JPH01202910A - クランプ回路装置 - Google Patents
クランプ回路装置Info
- Publication number
- JPH01202910A JPH01202910A JP63027965A JP2796588A JPH01202910A JP H01202910 A JPH01202910 A JP H01202910A JP 63027965 A JP63027965 A JP 63027965A JP 2796588 A JP2796588 A JP 2796588A JP H01202910 A JPH01202910 A JP H01202910A
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- JP
- Japan
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- node
- circuit device
- potential
- diode
- clamp circuit
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- Pending
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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (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
本発明は、金属−酸化物−半導体電界効果型トランジス
タ(以下MO3FETという。)の集積回路装置に内蔵
されるクランプ回路装置に関するものである。
タ(以下MO3FETという。)の集積回路装置に内蔵
されるクランプ回路装置に関するものである。
従来の技術
近年、MOSFETの技術を用いてアナログ回路を半導
体集積回路装置内に実現させる傾向が強くなってきてい
るが、二部点間の電位差をクランプするクランプ回路装
置は一般にダイオードを外付として従来から用いられて
きた。
体集積回路装置内に実現させる傾向が強くなってきてい
るが、二部点間の電位差をクランプするクランプ回路装
置は一般にダイオードを外付として従来から用いられて
きた。
以下に、従来のクランプ回路装置について説明する。
第3図は従来の、ダイオードを用いたクランプ回路装置
の回路図を示したものである。1,2はダイオード、3
,4は電位差をクランプしようとする信号の2つの節点
、5,6はクランプされた信号の節点、7,8は抵抗で
ある。ダイオード1のアノードとダイオード2のカソー
ドは節点5に接続され、抵抗7を介して節点3に接続さ
れる。
の回路図を示したものである。1,2はダイオード、3
,4は電位差をクランプしようとする信号の2つの節点
、5,6はクランプされた信号の節点、7,8は抵抗で
ある。ダイオード1のアノードとダイオード2のカソー
ドは節点5に接続され、抵抗7を介して節点3に接続さ
れる。
また、ダイオード1のカソードとダイオード2のアノー
ドは節点6に接続され、抵抗8を介して節点4に接続さ
れる。
ドは節点6に接続され、抵抗8を介して節点4に接続さ
れる。
ダイオードは順方向に電圧が印加され、導通状態になる
と、カソードはアノードに対しある一定の値の電圧降下
を起こす。以下この電圧降下分をVFと記述する。ダイ
オードは順方向にvF以上の電圧が印加されていなけれ
ば遮断状態にある。
と、カソードはアノードに対しある一定の値の電圧降下
を起こす。以下この電圧降下分をVFと記述する。ダイ
オードは順方向にvF以上の電圧が印加されていなけれ
ば遮断状態にある。
今、節点3と節点4の電位差がVFより小さい時、ダイ
オード1,2は遮断状態であり、節点3,4間の電位差
は節点5.6間の電位差と等しくなる。次に節点3の電
位が節点4の電位より高く、ダイオード1が導通状態に
ある場合、ダイオードの特性により、節点6は節点5よ
りvFだけ低い電位にある。節点4の電位が節点3の電
位より高くダイオード2が導通状態であれば、節点5は
節点6よりVFだけ低い電位となる。したがって、節点
5.6間の電位差はVF以下に制限され、クランプされ
た信号が出力される。第4図は、節点4を基準上して節
点3の電位を変化させた時の節点4から節点3へ流れる
電流特性図であり、この電流の方向を正にとったもので
ある。
