JPH0243606A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH0243606A JPH0243606A JP63195030A JP19503088A JPH0243606A JP H0243606 A JPH0243606 A JP H0243606A JP 63195030 A JP63195030 A JP 63195030A JP 19503088 A JP19503088 A JP 19503088A JP H0243606 A JPH0243606 A JP H0243606A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は製造プロセスの変動や外部電源の変動に影響さ
れにくい電圧発生回路を備えた半導体集積回路装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device equipped with a voltage generating circuit that is not easily affected by variations in manufacturing processes or variations in external power supply.
従来の技術
近年、大容量ダイナミックRAMなどにおいて、素子の
微細化、低消費電力化などのために、外部からの電圧を
半導体内部に形成した降圧回路を用いて降圧した電位を
利用する方式がとられているが、この場合、低消費電流
で、製造プロセスの変動を受けに<<、また外部電源の
変動に影響されにくく、しかも高集積化の可能な回路が
求められている。Conventional technology In recent years, in order to miniaturize elements and reduce power consumption in large-capacity dynamic RAM, etc., a method has become popular in which a voltage from an external source is reduced by using a step-down circuit formed inside a semiconductor. However, in this case, there is a need for a circuit that consumes low current, is less affected by fluctuations in the manufacturing process, is less affected by fluctuations in the external power supply, and can be highly integrated.
以下、第2図、第3図を参照しながら、半導体集積回路
装置内に組込まれる従来の電圧発生回路について説明す
る。Hereinafter, a conventional voltage generating circuit incorporated in a semiconductor integrated circuit device will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.
第2図は従来の電圧発生回路の一例を示す回路図である
。第2図において、VOOは正電位の電源あるいはその
電源電圧、VSSは電位Ovの電源、R1は電源VDD
と出力端0との間に挿入された抵抗、R2は出力端Oと
電源VSSとの間に挿入された抵抗である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional voltage generating circuit. In Figure 2, VOO is a positive potential power supply or its power supply voltage, VSS is a power supply with potential Ov, and R1 is the power supply VDD.
A resistor R2 is inserted between the output terminal O and the power supply VSS.
以上のように構成された電圧発生回路においては、電源
が投入されるとR2/ (R1+R2) XVDDの電
圧が出力端○から発生される。In the voltage generating circuit configured as described above, when the power is turned on, a voltage of R2/(R1+R2)XVDD is generated from the output terminal ○.
第3図は別の従・来の電圧発生回路の一例を示す回路図
である。第3図においてQlは電源vDDと出力端Oと
の間に挿入されたMOS )ランジスタ、Q2は出力端
Oと電源VSSとの間に挿入されたMOSトランジスタ
である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of another conventional voltage generating circuit. In FIG. 3, Ql is a MOS transistor inserted between the power supply VDD and the output terminal O, and Q2 is a MOS transistor inserted between the output terminal O and the power supply VSS.
以上のように構成された電圧発生回路において、以下そ
の動作を説明する。The operation of the voltage generating circuit configured as described above will be explained below.
電源が投入されると、MOSトランジスタQ1の抵抗値
をR3、MOS トランジスタQ2の抵抗値をR4とす
ると、出力端Oは(R3+R4)/R4XVDDの電位
を出力する。When the power is turned on, the output terminal O outputs a potential of (R3+R4)/R4XVDD, assuming that the resistance value of the MOS transistor Q1 is R3 and the resistance value of the MOS transistor Q2 is R4.
発明が解決しようとする課題
第2図の場合、回路の消費電力を小さ(しようとすると
、抵抗R1の値を大きくしなければならないが、抵抗R
1の値を大きくするためには半導体基板上に抵抗を作る
のに広い面積を必要とするため、集積回路の微細化とい
う点において不利である。Problem to be Solved by the Invention In the case of Figure 2, if you try to reduce the power consumption of the circuit, you will have to increase the value of resistor R1, but
Increasing the value of 1 requires a large area to form a resistor on a semiconductor substrate, which is disadvantageous in terms of miniaturization of integrated circuits.
また第3図のように、MOS)ランジスタの抵抗値を利
用した場合、回路の微細化という面においては、第2図
の構成に比べて優れているが、製造プロセスの変動によ
り各MOSトランジスタQ+ 、Q2の抵抗値が変化
し、予定していた定電圧を発生できなくなるという欠点
を有していた。Furthermore, as shown in Fig. 3, when the resistance value of the MOS transistor is used, it is superior to the structure shown in Fig. 2 in terms of circuit miniaturization, but due to variations in the manufacturing process, each MOS transistor Q + , the resistance value of Q2 changes, making it impossible to generate the expected constant voltage.
