JPH07169913A - 基板バイアス電圧検出回路 - Google Patents
基板バイアス電圧検出回路Info
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- JPH07169913A JPH07169913A JP3014444A JP1444491A JPH07169913A JP H07169913 A JPH07169913 A JP H07169913A JP 3014444 A JP3014444 A JP 3014444A JP 1444491 A JP1444491 A JP 1444491A JP H07169913 A JPH07169913 A JP H07169913A
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/205—Substrate bias-voltage generators
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
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- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】適切な基板バイアスの喪失を検出する回路であ
り、VLSIチップ上に提供し、基板バイアスの喪失に
応じて、チップの部分から、供給電源電圧を取り除く。 【構成】第一トランジスタ2のソースは基板に接続さ
れ、第二トランジスタ4のソースはコモン電位に接続さ
れている。第一トランジスタ2のゲートおよびドレイン
は第二トランジスタ4のゲートに接続され、負荷装置
6,8は第一および第二トランジスタのトケレインと電
源供給ノードからのバイアス電位との間に接続されてい
る。第一および第二トランジスタの閾値電圧は互いに違
っており、この違いに依って、回路が応答しなければな
らないコモン電位に対する基板電圧が定められる。基板
が第二トランジスタ4を導通させるのに十分な電圧に到
達すると、第二トランジスタ4のドレインはコモン電位
の方に引かれ、基板バイアスが失われたことを示す。
り、VLSIチップ上に提供し、基板バイアスの喪失に
応じて、チップの部分から、供給電源電圧を取り除く。 【構成】第一トランジスタ2のソースは基板に接続さ
れ、第二トランジスタ4のソースはコモン電位に接続さ
れている。第一トランジスタ2のゲートおよびドレイン
は第二トランジスタ4のゲートに接続され、負荷装置
6,8は第一および第二トランジスタのトケレインと電
源供給ノードからのバイアス電位との間に接続されてい
る。第一および第二トランジスタの閾値電圧は互いに違
っており、この違いに依って、回路が応答しなければな
らないコモン電位に対する基板電圧が定められる。基板
が第二トランジスタ4を導通させるのに十分な電圧に到
達すると、第二トランジスタ4のドレインはコモン電位
の方に引かれ、基板バイアスが失われたことを示す。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路の分野に係わ
り、更に詳細にはバイアス電圧の水準を検出するための
回路に関する。
り、更に詳細にはバイアス電圧の水準を検出するための
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】最新の多くの集積回路は、相補的酸化金
属半導体(CMOS)技術を用いて製造されており、こ
こではpチャンネルおよびnチャンネルMOSトランジ
スタの両方が同一の半導体チップの上に形成されてい
る。CMOS技術は、バイポーラまたはnチャンネルM
OSのようなその他の技術と比較して、良好な性能と少
ない電力消費とを実現している。しかしながら、良く知
られているようにCMOS構造は別のp型およびn型構
造で形成された寄生サイリスタ、またはSCRをも有し
ている。もしもCMOS集積回路が寄生SCRの点弧電
圧以上の電圧に曝されると、ラッチアップ状態が発生し
得る。一度構造がラッチアップ状態となると、破壊量を
越える量の電流がSCRを通って流されて、多くの場合
集積回路に損傷を与える。
