JPH06291267A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH06291267A JPH06291267A JP5075931A JP7593193A JPH06291267A JP H06291267 A JPH06291267 A JP H06291267A JP 5075931 A JP5075931 A JP 5075931A JP 7593193 A JP7593193 A JP 7593193A JP H06291267 A JPH06291267 A JP H06291267A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特にMOSトランジスタを用いて構成される半導体集積
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
In particular, it relates to a semiconductor integrated circuit configured by using MOS transistors.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のMOSトランジスタによる半導体
集積回路は、図3(a)および(b)に回路表示様式を
用いて示されるように、図3(a)のNチャネルMOS
トランジスタ13の場合には、基板Bの電位はソースま
たはGND(ダイナミックRAMのように、負電位とす
る場合もある)に固定されて使用され、また図3(b)
のPチャネルMOSトランジスタ14の場合には、基板
Bの電位はソースまたはVDD(電源電位)に固定されて
使用されているのが一般である。2. Description of the Related Art A conventional semiconductor integrated circuit using MOS transistors has an N-channel MOS circuit shown in FIG. 3A as shown in FIG. 3A and FIG.
In the case of the transistor 13, the potential of the substrate B is fixed to the source or GND (may be a negative potential as in the dynamic RAM) and used, and FIG.
In the case of the P-channel MOS transistor 14 of, the potential of the substrate B is generally fixed to the source or V DD (power supply potential) before use.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のMOS
トランジスタを用いて構成される半導体集積回路におい
ては、例えばPチャネルMOSトランジスタおよびNチ
ャネルMOSトランジスタを用いて形成されるインバー
タ、NAND回路およびNOR回路等においては、その
応答時間tPDおよびパワーは、当該MOSトランジスタ
の拡散時におけるプロセス条件、回路構成(負荷容量お
よび抵抗など)および使用条件等により、その応答時間
tPDおよびパワーが規制されている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The conventional MOS described above
In a semiconductor integrated circuit configured using transistors, for example, in an inverter formed by using a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor, a NAND circuit and a NOR circuit, the response time t PD and the power are The response time t PD and power of the MOS transistor are regulated by the process conditions, circuit configuration (load capacitance and resistance, etc.), usage conditions, etc. when the MOS transistor is diffused.
【0004】このため、例えば応答時間tPDに対する所
定要求条件がある場合には、当該回路を形成するPチャ
ネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトラン
ジスタについて、そのレシオまたはしきい値電圧に対応
する最適化設計を行うか、またはPチャネルMOSトラ
ンジスタおよびNチャネルMOSトランジスタのトラン
ジスタサイズを大きくして、これらのMOSトランジス
タの能力を上げることにより応答時間tPDを短縮すると
いう方法しか対応策がないという欠点がある。Therefore, for example, when there is a predetermined requirement for the response time t PD, the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor forming the circuit are optimized in design corresponding to their ratio or threshold voltage. Or increasing the transistor size of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor to improve the performance of these MOS transistors, the response time t PD is shortened. .
【0005】また、所要のパワーを低減したい場合にお
いては、PチャネルMOSトランジスタおよびNチャネ
ルMOSトランジスタのレシオまたはしきい値電圧に対
応する最適化設計を行うか、または前記応答時間tPDの
対応策とは逆に、これらのMOSトランジスタのトラン
ジスタサイズを小さくして、能力を下げることにより当
該パワーを低減させるという方法しか対応策がないとい
う欠点がある。When it is desired to reduce the required power, an optimization design corresponding to the ratio or threshold voltage of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor is performed, or a countermeasure for the response time t PD . On the contrary, there is a drawback that there is only a countermeasure for reducing the power by reducing the transistor size of these MOS transistors and lowering the performance.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、MOSトランジスタにより構成される半導体集積回
路において、少なくとも一つ以上のMOSトランジスタ
の基板に対して、共通または独立に任意の電位レベルの
基板電位を供給する電源供給手段を備えることを特徴と
している。A semiconductor integrated circuit according to the present invention is a semiconductor integrated circuit composed of MOS transistors, and at least one or more MOS transistors have a common or independent potential level commonly or independently. It is characterized by including a power supply means for supplying a substrate potential.