オード1,2は遮断状態であり、節点3,4間の電位差
は節点5.6間の電位差と等しくなる。次に節点3の電
位が節点4の電位より高く、ダイオード1が導通状態に
ある場合、ダイオードの特性により、節点6は節点5よ
りvFだけ低い電位にある。節点4の電位が節点3の電
位より高くダイオード2が導通状態であれば、節点5は
節点6よりVFだけ低い電位となる。したがって、節点
5.6間の電位差はVF以下に制限され、クランプされ
た信号が出力される。第4図は、節点4を基準上して節
点3の電位を変化させた時の節点4から節点3へ流れる
電流特性図であり、この電流の方向を正にとったもので
ある。
ここで、この構成がM OS F E T集積回路内に
内蔵可能かどうかの考察を行なう。
内蔵可能かどうかの考察を行なう。
第5図はNチャネルMO3FET集積回路装置の製造工
程でダイオード構造を形成した時の断面図を示している
。9はP型の基板であり、一定の電位に固定されている
。10はN型の濃(浅い拡散領域であり、11は素子分
離の厚い5i02膜である。以降の断面図では、層間絶
縁膜や配線層は省略する。この構成では拡散領域10は
カソード、基板9はアノードとなり、アノード側が基板
9の電位に固定される。PチャネルMO3FET集積回
路装置の製造工程では逆にダイオードのカソード側が基
板電位に固定される。
程でダイオード構造を形成した時の断面図を示している
。9はP型の基板であり、一定の電位に固定されている
。10はN型の濃(浅い拡散領域であり、11は素子分
離の厚い5i02膜である。以降の断面図では、層間絶
縁膜や配線層は省略する。この構成では拡散領域10は
カソード、基板9はアノードとなり、アノード側が基板
9の電位に固定される。PチャネルMO3FET集積回
路装置の製造工程では逆にダイオードのカソード側が基
板電位に固定される。
次に、相補型MO8(以下CMOSという。)集積回路
装置の製造工程でダイオード構造を構成した場合の断面
図を第6図に示す。ただしP型つェル方式のCMO8製
造工程を用いた場合のものである。12はN型の基板で
あり、13はP型の深い拡散領域、すなわちウェル、1
4はウェル13に電位を与えるP型の濃く浅い拡散領域
、15はウェル13上に形成されたN型の濃く浅い拡散
領域、16は基板12に正の電源電圧を印加するために
設けられたN型の濃(浅い拡散領域、17は素子分離の
ための厚い5i02の膜、18・は後述する寄生バイポ
ーラトランジスタである。この構成でウェル13はアノ
ード、N型拡散領域11はカソードとなるダイオード構
造が形成される。ところが、基板12の存在によりN−
P−Nの接合構造ができ、実際には、ウェル13がベー
ス、基板12がコレクタ、N型拡散領域16がエミッタ
となるN P N型バイポーラ型トランジスタ18が形
成されることになる。実際の動作では上記構造のダイオ
ードが導通状態では、P半拡散領域14からウェル13
を通って電流が流れ込み、これがベース電流となってコ
レクタ電流、すなわち正の電源電位に接続された基板1
2からの電流を誘発し、クランプ動作は乱される。第7
図はP型つェル方式のCMO3で第3図に示す従来例を
構成した時の等価回路図を示す。19.20は寄生バイ
ポーラトランジスタ、21は正の電源電位、22゜23
はクランプしようとする節点、24.25はクランプさ
れた信号出力の節点である。N型ウェル方式のCMO8
の製造工程を用いてもPNP型のバイポーラ型トランジ
スタが形成され、接地電位に接続された基板に電流が流
れ、正常なりランプ動作を得られない。
装置の製造工程でダイオード構造を構成した場合の断面
図を第6図に示す。ただしP型つェル方式のCMO8製
造工程を用いた場合のものである。12はN型の基板で
あり、13はP型の深い拡散領域、すなわちウェル、1
4はウェル13に電位を与えるP型の濃く浅い拡散領域
、15はウェル13上に形成されたN型の濃く浅い拡散
領域、16は基板12に正の電源電圧を印加するために
設けられたN型の濃(浅い拡散領域、17は素子分離の
ための厚い5i02の膜、18・は後述する寄生バイポ
ーラトランジスタである。この構成でウェル13はアノ
ード、N型拡散領域11はカソードとなるダイオード構
造が形成される。ところが、基板12の存在によりN−
P−Nの接合構造ができ、実際には、ウェル13がベー
ス、基板12がコレクタ、N型拡散領域16がエミッタ
となるN P N型バイポーラ型トランジスタ18が形
