JPH0451609A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPH0451609A JPH0451609A JP2160176A JP16017690A JPH0451609A JP H0451609 A JPH0451609 A JP H0451609A JP 2160176 A JP2160176 A JP 2160176A JP 16017690 A JP16017690 A JP 16017690A JP H0451609 A JPH0451609 A JP H0451609A
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- high voltage
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Landscapes
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- 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〕
本発明は半導体集積回路に関し、特に高耐圧出力バッフ
ァ回路を有する半導体集積回路に関する。
ァ回路を有する半導体集積回路に関する。
第3図に示すように、従来の半導体集積回路(IC)の
高圧出力部は、前段のMOSロジック回路(区示せず)
が出力する低い電圧でかつ互に逆相の論理信号対Vil
及びVi2を低圧側のnチャネルトランジスタ(nMO
3と略す)Q2゜Q4に入力して、高電圧VHにソース
を接続する負荷のnチャネルトランジスタ(pMO3と
略す)Ql、QBを有する差動入力回路1と、差動増幅
された高圧論理信号Vdをゲートに入力するpMO3Q
5と低圧論理信号Vi4をゲートに入力するn M O
S Q 6のCMOS)ランジスタを設けた高電圧出力
バッファ回路3を有していた。
高圧出力部は、前段のMOSロジック回路(区示せず)
が出力する低い電圧でかつ互に逆相の論理信号対Vil
及びVi2を低圧側のnチャネルトランジスタ(nMO
3と略す)Q2゜Q4に入力して、高電圧VHにソース
を接続する負荷のnチャネルトランジスタ(pMO3と
略す)Ql、QBを有する差動入力回路1と、差動増幅
された高圧論理信号Vdをゲートに入力するpMO3Q
5と低圧論理信号Vi4をゲートに入力するn M O
S Q 6のCMOS)ランジスタを設けた高電圧出力
バッファ回路3を有していた。
高圧出力部に供給される高電圧VHは200V程度であ
り、使用され出力バッファトランジスタQ5は、大電流
・高耐圧に設計されている。
り、使用され出力バッファトランジスタQ5は、大電流
・高耐圧に設計されている。
上述した従来の半導体集積回路は、高耐圧出力バッファ
素子がオフ状態からオン状態へ移るとき、0MO3のバ
ッファ素子が同時にオンしている期間−時的にスイッチ
ング電流が流れる。
素子がオフ状態からオン状態へ移るとき、0MO3のバ
ッファ素子が同時にオンしている期間−時的にスイッチ
ング電流が流れる。
高耐圧バッファ素子では200V程度の高耐圧が印加さ
れており、またオン抵抗が低いのでこのスイッチング電
流は大きい。
れており、またオン抵抗が低いのでこのスイッチング電
流は大きい。
従ってバッファ素゛子を多数持つICの場合、バッファ
素子の電源ラインには特に電流が集中し、ICの電源ラ
インは簡単に破壊されてしまうという欠点があった。
素子の電源ラインには特に電流が集中し、ICの電源ラ
インは簡単に破壊されてしまうという欠点があった。
本発明の半導体集積回路は、ゲートに第1の高圧論理信
号が入力されソースに高電圧源が接続されドレインが電
圧制限素子を介して第2の高圧論理信号を出力するpチ
ャネルソースホロワトランジスタとゲートに第1の低圧
論理信号が入力されドレインが電流制限抵抗を介して前
記電圧制限素子に接続されソースが低電圧源に接続され
るnチャネルトランジスタとを有する電圧コントロール
回路と、二つのソースが前記高電圧源及び低電圧源との
間に挿入されがっnチャネルトランジスタのゲートに前