【0007】[0007]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0008】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。図1に示されるように、本実施例においては、
PチャネルMOSトランジスタ1〜4およびNチャネル
MOSトランジスタ5〜8を用いて形成される4段のイ
ンバータにより、入力信号101および出力信号102
に対応する遅延回路が構成されている。これらのインバ
ータを形成するPチャネルMOSトランジスタ1〜4の
基板電位は、制御回路(1) 9により出力電圧を制御され
る電圧発生回路(1) 10より出力される電圧が供給され
ており、また、NチャネルMOSトランジスタ5〜8の
基板電位は、制御回路(2) 11により出力電圧を制御さ
れる電圧発生回路(2) 12より出力される電圧が供給さ
れている。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this embodiment,
An input signal 101 and an output signal 102 are generated by a four-stage inverter formed using P channel MOS transistors 1 to 4 and N channel MOS transistors 5 to 8.
A delay circuit corresponding to is constructed. The substrate potential of the P-channel MOS transistors 1 to 4 forming these inverters is supplied with the voltage output from the voltage generation circuit (1) 10 whose output voltage is controlled by the control circuit (1) 9. The substrate potentials of the N-channel MOS transistors 5 to 8 are supplied with the voltage output from the voltage generation circuit (2) 12 whose output voltage is controlled by the control circuit (2) 11.
【0009】今、制御回路(1) 9の制御信号を受けて、
電圧発生回路(1) 10の出力電圧レベルがVDDレベルよ
りもやや低い電圧に設定されており、また制御回路(2)
11の制御信号を受けて、電圧発生回路(2) 12の出力
電圧レベルがGNDレベルよりもやや高い電圧に設定さ
れているものとする。このような状態において、入力信
号101が“L”レベルから“H”レベルに変化した場
合には、出力信号102も“L”レベルから“H”レベ
ルに変化するが、この際においては、PチャネルMOS
トランジスタ1〜4およびNチャネルMOSトランジス
タ5〜8のスイッチング時のチャネル直下に生じる空乏
層が、これらのPチャネルMOSトランジスタ1〜4お
よびNチャネルMOSトランジスタ5〜8の基板電位が
VDDおよびGNDである時よりも広がり、これによりキ
ャリァの移動が増すために応答時間が速くなり、また電
流も流れる量が増大するという現象が生起する。また、
入力信号101が“H”レベルから“L”レベルに変化
する場合においても同様である。Now, receiving the control signal of the control circuit (1) 9,
The output voltage level of the voltage generation circuit (1) 10 is set to a voltage slightly lower than the V DD level, and the control circuit (2)
It is assumed that the output voltage level of the voltage generating circuit (2) 12 is set to a voltage slightly higher than the GND level in response to the control signal of 11. In such a state, when the input signal 101 changes from the "L" level to the "H" level, the output signal 102 also changes from the "L" level to the "H" level. Channel MOS
The depletion layer generated immediately below the channel at the time of switching the transistors 1 to 4 and the N channel MOS transistors 5 to 8 is because the substrate potentials of the P channel MOS transistors 1 to 4 and the N channel MOS transistors 5 to 8 are V DD and GND. It spreads more than at one time, which causes a faster response time due to the increased movement of the carrier, and also an increase in the amount of current flowing. Also,
The same applies when the input signal 101 changes from "H" level to "L" level.