さらに第2図、第3図のいずれの回路も、抵抗の比によ
り外部電源を分割し定電圧を発生するという回路である
ため、外部電源が変動すると、発生する定電圧も変化し
てしまうという欠点を有していた。Furthermore, both the circuits shown in Figures 2 and 3 are circuits that divide the external power supply according to the resistance ratio and generate a constant voltage, so if the external power supply fluctuates, the generated constant voltage will also change. It had drawbacks.
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、低消費
電力で発生電圧が製造プロセスの変動を受けに<<、か
つ、外部電源の変動も受けに(く、しかも半導体基板上
に占める面積が小さい電圧発生回路を備えた半導体集積
回路装置を提供するものである。The present invention solves the above-mentioned conventional problems.The present invention has low power consumption, the generated voltage is resistant to fluctuations in the manufacturing process, and is also resistant to fluctuations in the external power supply. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a voltage generating circuit with a small area.
課題を解決するための手段
本発明は前記問題点を解決するために、ドレインを第1
の電源に、ソースを出力端に接続した第1のMOS)ラ
ンジスタと、ゲートとドレインを共通接続し、そのドレ
インを前記出力端に接続した第2のMOSトランジスタ
と、ソースを第2の電源に、ドレインを前記第2のMO
Sトランジスタのソースに接続した第3のMOSトラン
ジスタとからなる電圧発生回路を備えた半導体集積回路
装置である。Means for Solving the Problems The present invention solves the above-mentioned problems by first
A first MOS transistor whose source is connected to the output terminal, a second MOS transistor whose gate and drain are commonly connected and whose drain is connected to the output terminal, and whose source is connected to the second power supply. , the drain is connected to the second MO
This is a semiconductor integrated circuit device including a voltage generating circuit including a third MOS transistor connected to the source of an S transistor.
作用
本発明によれば、電圧発生回路の出力端より出力される
電圧は、第2のMOSトランジスタのゲート長さ及びゲ
ート幅を太き(設計しておくことによりそのしきい値電
圧によってほとんど制御されるため、出力端の電圧は、
製造プロセスの変動、外部電源の変動による影響を受け
にくくなる。また本発明においては、MOSトランジス
タの抵抗値を用いて降圧電圧を発生するため、半導体基
板上に占める面積を小さくできると共に、第1のMOS
)ランジスタの抵抗値を太き(することにより低消費
電力化も可能となる。According to the present invention, the voltage output from the output terminal of the voltage generating circuit is almost controlled by the threshold voltage of the second MOS transistor by designing the gate length and gate width to be large. Therefore, the voltage at the output terminal is
Less susceptible to fluctuations in the manufacturing process and fluctuations in external power supply. Further, in the present invention, since the step-down voltage is generated using the resistance value of the MOS transistor, the area occupied on the semiconductor substrate can be reduced, and the first MOS transistor
) By increasing the resistance value of the transistor, it is also possible to reduce power consumption.
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。第1図は本発明の一実施例である。第1図に
おいて、VDDは正電位の電源、VSSは電位がOvの
電源、Q3はゲートが電源VSSに接続され、ドレイン
とソースがそれぞれ電源VOOと出力端○に接続された
nチャンネルMOSトランジスタ、Q4はドレインとソ
ースがそれぞれ出力端Oと接続点Aに接続され、ソース
とゲートが共通接続されたnチャンネルMOSトランジ
スタ、Qsはゲートが電源vDDに接続され、ソースと
ドレインがそれぞれ接続点Aと電源VSSに接続された
nチャンネルMOSトランジスタである。なお、MOS
トランジスタQ5の電流駆動能力はMOSトランジスタ
Q3の電流駆動能力より大きく、MOSトランジスタQ
4の電流駆動能力はMOSトランジスタQ5の電流駆動
能力より更に大きくなるように設計されている。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, VDD is a power supply with a positive potential, VSS is a power supply with a potential Ov, Q3 is an n-channel MOS transistor whose gate is connected to the power supply VSS, and whose drain and source are connected to the power supply VOO and the output terminal ○, respectively. Q4 is an n-channel MOS transistor whose drain and source are connected to the output terminal O and connection point A, respectively, and whose source and gate are commonly connected. Qs is an n-channel MOS transistor whose gate is connected to the power supply vDD, and whose source and drain are connected to connection point A and It is an n-channel MOS transistor connected to power supply VSS. In addition, MOS
The current driving ability of transistor Q5 is larger than that of MOS transistor Q3, and the current driving ability of transistor Q5 is larger than that of MOS transistor Q3.