記第2の高圧論理信号が入力されnチャネルトランジス
タのゲートに第2の低圧論理信号が入力されて共通ドレ
インから高圧論理出力信号を出力するCMOSトランジ
スタを有する高電圧出力バッファ回路を含んで構成され
ている。
号が入力されソースに高電圧源が接続されドレインが電
圧制限素子を介して第2の高圧論理信号を出力するpチ
ャネルソースホロワトランジスタとゲートに第1の低圧
論理信号が入力されドレインが電流制限抵抗を介して前
記電圧制限素子に接続されソースが低電圧源に接続され
るnチャネルトランジスタとを有する電圧コントロール
回路と、二つのソースが前記高電圧源及び低電圧源との
間に挿入されがっnチャネルトランジスタのゲートに前
記第2の高圧論理信号が入力されnチャネルトランジス
タのゲートに第2の低圧論理信号が入力されて共通ドレ
インから高圧論理出力信号を出力するCMOSトランジ
スタを有する高電圧出力バッファ回路を含んで構成され
ている。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の回路図である。
本実施例の高圧出力部は、第3図の従来の差動入力回路
1と高電圧出力バッファ回路3との間に電圧コントロー
ル回路2を挿入している。
1と高電圧出力バッファ回路3との間に電圧コントロー
ル回路2を挿入している。
低圧電源を使用したMOSロジック回路はデジタル信号
処理を行い信号Vil〜V i 4を高圧出力部に供給
する。
処理を行い信号Vil〜V i 4を高圧出力部に供給
する。
高圧出力部には高耐圧・高電流を得やすい高圧pMOs
Q1.Q3.Q5.Q7とその相補型で同じく高耐圧を
得やすい二重拡散nMO8Q2゜Q4.Q6.Q8およ
び電流制限用抵抗9,10と電圧制限用ツェナーダイオ
ード11で構成する。
Q1.Q3.Q5.Q7とその相補型で同じく高耐圧を
得やすい二重拡散nMO8Q2゜Q4.Q6.Q8およ
び電流制限用抵抗9,10と電圧制限用ツェナーダイオ
ード11で構成する。
高耐圧pMO8の共通ソースは全てVHの高圧電源に接
続されている。
続されている。
差動入力回路1のpMO3Q1のドレインは高耐圧二重
拡散nMO3Q2のドレインおよびpMO3Q3のゲー
トに接続され、対称的にpMO3Q3のドレインは高耐
圧二重拡散nMOsQ4のドレインとpMO8Q1のゲ
ートに接続されVdを出力する。
拡散nMO3Q2のドレインおよびpMO3Q3のゲー
トに接続され、対称的にpMO3Q3のドレインは高耐
圧二重拡散nMOsQ4のドレインとpMO8Q1のゲ
ートに接続されVdを出力する。
電圧コントロール回路2のpMO3Q7のゲートは電圧
Vdを受けまた、ドレインは電圧制限用ツェナーダイオ
ード11のカソードに接続されると同時に電流制限用抵
抗9にも接続されている。
Vdを受けまた、ドレインは電圧制限用ツェナーダイオ
ード11のカソードに接続されると同時に電流制限用抵
抗9にも接続されている。
この抵抗9の他端はツェナーダイオード11のアノード
および高電圧出力バッファ回路3のpMO6Q5のゲー
トに接続されると共に電流制限用抵抗10を介して高耐
圧二重拡散n M OS Q 8のドレインに接続され
ている。
および高電圧出力バッファ回路3のpMO6Q5のゲー
トに接続されると共に電流制限用抵抗10を介して高耐
圧二重拡散n M OS Q 8のドレインに接続され
ている。
高耐圧二重拡散nMO8Q2.Q4.Q6Q8のソース
は全て接地電源14に接続されており、Q6のドレイン
は出力バッファ素子である高耐圧pMO3Q5のドレイ
ンと相互に接続され、出力端子に高圧論理出力信号VO
を出力する。
は全て接地電源14に接続されており、Q6のドレイン
は出力バッファ素子である高耐圧pMO3Q5のドレイ
ンと相互に接続され、出力端子に高圧論理出力信号VO
を出力する。
低圧論理信号Vil〜V i 4はそれぞれ高耐圧nM
O3のゲートに接続されており、信号Vi1、Vi3は
同相、−Vi2.Vi4はV i 1 。
O3のゲートに接続されており、信号Vi1、Vi3は
同相、−Vi2.Vi4はV i 1 。