成されることになる。実際の動作では上記構造のダイオ
ードが導通状態では、P半拡散領域14からウェル13
を通って電流が流れ込み、これがベース電流となってコ
レクタ電流、すなわち正の電源電位に接続された基板1
2からの電流を誘発し、クランプ動作は乱される。第7
図はP型つェル方式のCMO3で第3図に示す従来例を
構成した時の等価回路図を示す。19.20は寄生バイ
ポーラトランジスタ、21は正の電源電位、22゜23
はクランプしようとする節点、24.25はクランプさ
れた信号出力の節点である。N型ウェル方式のCMO8
の製造工程を用いてもPNP型のバイポーラ型トランジ
スタが形成され、接地電位に接続された基板に電流が流
れ、正常なりランプ動作を得られない。
発明が解決しようとする課題
以上述べたように、NチャネルMO3FET!積回路の
製造工程ではダイオード構造はアノードが、Pチャネル
MO8FETの製造工程ではカソードが基板に必ず接続
されてしまうため、第2図の従来例の構成が実現できな
い。CMO8の製造工程では、第3図の従来例の構成は
可能だが、同時にバイポーラ型トランジスタが形成され
ることにより正常なりランプ動作が得られない。したが
って、ダイオードを用いたクランプ回路装置は、通常用
いられているMO8FET集積回路装置の製造工程では
内蔵が不可能であり外付が必要であるという問題と内蔵
する場合は、高価で複雑な製造工程が必要であるという
問題を有していた。
製造工程ではダイオード構造はアノードが、Pチャネル
MO8FETの製造工程ではカソードが基板に必ず接続
されてしまうため、第2図の従来例の構成が実現できな
い。CMO8の製造工程では、第3図の従来例の構成は
可能だが、同時にバイポーラ型トランジスタが形成され
ることにより正常なりランプ動作が得られない。したが
って、ダイオードを用いたクランプ回路装置は、通常用
いられているMO8FET集積回路装置の製造工程では
内蔵が不可能であり外付が必要であるという問題と内蔵
する場合は、高価で複雑な製造工程が必要であるという
問題を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、従来から
通常用いられている安価な製造技術を用いてM OS
r” E T集積回路装置内に内蔵することのできるク
ランプ回路装置を提供することを目的とする。
通常用いられている安価な製造技術を用いてM OS
r” E T集積回路装置内に内蔵することのできるク
ランプ回路装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明のクランプ回路装置は
、MOSFETのゲート電極と一方の拡散部とが短絡接
続され、他方の拡散部は、同様に構成された別のMOS
FETのゲート電極と拡散部の短絡接続された節点に互
いに接続された構成を有している。
、MOSFETのゲート電極と一方の拡散部とが短絡接
続され、他方の拡散部は、同様に構成された別のMOS
FETのゲート電極と拡散部の短絡接続された節点に互
いに接続された構成を有している。
作用
この構成により、MOSFETにクランプ機能を持たせ
、通常のMO8FET集積回路装置の製造工程でクラン
プ回路装置を内蔵でき、外付部品を減らすことができる
。
、通常のMO8FET集積回路装置の製造工程でクラン
プ回路装置を内蔵でき、外付部品を減らすことができる
。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第1図は、本発明の一実施例におけるクランプ回路装置
の回路図を示すものである。第1図において、31.3
2はPチャネルMO8FETである。MO3FET31
のゲート電極31aと一方の拡散部31bは節点38で
短絡接続され、他方の拡散部31cは節点39に接続さ
れている。
の回路図を示すものである。第1図において、31.3
2はPチャネルMO8FETである。MO3FET31
のゲート電極31aと一方の拡散部31bは節点38で
短絡接続され、他方の拡散部31cは節点39に接続さ
れている。
MO3FET32は、そのゲート電極32aと一方の拡
散部32bは節点34に接続されている。
散部32bは節点34に接続されている。
MO8FET31.32のバックゲー)31 d。
32dは正の電源電圧35にバイアスされている。また
、節点33.34は各々抵抗36.37を介し、節点3
8.39に接続されている。