属半導体(CMOS)技術を用いて製造されており、こ
こではpチャンネルおよびnチャンネルMOSトランジ
スタの両方が同一の半導体チップの上に形成されてい
る。CMOS技術は、バイポーラまたはnチャンネルM
OSのようなその他の技術と比較して、良好な性能と少
ない電力消費とを実現している。しかしながら、良く知
られているようにCMOS構造は別のp型およびn型構
造で形成された寄生サイリスタ、またはSCRをも有し
ている。もしもCMOS集積回路が寄生SCRの点弧電
圧以上の電圧に曝されると、ラッチアップ状態が発生し
得る。一度構造がラッチアップ状態となると、破壊量を
越える量の電流がSCRを通って流されて、多くの場合
集積回路に損傷を与える。
【0003】与えられた集積回路がラッチアップになる
傾向を軽減するための多くの技術が今まで使用されてき
た。この様な技術のひとつは、集積回路に具備されてい
る接地またはコモン電位よりさらに負側の基板バイアス
を用意することである。もちろんこの様な負の基板バイ
アスはまた別の理由からも有用であって、エンハンス型
nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧を上げるこ
とに依って集積回路の性能を改善できる。しかしなが
ら、負の基板バイアスが存在すれば寄生SCR内の寄生
バイポーラトランジスタの中のどのベース・エミッタ接
合も、集積回路に供給される電圧が程良い範囲で変化す
る場合には、決して順方向バイアスとはならないことを
保障している。寄生バイポーラトランジスタのベース・
エミッタ接合部が順方向バイアス状態にならなければ、
寄生SCRのラッチアップも発生し得ない。
傾向を軽減するための多くの技術が今まで使用されてき
た。この様な技術のひとつは、集積回路に具備されてい
る接地またはコモン電位よりさらに負側の基板バイアス
を用意することである。もちろんこの様な負の基板バイ
アスはまた別の理由からも有用であって、エンハンス型
nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧を上げるこ
とに依って集積回路の性能を改善できる。しかしなが
ら、負の基板バイアスが存在すれば寄生SCR内の寄生
バイポーラトランジスタの中のどのベース・エミッタ接
合も、集積回路に供給される電圧が程良い範囲で変化す
る場合には、決して順方向バイアスとはならないことを
保障している。寄生バイポーラトランジスタのベース・
エミッタ接合部が順方向バイアス状態にならなければ、
寄生SCRのラッチアップも発生し得ない。
【0004】この様な負の基板バイアスは外部供給電源
から集積回路に供給される電圧を使って用意される;こ
の様な外部供給電源を必要とすることは多くの集積回路
使用者にとって好ましいことではないが、これはこの様
な電源供給を準備するために必要とされる装置価格が上
昇するからである。従って、チップの接地電位よりも低
い電圧で基板バイアスを実現するために、ここで提出さ
れた方法は充電ポンプを使用することである。基板バイ
アスを提供するための充電ポンプの例は、合衆国特許第
4,585,954号、1986年4月29日発行、合
衆国特許第4,628,215号、1986年12月9
日発行、および合衆国特許第4,631,421号、1
986年12月23日発行に記述されており、これら全
てはテキサス・インスツルメンツに委譲されていて、こ
こでも参照されている。基板バイアスが外部からチップ
に供給されていようとまたチップ上で生成されていよう
と、なんらかの理由で基板バイアスが失われると、集積
回路はラッチアップ状態に入りやすくなる。
から集積回路に供給される電圧を使って用意される;こ
の様な外部供給電源を必要とすることは多くの集積回路
使用者にとって好ましいことではないが、これはこの様
な電源供給を準備するために必要とされる装置価格が上
昇するからである。従って、チップの接地電位よりも低
い電圧で基板バイアスを実現するために、ここで提出さ
れた方法は充電ポンプを使用することである。基板バイ
アスを提供するための充電ポンプの例は、合衆国特許第
4,585,954号、1986年4月29日発行、合
衆国特許第4,628,215号、1986年12月9