Vi3とは逆相の信号で、おのおのタイミングをずらし
て入力される。
て入力される。
低圧論理信号Vil〜Vi4の入力順序は、出力信号■
0が“L”→“H′lに変化する時は、(1)・・・V
i 4 (2)・・・Vi3 (3)・・・Vil、Vi2 またVOが′H°′→“L IIに変化する時は(1)
・・・Vi3 (2)・・・V i 1 、 V i 2(3)・
・・Vi4 の順に設定されている。
0が“L”→“H′lに変化する時は、(1)・・・V
i 4 (2)・・・Vi3 (3)・・・Vil、Vi2 またVOが′H°′→“L IIに変化する時は(1)
・・・Vi3 (2)・・・V i 1 、 V i 2(3)・
・・Vi4 の順に設定されている。
高圧論理出力信号■0が“し”のとき、すなわち低圧論
理信号Vil、Vi3が“′L′°でVi2、Vi4が
“H”のとき、高耐圧MO3QI。
理信号Vil、Vi3が“′L′°でVi2、Vi4が
“H”のとき、高耐圧MO3QI。
Q4.Ql、Q6はオン、Q2.Q3.Q8゜Q5はオ
フ状態にある。
フ状態にある。
ここで低圧信号Vi4がH′”→“L ”に変わると、
MO3Q6が徐々にオフとなる。
MO3Q6が徐々にオフとなる。
入力論理信号Vi3が“L ”→“H″′に変わった後
、信号VilがL″→”H”、■12が“′H°′→”
L ”に変化すると、MO8Q8が徐々にオンし、そ
の後MO8Q2もオンし、MO3Q4はオフする。
、信号VilがL″→”H”、■12が“′H°′→”
L ”に変化すると、MO8Q8が徐々にオンし、そ
の後MO8Q2もオンし、MO3Q4はオフする。
このときMO3Q7がオン状態のままMOSQ8が徐々
にオンするため、MO3Q7.Q8は同時にオンの状態
となるが、電流制限抵抗9.10により電源電流は抑え
られる。
にオンするため、MO3Q7.Q8は同時にオンの状態
となるが、電流制限抵抗9.10により電源電流は抑え
られる。
またこのときMO3Q5のゲート電圧はツェナーダイオ
ード11のツェナー電圧分Vzだけ高圧電源の電圧VH
から引き下げられるのて、高耐圧pMO3Q5のソース
・ドレイン間にかかる電圧VGはpMO3Q7がわずか
でもオンして電流が流れる限りツェナー電圧Vz以上は
決してかからず、MO3Q5に流れる電流工。はMO3
Q7かオフするまでは一定電流に制限される。
ード11のツェナー電圧分Vzだけ高圧電源の電圧VH
から引き下げられるのて、高耐圧pMO3Q5のソース
・ドレイン間にかかる電圧VGはpMO3Q7がわずか
でもオンして電流が流れる限りツェナー電圧Vz以上は
決してかからず、MO3Q5に流れる電流工。はMO3
Q7かオフするまでは一定電流に制限される。
MO3Q7が完全にオフし、MOSQ5かオンする時に
はMO3Q6は完全にオフしているかあるいは十分な抵
抗をもつ状態のため、スイッチングによる瞬間的な大電
流は流れない。
はMO3Q6は完全にオフしているかあるいは十分な抵
抗をもつ状態のため、スイッチングによる瞬間的な大電
流は流れない。
逆に出力信号VOが“Hパのとき、すなわち低圧論理信
号Vi l、Vi3が“’)l”、Vi2.Vi4が′
″L ”のときは高耐圧MO3QI、Q4゜Ql、Q6
はオフ、Q2.Q3.Q8.Q5はオン状態にある。
号Vi l、Vi3が“’)l”、Vi2.Vi4が′
″L ”のときは高耐圧MO3QI、Q4゜Ql、Q6
はオフ、Q2.Q3.Q8.Q5はオン状態にある。
ここで入力信号Vi3が”H“→” L ”に変わると
、MO3Q8は徐々にオンする。そしてVilがH″→
“L ”に、Vi2がL ”→” H”に変化した後、
Vi4が” L ”→H(H11に変化すルト、MO8
Q2.Q3は徐々ニ、t 7、MOSQ4、Qlは徐々
にオンし、その結果MO8Q7も徐々にオンする。
、MO3Q8は徐々にオンする。そしてVilがH″→
“L ”に、Vi2がL ”→” H”に変化した後、
Vi4が” L ”→H(H11に変化すルト、MO8
Q2.Q3は徐々ニ、t 7、MOSQ4、Qlは徐々
にオンし、その結果MO8Q7も徐々にオンする。
このためMO3Q7.Q8は同時にオンの状態となるが