、節点33.34は各々抵抗36.37を介し、節点3
8.39に接続されている。
以上のように構成された本実施例のクランプ回路装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず節点33の電位
が節点34の電位より高く、かつその電位差がMO8F
ET32のしきい値電圧の絶対値I VT32 lよリ
モ小サイ場合、MO8FET32のゲート・ソース間電
圧はVT32に満たず、オフ状態となっている。一方M
O8FET31のゲート・ソース間電圧はOvでありオ
フ状態である。節点33の電位が上がり、電位差がl
VT321以上となるとMO3FET32はオン状態と
なり、これを通じ節点33から節点34へ電流が流れ、
クランプ動作を行なう。逆に、節点34の電位が節点3
3の電位よりも高い場合、MO8FET31のしきい値
電圧の絶対値l VT311以上の電位差があれば、M
O8FET31を通じ、節点34から節点33へ電流が
流れ、クランプ動作を行ない、電位差がl VT31
lに満たない時は、両部点間には電流は流れない。第2
図にこの動作を電圧−電流特性曲線図として示す。横軸
は節点34を基準とした節点33の電位であり、縦軸は
節点33から節点34へ流れる電流を正にとっている。
ついて、以下その動作を説明する。まず節点33の電位
が節点34の電位より高く、かつその電位差がMO8F
ET32のしきい値電圧の絶対値I VT32 lよリ
モ小サイ場合、MO8FET32のゲート・ソース間電
圧はVT32に満たず、オフ状態となっている。一方M
O8FET31のゲート・ソース間電圧はOvでありオ
フ状態である。節点33の電位が上がり、電位差がl
VT321以上となるとMO3FET32はオン状態と
なり、これを通じ節点33から節点34へ電流が流れ、
クランプ動作を行なう。逆に、節点34の電位が節点3
3の電位よりも高い場合、MO8FET31のしきい値
電圧の絶対値l VT311以上の電位差があれば、M
O8FET31を通じ、節点34から節点33へ電流が
流れ、クランプ動作を行ない、電位差がl VT31
lに満たない時は、両部点間には電流は流れない。第2
図にこの動作を電圧−電流特性曲線図として示す。横軸
は節点34を基準とした節点33の電位であり、縦軸は
節点33から節点34へ流れる電流を正にとっている。
ただし、基板バイアス効果によりl VT221はl
VT22 lより大きくなる。
VT22 lより大きくなる。
以上のように本実施例によれば、MOSFETを用い、
クランプ回路装置を構成することにより、従来から用い
られてきたMO8FET集積回路装置の製造工程で内蔵
が可能であり、ダイオード等の外付部品を減らすことが
できる。またダイオード内蔵のために高価で複雑な工程
も不要であり、コストダウンにも太き(寄与できる。
クランプ回路装置を構成することにより、従来から用い
られてきたMO8FET集積回路装置の製造工程で内蔵
が可能であり、ダイオード等の外付部品を減らすことが
できる。またダイオード内蔵のために高価で複雑な工程
も不要であり、コストダウンにも太き(寄与できる。
なお本実施例では、クランプ動作を行なわせるMO3F
ETI:Pチャネルのものを用いたが、MOSFETは
Nチャネルのものを用いてもよい。この場合キャリアは
移動度の大きな電子であり、より高速なりランプ動作が
可能である。またCMO3,PチャネルMO3,あるい
はNチャネルMO8の集積回路装置の製造工程でも形成
でき、同様のクランプ動作が可能である。
ETI:Pチャネルのものを用いたが、MOSFETは
Nチャネルのものを用いてもよい。この場合キャリアは
移動度の大きな電子であり、より高速なりランプ動作が
可能である。またCMO3,PチャネルMO3,あるい
はNチャネルMO8の集積回路装置の製造工程でも形成
でき、同様のクランプ動作が可能である。
発明の効果
本発明は、従来のMO3FET集積回路装置の製造技術
を用いて、MOSFETにより簡単な構成で、クランプ
回路装置をMO3FET集積回路装置内に内蔵でき、こ
れによって外付部品および製造コストを削減できるもの
である。
を用いて、MOSFETにより簡単な構成で、クランプ
回路装置をMO3FET集積回路装置内に内蔵でき、こ
れによって外付部品および製造コストを削減できるもの
である。
第1図は本発明の一実施例におけるクランプ回路装置の
回路図、第2図は第1図のクランプ回路装置の電圧−電