【0010】更に、上記の場合とは逆に、制御回路(1)
9の制御信号を受けて、電圧発生回路(1) 10の出力電
圧レベルがVDDレベルよりもやや高い電圧に設定されて
おり、また制御回路(2) 11の制御信号を受けて、電圧
発生回路(2) 12の出力電圧レベルがGNDレベルより
もやや低い電圧に設定されている場合において、入力信
号101が“L”レベルから“H”レベルに変化した場
合には、出力信号102も“L”レベルから“H”レベ
ルに変化するが、この際、PチャネルMOSトランジス
タ1〜4およびNチャネルMOSトランジスタ5〜8の
スイッチング時のチャネル直下に生じる空乏層は、前記
の場合とは逆にやや狭いために、キャリァの移動が減少
して応答時間が遅くなり、また電流も流れる量が減少す
るという現象が生じる。Further, contrary to the above case, the control circuit (1)
In response to the control signal of 9, the output voltage level of the voltage generation circuit (1) 10 is set to a voltage slightly higher than the VDD level, and the voltage generation circuit receives the control signal of the control circuit (2) 11 to generate the voltage. When the output voltage level of the circuit (2) 12 is set to a voltage slightly lower than the GND level, and the input signal 101 changes from the “L” level to the “H” level, the output signal 102 also changes to “H” level. The L level changes to the “H” level. At this time, however, the depletion layer generated immediately below the channel at the time of switching the P channel MOS transistors 1 to 4 and the N channel MOS transistors 5 to 8 is opposite to the above case. Since the carrier is slightly narrow, the carrier movement is reduced, the response time is delayed, and the amount of current flowing is reduced.
【0011】上記の現象を用いて、MOSトランジスタ
を用いた半導体集積回路の回路動作中に、インバータま
たはNAND回路およびNOR回路等のしきい値電圧を
変化させたい場合にも、MOSトランジスタの基板電位
を、電圧発生回路と当該電圧発生回路に対応する制御回
路とを用いて供給することにより容易に実現することが
でき、設計の自由度が増大する。Even when it is desired to change the threshold voltage of the inverter or NAND circuit and NOR circuit during the circuit operation of the semiconductor integrated circuit using the MOS transistor by using the above phenomenon, the substrate potential of the MOS transistor can be changed. Can be easily realized by using a voltage generating circuit and a control circuit corresponding to the voltage generating circuit, and the degree of freedom in design is increased.
【0012】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は本実施例を示す回路図であり、Pチャネル
MOSトランジスタ1〜4およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ5〜8を用いて形成される4段のインバータに
より、入力信号101および出力信号102に対応する
入力初段回路が構成されている。図2において、1段目
のインバータを形成するPチャネルMOSトランジスタ
1の基板電位は、制御回路(1) 9により出力電圧を制御
される電圧発生回路(1) 10の出力電圧が供給され、2
段目、3段目および4段目のインバータを形成するPチ
ャネルMOSトランジスタ2、3および4の基板は、そ
れぞれソースに接続されて電源電圧VDDが供給されてい
る。また、1段目、3段目および4段目のインバータを
形成するNチャネルMOSトランジスタ5、7および8
の基板は、それぞれソースに接続されてGNDレベルが
供給され、2段目のインバータを形成するNチャネルM
OSトランジスタ6の基板電位は、制御回路(2) 11に
より出力電圧を制御される電圧発生回路(2) 12より出
力される電圧が供給されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing the present embodiment, in which an input signal 101 and an output signal 102 are dealt with by a four-stage inverter formed using P channel MOS transistors 1 to 4 and N channel MOS transistors 5 to 8. The input first stage circuit is configured. 2, the substrate voltage of the P-channel MOS transistor 1 forming the first stage inverter is supplied with the output voltage of the voltage generation circuit (1) 10 whose output voltage is controlled by the control circuit (1) 9.
Substrates of P-channel MOS transistors 2, 3 and 4 forming the inverters of the third, fourth and fourth stages are respectively connected to the sources and supplied with the power supply voltage V DD . In addition, N-channel MOS transistors 5, 7 and 8 forming the first-stage, third-stage and fourth-stage inverters
Of the N-channel M, which are connected to the sources and are supplied with the GND level to form the second-stage inverter.
The substrate potential of the OS transistor 6 is supplied with the voltage output from the voltage generation circuit (2) 12 whose output voltage is controlled by the control circuit (2) 11.
