태의 경우 누설전류가 감소되고, 로컬 파워 라인의 전압레벨을 일정 수준으로 유지할 수 있도록 함으로써, 대기상태에서 동작상태로의 빠른 천이시간을 확보할 수 있다.Accordingly, in the long standby state, the leakage current is reduced in the long standby state, and the voltage level of the local power line can be maintained at a constant level, thereby ensuring a fast transition time from the standby state to the operating state.
결국, 긴 대기상태의 경우 도 4b에서와 같이 VPP전원과 VBB전원 사이의 전압을 공급하도록 한다.As a result, in the long standby state, as shown in FIG. 4B, a voltage between the VPP power supply and the VBB power supply is supplied.
그리고, 또 다른 방법으로 제1스위치(SW1) 대신 도 3a에 도시한 바와같은 회로, 제2스위치(SW2) 대신 도 3b에 도시한 바와같은 회로를 적용할 수 있다.Alternatively, a circuit as shown in FIG. 3A may be used instead of the first switch SW1 and a circuit as shown in FIG. 3B may be applied instead of the second switch SW2.
즉, 짧은 대기상태일 경우에는
가령, 짧은 대기상태일 경우
그리고
그리고 긴 대기상태일 경우
그리고,
따라서, 본 발명은 반도체 집적회로가 짧은 대기상태일 때는 클램프 트랜지스터의 기판단자에 VCC,VSS를 선택하게 하여 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인보다 드레쉬홀드전압만큼 떨어지게 하여 빠른 천이시간을 가지게 하고, 긴 대기상태일 때는 피모스 트랜지스터의 기판단자에 VPP,VBB를 선택하게 하여 로컬 파워 라인의 전압레벨을 메인 파워 라인보다 증가된 드레쉬홀드전압 만큼 떨어지게 하여 누설전류를 감소시킴과 아울러 빠른 천이시간을 확보할 수 있도록 한 효과가 있다.Therefore, when the semiconductor integrated circuit is in a short standby state, VCC and VSS are selected as the substrate terminals of the clamp transistor so that the voltage level of the local power line is lowered by the threshold voltage than the main power line, so that the transition time is fast. In the long standby state, VPP and VBB are selected in the PMOS transistor substrate terminal, so that the voltage level of the local power line is lowered by the increased threshold voltage than the main power line, thereby reducing the leakage current and fast transitioning. It has the effect of freeing up time.
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Cited By (1)
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1998
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