流特性図、第3図は従来のクランプ回路装置の回路図、
第4図は第3図の構成における電圧−電流特性曲線図、
第5図はダイオード構造をNチャネルMO3FET集積
回路装置の製造工程で形成した時の構成の断面図、第6
図はP型つェル方式のCMO8で、ダイオード構造を構
成した時の断面図、第7図はP型つェル方式の31 、
32・−・−・PチャネルMOSFET、31a・・
・・・・31のゲート電極、31b、31c・・・・・
・31の拡散部、31d・・・・・・31のバックゲー
ト、32a・・・・・・32のゲート電極、32b、3
2c・・・・・・32の拡散部、3Qd・・・・・・3
2のバックゲート、33゜34・・・・・・節点(信号
入力)、35・・・・・・正の電源電圧、36.37・
・・・・・抵抗、38.39・・・・・・節点くクラン
プ信号出力)。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名31.32
−P + iキル前05 F ET35−正のt源電位 36.37−・−低 杭 第 1 図 38.’?? −節点
、(クテンブイ!号出力)?? 第2図 第3図 第4図 第5図
回路図、第2図は第1図のクランプ回路装置の電圧−電
流特性図、第3図は従来のクランプ回路装置の回路図、
第4図は第3図の構成における電圧−電流特性曲線図、
第5図はダイオード構造をNチャネルMO3FET集積
回路装置の製造工程で形成した時の構成の断面図、第6
図はP型つェル方式のCMO8で、ダイオード構造を構
成した時の断面図、第7図はP型つェル方式の31 、
32・−・−・PチャネルMOSFET、31a・・
・・・・31のゲート電極、31b、31c・・・・・
・31の拡散部、31d・・・・・・31のバックゲー
ト、32a・・・・・・32のゲート電極、32b、3
2c・・・・・・32の拡散部、3Qd・・・・・・3
2のバックゲート、33゜34・・・・・・節点(信号
入力)、35・・・・・・正の電源電圧、36.37・
・・・・・抵抗、38.39・・・・・・節点くクラン
プ信号出力)。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名31.32
−P + iキル前05 F ET35−正のt源電位 36.37−・−低 杭 第 1 図 38.’?? −節点
、(クテンブイ!号出力)?? 第2図 第3図 第4図 第5図
Claims (1)
- 金属−酸化物−半導体電界効果型トランジスタのゲート
電極と一方の拡散部とが短絡接続され、他方の拡散部が
、同様に構成された別の金属−絶縁体−半導体電界効果
型トランジスタのゲート電極と拡散部の短絡接続された
節点に互いに接続された関係にあることを特徴とするク
ランプ回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027965A JPH01202910A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | クランプ回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027965A JPH01202910A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | クランプ回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202910A true JPH01202910A (ja) | 1989-08-15 |
Family
ID=12235605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027965A Pending JPH01202910A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | クランプ回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01202910A (ja) |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP63027965A patent/JPH01202910A/ja active Pending
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