日発行、および合衆国特許第4,631,421号、1
986年12月23日発行に記述されており、これら全
てはテキサス・インスツルメンツに委譲されていて、こ
こでも参照されている。基板バイアスが外部からチップ
に供給されていようとまたチップ上で生成されていよう
と、なんらかの理由で基板バイアスが失われると、集積
回路はラッチアップ状態に入りやすくなる。
【0005】
【発明の目的】従って本発明のひとつの目的は、適切な
基板バイアスの喪失を検出するための回路を提供するこ
とである。
基板バイアスの喪失を検出するための回路を提供するこ
とである。
【0006】本発明の更に別の目的は、この様な回路を
VLSI集積回路のチップ上に提供することである。
VLSI集積回路のチップ上に提供することである。
【0007】本発明の更に別の目的は、検出される基板
バイアスのレベルが、トランジスタの寸法またはチャン
ネル幅/長さ比に強く依存しない様な回路を提供するこ
とである。
バイアスのレベルが、トランジスタの寸法またはチャン
ネル幅/長さ比に強く依存しない様な回路を提供するこ
とである。
【0008】本発明の更に別の目的は、適切な基板バイ
アスの喪失に応じて、チップの部分から供給電源電圧を
取り除くためのチップ登載回路を備えた集積回路を提供
することである。
アスの喪失に応じて、チップの部分から供給電源電圧を
取り除くためのチップ登載回路を備えた集積回路を提供
することである。
【0009】本発明の別の目的および長所は本技術分野
で通常の技量を有する者には、添付図を用いてなされる
以下の明細書を参照することにより明らかと思われる。
で通常の技量を有する者には、添付図を用いてなされる
以下の明細書を参照することにより明らかと思われる。
【0010】
【発明の要約】本発明は、基板バイアス電圧を例えば接
地電位の様な基準電位と比較するための基板バイアス検
出回路に集約できる。第一トランジスタのソースは基板
に接続されており、そのゲートおよびドレインは共に電
源供給電圧でバイアスされている負荷装置に接続されて
いる。第一トランジスタのドレインは反転器に接続さ
れ、この反転器ではプルダウントランジスタのソースが
基準電位に接続されており、この基準電位に対して基板
バイアスが比較される。もしも基板バイアスが基準電位
に十分近い値に近付くと、プルダウントランジスタが導
通となって、信号を発生する。第一トランジスタとプル
ダウントランジスタとの閾値電圧は、互いに違っていて
回路が信号を発生する電圧を調整している。
地電位の様な基準電位と比較するための基板バイアス検
出回路に集約できる。第一トランジスタのソースは基板
に接続されており、そのゲートおよびドレインは共に電
源供給電圧でバイアスされている負荷装置に接続されて
いる。第一トランジスタのドレインは反転器に接続さ
れ、この反転器ではプルダウントランジスタのソースが
基準電位に接続されており、この基準電位に対して基板
バイアスが比較される。もしも基板バイアスが基準電位
に十分近い値に近付くと、プルダウントランジスタが導
通となって、信号を発生する。第一トランジスタとプル
ダウントランジスタとの閾値電圧は、互いに違っていて
回路が信号を発生する電圧を調整している。
【0011】検出回路からの出力は、同一チップ上の、
チップ登載電圧調整/駆動回路を含むその他の回路を不
能化するために使用される。この方法に依って、基板バ
イアス喪失時に於ける多くの集積回路がラッチアップと
なる危険が軽減出来る。
チップ登載電圧調整/駆動回路を含むその他の回路を不
能化するために使用される。この方法に依って、基板バ
イアス喪失時に於ける多くの集積回路がラッチアップと
なる危険が軽減出来る。
【0012】
【実施例】図1には発明の提出された実施例に基づくバ
イアス検出回路1の構成が詳細に示されている。検出回
路1は入力として、検出される電圧およびバイアス電圧
を受けとる。この例では、検出対象電圧は基板バイアス
電圧Vbbであって、トランジスタ2のソースに入力され
る。バイアス電圧としては、この例では正の電源供給電
圧Vdd、とコモンまたは接地電位Vssがある。この例で
は、基板バイアスV bbの望ましい電位はVss以下である
(例えば−2.0V程度の値である。)従来型CMOS