、前述の場合と同様に電流制限抵抗9゜10により電源
からの電流は抑えられまたMO3Q5のゲート・ソース
間電圧VGはMO6Q7がわずかでもオンしている限り
はツェナー電圧VzがかかりMOSQ5に流れる電流工
。は一定に制限される。
、前述の場合と同様に電流制限抵抗9゜10により電源
からの電流は抑えられまたMO3Q5のゲート・ソース
間電圧VGはMO6Q7がわずかでもオンしている限り
はツェナー電圧VzがかかりMOSQ5に流れる電流工
。は一定に制限される。
MO3Q7が完全にオンしMO3Q8が完全にオフする
とMO3Q5もオフし電流は流れなくなる。
とMO3Q5もオフし電流は流れなくなる。
このように高耐圧pMO8Q5のスイッチング時に流れ
る電流■oはゲートの前段に挿入された電圧コントロー
ル回路2により完全に制御され、瞬間的な大電流は発生
せずにICの電源ラインの破壊を防ぐことができる。
る電流■oはゲートの前段に挿入された電圧コントロー
ル回路2により完全に制御され、瞬間的な大電流は発生
せずにICの電源ラインの破壊を防ぐことができる。
第2図は本発明の第2の実施例の回路図である。
第1の実施例とほぼ同様の高圧出力回路であるが、第1
の実施例では高耐圧pMOsQ7のドレインに電流制限
抵抗9および電圧制限用ツェナーダイオード11を使用
していたのに対し、本実施例では高耐圧pMO3Q12
を使用している。
の実施例では高耐圧pMOsQ7のドレインに電流制限
抵抗9および電圧制限用ツェナーダイオード11を使用
していたのに対し、本実施例では高耐圧pMO3Q12
を使用している。
この高耐圧PMO3Q12はソースが高耐圧pMO3Q
7のドレインに接続され、ゲートはドレイと接続されて
高耐圧pMO3Q5のゲートおよび電流制限抵抗10の
一端に接続されている。電流制限抵抗10の他端は第1
の実施例と同様高耐圧二重拡散nMOsQ8のドレイン
に接続されている。
7のドレインに接続され、ゲートはドレイと接続されて
高耐圧pMO3Q5のゲートおよび電流制限抵抗10の
一端に接続されている。電流制限抵抗10の他端は第1
の実施例と同様高耐圧二重拡散nMOsQ8のドレイン
に接続されている。
pMO3Q12はゲートがドレインに接続されており、
ソース・ドレイン間もほぼ一定の電圧に保つという特徴
がある。
ソース・ドレイン間もほぼ一定の電圧に保つという特徴
がある。
またQl2とQ5は全く同様の構造をもつ高耐圧pMO
sのQlがオンしている間はミラー回路を精成しており
、Ql2とQ5のチャネル幅の比はおのおののドレイン
電流の比となる。
sのQlがオンしている間はミラー回路を精成しており
、Ql2とQ5のチャネル幅の比はおのおののドレイン
電流の比となる。
もしpMOsQl2とQBのチャネル幅の比がれる電流
の10倍の電流がpMO3Q5のドレインに流れるよう
にpMOsQl 2によってQBのゲート電圧VGは常
に一定に制限されることになる。
の10倍の電流がpMO3Q5のドレインに流れるよう
にpMOsQl 2によってQBのゲート電圧VGは常
に一定に制限されることになる。
このように本実施例も第1の実施例と同様の動作を行い
、高耐圧出力バッファ素子に流れる過電流を制限するこ
とができ、しかも第1の実施例に比べ電圧制限回路とし
てトランジスタ以外の素子を使用せずMOSFETで構
成するため回路構成が簡単で省スペースであるという利
点がある。
、高耐圧出力バッファ素子に流れる過電流を制限するこ
とができ、しかも第1の実施例に比べ電圧制限回路とし
てトランジスタ以外の素子を使用せずMOSFETで構
成するため回路構成が簡単で省スペースであるという利
点がある。
以上説明したように本発明は、高耐圧出力バッファ素子
のゲートの前段に電圧コントロール回路を設けることに
より、出力バッファ素子のスイッチング時に流れる過電
流を制限できる効果がある。
のゲートの前段に電圧コントロール回路を設けることに
より、出力バッファ素子のスイッチング時に流れる過電
流を制限できる効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は本発