【0013】今、制御回路(1) 9の制御信号を受けて、
電圧発生回路(1) 10の出力電圧レベルがVDDレベルよ
りもやや高い電圧に設定されており、また制御回路(2)
11の制御信号を受けて、電圧発生回路(2) 12の出力
電圧レベルがGNDレベルよりもやや低い電圧に設定さ
れているものとする。このような状態において、入力信
号101がTTLレベル(“H”レベル=2.4V、
“L”レベル=0.8V)で入力された場合において
も、出力信号102はVDD レベルとGNDレベルの振
幅で変化する。即ち、PチャネルMOSトランジスタ1
およびNチャネルMOSトランジスタ6の基板電位を制
御することにより、PチャネルMOSトランジスタ1お
よびNチャネルMOSトランジスタ5により形成される
1段目のインバータのしきい値電圧が低い値に設定さ
れ、またPチャネルMOSトランジスタ2およびNチャ
ネルMOSトランジスタ6により形成される2段目のイ
ンバータのしきい値電圧が高い値に設定されて、これに
より、TTLレベルの入力信号に対しても対応すること
のできる半導体集積回路の回路設計を行うことができ
る。Now, receiving the control signal of the control circuit (1) 9,
The output voltage level of the voltage generation circuit (1) 10 is set to a voltage slightly higher than the VDD level, and the control circuit (2)
It is assumed that the output voltage level of the voltage generation circuit (2) 12 is set to a voltage slightly lower than the GND level in response to the control signal of 11. In such a state, the input signal 101 is at the TTL level (“H” level = 2.4V,
Even when input at "L" level = 0.8 V), the output signal 102 changes with the amplitudes of the VDD level and the GND level. That is, the P-channel MOS transistor 1
By controlling the substrate potentials of the N-channel MOS transistor 6 and the N-channel MOS transistor 6, the threshold voltage of the first-stage inverter formed by the P-channel MOS transistor 1 and the N-channel MOS transistor 5 is set to a low value. The threshold voltage of the second-stage inverter formed by the MOS transistor 2 and the N-channel MOS transistor 6 is set to a high value, whereby a semiconductor integrated circuit capable of handling an TTL level input signal. The circuit design of the circuit can be performed.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、MOS
トランジスタにより構成される半導体集積回路に適用さ
れて、当該MOSトランジスタの基板電位を共通または
独立に任意の電圧を供給することができる電圧発生回路
と、当該電圧発生回路の出力電圧を制御する制御回路と
を備えることにより、前記半導体集積回路における応答
時間、パワー(電流量)およびしきい値電圧等を抑制す
ることが可能になるとともに、且つ設計の自由度が増大
するという効果がある。As described above, the present invention provides a MOS
Applied to a semiconductor integrated circuit composed of transistors, a voltage generation circuit capable of supplying an arbitrary voltage commonly or independently to the substrate potential of the MOS transistor, and a control circuit for controlling the output voltage of the voltage generation circuit By including the above, it is possible to suppress the response time, the power (current amount), the threshold voltage, and the like in the semiconductor integrated circuit, and it is possible to increase the degree of freedom in design.
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】従来例におけるMOSトランジスタの電極接続
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing electrode connection of a MOS transistor in a conventional example.
1〜4 PチャネルMOSトランジスタ 5〜8 NチャネルMOSトランジスタ 9 制御回路(1) 10 電圧発生回路(1) 11 制御回路(2) 12 電圧発生回路(2) 1-4 P-channel MOS transistor 5-8 N-channel MOS transistor 9 Control circuit (1) 10 Voltage generation circuit (1) 11 Control circuit (2) 12 Voltage generation circuit (2)
Claims (1)
導体集積回路において、少なくとも一つ以上のMOSト
ランジスタの基板に対して、共通または独立に任意の電
位レベルの基板電位を供給する電源供給手段を備えるこ
とを特徴とする半導体集積回路。1. A semiconductor integrated circuit composed of MOS transistors, comprising power supply means for supplying a substrate potential of an arbitrary potential level to a substrate of at least one or more MOS transistors in common or independently. A characteristic semiconductor integrated circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075931A JPH06291267A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075931A JPH06291267A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291267A true JPH06291267A (en) | 1994-10-18 |
Family
ID=13590511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5075931A Pending JPH06291267A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291267A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6097113A (en) * | 1997-10-14 | 2000-08-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | MOS integrated circuit device operating with low power consumption |
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-
1993
- 1993-04-01 JP JP5075931A patent/JPH06291267A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000125 |