構造の技術分野ので良く知られているように、このよう
な負の基板バイアスは有用であって、CMOS構造に寄
生しているSCRがラッチ状態に陥り難くする。検出回
路1は線路VBBO 上にひとつの出力を有し、これは
基板バイアスVbbが電位Vss以上の時に論理高レベルと
なり、VbbがVss以下の時に論理低レベルとなる。以下
に既述されるように検出回路1が線路VBBO 上に生
成する信号は同一集積回路上のその他の回路をシャット
ダウンして、これらの回路が十分な基板バイアスが不足
することによりラッチアップ状態に入ってしまうことを
防止している。
イアス検出回路1の構成が詳細に示されている。検出回
路1は入力として、検出される電圧およびバイアス電圧
を受けとる。この例では、検出対象電圧は基板バイアス
電圧Vbbであって、トランジスタ2のソースに入力され
る。バイアス電圧としては、この例では正の電源供給電
圧Vdd、とコモンまたは接地電位Vssがある。この例で
は、基板バイアスV bbの望ましい電位はVss以下である
(例えば−2.0V程度の値である。)従来型CMOS
構造の技術分野ので良く知られているように、このよう
な負の基板バイアスは有用であって、CMOS構造に寄
生しているSCRがラッチ状態に陥り難くする。検出回
路1は線路VBBO 上にひとつの出力を有し、これは
基板バイアスVbbが電位Vss以上の時に論理高レベルと
なり、VbbがVss以下の時に論理低レベルとなる。以下
に既述されるように検出回路1が線路VBBO 上に生
成する信号は同一集積回路上のその他の回路をシャット
ダウンして、これらの回路が十分な基板バイアスが不足
することによりラッチアップ状態に入ってしまうことを
防止している。
【0013】検出回路1に於て、nチャンネルトランジ
スタ2のゲートは基板端子Vbbに接続されている。ト
ランジスタ2のゲートはそのドレインに接続され、それ
ぞれのpチャンネルトランジスタ6のドレインに接続さ
れている。pチャンネルトランジスタ6のソースはVdd
に接続され、そしてゲートはトランジスタ2のプルアッ
プ負荷となっている。トランジスタ2および6はnチャ
ンネルトランジスタ4とpチャンネルトランジスタ8の
ゲートに接続されている。nチャンネルトランジスタ4
およびpチャンネルトランジスタ8はnチャンネルトラ
ンジスタ4のソースがVssにバイアスされた反転器とな
るように接続されている。pチャンネル負荷トランジス
タ8のソースはVddに接続され、トランジスタ4および
8のドレインは互いに接続されている。反転器10の入
力はトランジスタ4および8のドレインに接続されてお
り、その出力は線路VBBO を駆動し、検出回路1の
出力結果が希望する論理結果を表わすようにしている。
(すなわち線路VBBOは、十分な基板バイアスが失わ
れた状態を高論理レベルで示す。)反転器11の出力は
反転器10の出力に接続され、線路VBBO 上に信号
を出力するがこれは線路VBBO 上の信号を反転した
ものであって、Vbbが喪失したことを低論理レベルで示
している。
スタ2のゲートは基板端子Vbbに接続されている。ト
ランジスタ2のゲートはそのドレインに接続され、それ
ぞれのpチャンネルトランジスタ6のドレインに接続さ
れている。pチャンネルトランジスタ6のソースはVdd
に接続され、そしてゲートはトランジスタ2のプルアッ
プ負荷となっている。トランジスタ2および6はnチャ
ンネルトランジスタ4とpチャンネルトランジスタ8の
ゲートに接続されている。nチャンネルトランジスタ4
およびpチャンネルトランジスタ8はnチャンネルトラ
ンジスタ4のソースがVssにバイアスされた反転器とな
るように接続されている。pチャンネル負荷トランジス
タ8のソースはVddに接続され、トランジスタ4および
8のドレインは互いに接続されている。反転器10の入
力はトランジスタ4および8のドレインに接続されてお
り、その出力は線路VBBO を駆動し、検出回路1の
出力結果が希望する論理結果を表わすようにしている。
(すなわち線路VBBOは、十分な基板バイアスが失わ
れた状態を高論理レベルで示す。)反転器11の出力は
反転器10の出力に接続され、線路VBBO 上に信号
を出力するがこれは線路VBBO 上の信号を反転した