明の第2の実施例の回路図、第3図は本発明の従来の半
導体集積回路の一例の回路図である。 1・・・差動入力回路、2・・・電圧コントロール回路
、3・・・出力バッファ回路、9,1o・・・電流制限
抵抗、11・・・電圧制限用ツェナーダイオード、13
・・・高圧電源、14・・・接地電源、Ql、QB。 QB、Q7.Ql 2−・・高耐圧pMO8,Q2゜Q
4.Q6.Q8.、、高耐圧二重拡散nMO3、Vil
〜V i 4・・・低圧論理信号、■o・・・高圧論理
出力信号、Vd・・・差動増幅された高圧論理信号、V
G・・・ゲート電圧、VH・・・高電圧。
明の第2の実施例の回路図、第3図は本発明の従来の半
導体集積回路の一例の回路図である。 1・・・差動入力回路、2・・・電圧コントロール回路
、3・・・出力バッファ回路、9,1o・・・電流制限
抵抗、11・・・電圧制限用ツェナーダイオード、13
・・・高圧電源、14・・・接地電源、Ql、QB。 QB、Q7.Ql 2−・・高耐圧pMO8,Q2゜Q
4.Q6.Q8.、、高耐圧二重拡散nMO3、Vil
〜V i 4・・・低圧論理信号、■o・・・高圧論理
出力信号、Vd・・・差動増幅された高圧論理信号、V
G・・・ゲート電圧、VH・・・高電圧。
Claims (1)
- ゲートに第1の高圧論理信号が入力されソースに高電圧
源が接続されドレインが電圧制限素子を介して第2の高
圧論理信号を出力するpチャネルソースホロワトランジ
スタとゲートに第1の低圧論理信号が入力されドレイン
が電流制限抵抗を介して前記電圧制限素子に接続されソ
ースが低電圧源に接続されるnチャネルトランジスタと
を有する電圧コントロール回路と、二つのソースが前記
高電圧源及び低電圧源との間に挿入されかつpチャネル
トランジスタのゲートに前記第2の高圧論理信号が入力
されnチャネルトランジスタのゲートに第2の低圧論理
信号が入力されて共通ドレインから高圧論理出力信号を
出力するCMOSトランジスタを有する高電圧出力バッ
ファ回路を含むことを特徴とする半導体集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160176A JPH0451609A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2160176A JPH0451609A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451609A true JPH0451609A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15709489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2160176A Pending JPH0451609A (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 半導体集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451609A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792109A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-07 | Shibuya Kogyo Co Ltd | 異物検査装置 |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP2160176A patent/JPH0451609A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792109A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-07 | Shibuya Kogyo Co Ltd | 異物検査装置 |
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