The current driving capability of MOS transistor Q5 is designed to be larger than that of MOS transistor Q5.
以上のように構成された本実施例について以下その動作
を説明する。The operation of this embodiment configured as above will be described below.
MOSトランジスタQ3 、Q4及びQsはゲート電極
とソース電極との電位差が各MO8)ランジスタQ3
、Q4及びQsのしきい値電圧vth以上になると導通
状態になる。そして、MOSトランジスタQ4の導通状
態での抵抗値は十分に小さな値にしであるため、出力端
0と接続点Aとの電位差は、pチャンネルMOSトラン
ジスタQ4のしきい値電圧Vth4 となる。またpチ
ャンネルMOSトランジスタロ3の抵抗値をR30゜n
チャンネルMOSトランジスタロ5の抵抗値をR50と
すると、出力端OはRso/ (R30+ R50)×
(vDD−Vth4)+Vth4という定電圧を発生す
る。なお、抵抗値Rsoは抵抗値R30に対して十分に
小さく、また、発生される定電圧はV th4より少し
大きくなるように設計されている。MOS transistors Q3, Q4 and Qs each have a potential difference between their gate electrode and source electrode (MOS transistor Q3).
, Q4 and Qs become conductive when their threshold voltages vth or higher are reached. Since the resistance value of the MOS transistor Q4 in the conductive state is set to a sufficiently small value, the potential difference between the output terminal 0 and the connection point A becomes the threshold voltage Vth4 of the p-channel MOS transistor Q4. Also, the resistance value of p-channel MOS transistor RO 3 is set to R30゜n.
If the resistance value of channel MOS transistor R5 is R50, the output terminal O is Rso/(R30+R50)×
A constant voltage of (vDD-Vth4)+Vth4 is generated. Note that the resistance value Rso is designed to be sufficiently smaller than the resistance value R30, and the constant voltage generated is designed to be slightly larger than V th4.
pチャンネルMOSトランジスタQ4のゲート長さとゲ
ート幅は、他のMOSトランジスタQ3Q5のゲート長
さ、ゲート幅に比べて十分太き(設計しであるため、製
造プロセスの変動を受けに(<、そのしきい値電圧Vt
h4は非常に安定している。そのため、製造プロセスの
変動によりMOSトランジスタQ3.Qsの抵抗値が変
動しても出力端0の電位の変動は少ない。またMOSト
ランジスタQ4のしきい値電圧Vth4は電圧依存性が
ないので、出力端Oの電位は電源VDDの変動による影
響をうけにくい。The gate length and gate width of p-channel MOS transistor Q4 are sufficiently thick compared to the gate length and gate width of other MOS transistors Q3 and Q5. Threshold voltage Vt
h4 is very stable. Therefore, due to variations in the manufacturing process, MOS transistor Q3. Even if the resistance value of Qs changes, the potential at output terminal 0 does not change much. Further, since the threshold voltage Vth4 of the MOS transistor Q4 has no voltage dependence, the potential at the output terminal O is hardly affected by fluctuations in the power supply VDD.
又、本実施例においては、MOSトランジスタの抵抗値
を用いているため、この回路を半導体集積回路化した場
合にも半導体基板上に占める面積を小さくでき、またM
OS)−ランジスタQ3の抵抗値を大きく設計しである
ため、消費電流は少ない。In addition, in this example, since the resistance value of the MOS transistor is used, even when this circuit is integrated into a semiconductor circuit, the area occupied on the semiconductor substrate can be reduced, and the M
Since the resistance value of the transistor Q3 (OS) is designed to be large, the current consumption is small.
尚、上記実施例の説明では、MOSトランジスタQ3
、Q4は単数であったが、それぞれのMOSトランジス
タは、縦列に配線された複数のMOSトランジスタによ
り形成されていてもよいことは言うまでもない。In addition, in the description of the above embodiment, the MOS transistor Q3
, Q4 is singular, but it goes without saying that each MOS transistor may be formed by a plurality of MOS transistors wired in series.
発明の効果
本発明はドレインを第1の電源に、ソースを出力端に接
続した第1のMOSトランジスタと、ゲートとドレイン
を共通接続しかつそのドレインを出力端に接続した第2
のMOSトランジスタと、ソースを第2の電源に、ドレ
インを第2のMOSトランジスタのソースに接続した第
3のMOS )ランジスタとで電圧発生回路を構成して
いるため、低消費電力で、発生電圧が製造プロセスの変
動を受けに<<、かつ、外部電源の変動も受けにくく、
しかも半導体集積回路化した場合半導体基板上に占める
面積が小さな定電圧発生回路を有する半導体集積回路装
置を実現できるものである。Effects of the Invention The present invention comprises a first MOS transistor whose drain is connected to a first power source and whose source is connected to an output terminal, and a second MOS transistor whose gate and drain are commonly connected and whose drain is connected to the output terminal.
Since the voltage generation circuit is composed of the MOS transistor and the third MOS transistor whose source is connected to the second power supply and whose drain is connected to the source of the second MOS transistor, the generated voltage can be reduced with low power consumption. is less susceptible to fluctuations in the manufacturing process, and less susceptible to fluctuations in the external power supply.
Moreover, when implemented as a semiconductor integrated circuit, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit device having a constant voltage generating circuit that occupies a small area on a semiconductor substrate.
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図。
第3図はそれぞれ従来の電圧発生回路の回路図である。
vDD・・・・・・正電位の電源、VSS・・・・・・
電位がOvの電源、R+ 、R2・・・・・・抵抗、
Q+ 、Q2 、Q3Q4 、Qs・・・・・・MO
S)ランジスタ。
代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第
図
第
図
第
図FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional voltage generating circuit. vDD...Positive potential power supply, VSS...
Power supply with potential Ov, R+, R2...Resistance,
Q+, Q2, Q3Q4, Qs...MO
S) Ranjistor. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and one other person
Claims (4)
した第1のMOSトランジスタと、ゲートとドレインを
共通接続し同ドレインを出力端に接続した第2のMOS
トランジスタと、ソースを第2の電源に、ドレインを前
記第2のMOSトランジスタのソースに接続し、ゲート
を前記第1の電源に接線した第3のMOSトランジスタ
とからなる電圧発生回路を備えたことを特徴とする半導
体集積回路装置。(1) A first MOS transistor whose drain is connected to the first power supply and whose source is connected to the output terminal, and a second MOS transistor whose gate and drain are commonly connected and whose drain is connected to the output terminal.
A voltage generating circuit including a transistor and a third MOS transistor having a source connected to a second power source, a drain connected to the source of the second MOS transistor, and a gate connected to the first power source. A semiconductor integrated circuit device characterized by:
のMOSトランジスタの電流駆動能力より大きく、第2
のMOSトランジスタの電流駆動能力が、前記第3のM
OSトランジスタの電流駆動能力よりも大きいことを特
徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。(2) The current drive capability of the third MOS transistor is the first
The current drive capacity of the MOS transistor is larger than that of the second
The current driving capability of the MOS transistor is the third M
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the current driving capability is larger than that of an OS transistor.
ンジスタのゲート長さ及びゲート幅を第1、第3のMO
Sトランジスタのゲート長さ及びゲート幅に比べて十分
大きくしたことを特徴とする請求項1または2に記載の
半導体集積回路装置。(3) The gate length and gate width of the second MOS transistor whose source and gate are commonly connected are the same as those of the first and third MOS transistors.
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the gate length and gate width are sufficiently larger than the gate length and gate width of the S transistor.
ンジスタ、あるいはその両方のMOSトランジスタが、
それぞれ縦列接続された複数のMOSトランジスタによ
り形成されていることを特徴とする請求項1、2または
3に記載の半導体集積回路装置。(4) The first MOS transistor, the third MOS transistor, or both MOS transistors,
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is formed by a plurality of MOS transistors connected in series.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195030A JPH0243606A (en) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195030A JPH0243606A (en) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0243606A true JPH0243606A (en) | 1990-02-14 |
Family
ID=16334367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63195030A Pending JPH0243606A (en) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0243606A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102495655A (en) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 四川和芯微电子股份有限公司 | Threshold voltage generation circuit and method |
-
1988
- 1988-08-04 JP JP63195030A patent/JPH0243606A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102495655A (en) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 四川和芯微电子股份有限公司 | Threshold voltage generation circuit and method |
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