ものであって、Vbbが喪失したことを低論理レベルで示
している。
【0014】検出回路1がVbb喪失信号を線路VBBO
上に出力するためのVbbの閾値電圧はVssよりある程
度低いレベルであることが望ましい。この様にすること
によって、基板電圧が変化して寄生SCR内部の一つの
トランジスタのベース・エミッタ接合電圧が順方向バイ
アスされる電圧に達するよりも十分前に、集積回路の残
りの部分が不活性化するように出来る。検出電圧は好適
にVssに近い値とし、検出回路1ラッチアップが発生し
そうな条件のみに応答して、大規模集積回路ではしばし
ば発生する雑音やその他の過渡状態には応答しないよう
にしている。検出回路1がトリップするレベルは、本実
施例ではトランジスタ2と4との間の閾値電圧の差で設
定されている。本実施例では、Vbbが接続されているト
ランジスタ2の閾値電圧は、Vssが接続されているトラ
ンジスタ4の閾値電圧よりも高い。例えばトランジスタ
2の閾値電圧Vt2は+0.8ボルト程度であり(−
2.0ボルトのVbbを基準に測定して)、そしてトラン
ジスタ4の閾値Vt4は+0.5ボルト程度であって、
これらの間に0.3ボルト程度の差を作り出している。
上に出力するためのVbbの閾値電圧はVssよりある程
度低いレベルであることが望ましい。この様にすること
によって、基板電圧が変化して寄生SCR内部の一つの
トランジスタのベース・エミッタ接合電圧が順方向バイ
アスされる電圧に達するよりも十分前に、集積回路の残
りの部分が不活性化するように出来る。検出電圧は好適
にVssに近い値とし、検出回路1ラッチアップが発生し
そうな条件のみに応答して、大規模集積回路ではしばし
ば発生する雑音やその他の過渡状態には応答しないよう
にしている。検出回路1がトリップするレベルは、本実
施例ではトランジスタ2と4との間の閾値電圧の差で設
定されている。本実施例では、Vbbが接続されているト
ランジスタ2の閾値電圧は、Vssが接続されているトラ
ンジスタ4の閾値電圧よりも高い。例えばトランジスタ
2の閾値電圧Vt2は+0.8ボルト程度であり(−
2.0ボルトのVbbを基準に測定して)、そしてトラン
ジスタ4の閾値Vt4は+0.5ボルト程度であって、
これらの間に0.3ボルト程度の差を作り出している。
【0015】動作中はpチャンネルトランジスタ6は、
そのゲートがVssにバイアスされているので導通状態に
ある、またこれはトランジスタ2をも導通状態とするよ
うにゲートおよびドレインにバイアスをかける。トラン
ジスタ2がトランジスタ6よりも大きな幅対長さ(W/
L)比を有するようにし、両方のトランジスタが導通状
態の時にトランジスタ2および6を流れる直流電流が最
少となるようにするのが好ましい。例えばnチャンネル
トランジスタ2のW/L比は100程度であるが、pチ
ャンネルトランジスタ6のW/L比は0.005程度で
ある。従って、トランジスタ2および6のドレインでの
電圧は、トランジスタ2を通して低位に引き下げられ、
これはトランジスタ2が非導通になるレベルに達するま
で継続する。これはVbbよりも、ほぼ閾値電圧Vt2だけ
上の値である。従ってトランジスタ4および8の電圧は
ほぼVbb+Vt2である。
そのゲートがVssにバイアスされているので導通状態に
ある、またこれはトランジスタ2をも導通状態とするよ
うにゲートおよびドレインにバイアスをかける。トラン
ジスタ2がトランジスタ6よりも大きな幅対長さ(W/
L)比を有するようにし、両方のトランジスタが導通状
態の時にトランジスタ2および6を流れる直流電流が最
少となるようにするのが好ましい。例えばnチャンネル
トランジスタ2のW/L比は100程度であるが、pチ
ャンネルトランジスタ6のW/L比は0.005程度で
ある。従って、トランジスタ2および6のドレインでの
電圧は、トランジスタ2を通して低位に引き下げられ、
これはトランジスタ2が非導通になるレベルに達するま
で継続する。これはVbbよりも、ほぼ閾値電圧Vt2だけ
上の値である。従ってトランジスタ4および8の電圧は
ほぼVbb+Vt2である。
【0016】電圧Vbb+Vt2は、この実施例ではpチャ
ンネルトランジスタ8を導通させるのに十分低い値であ
る。トランジスタ8は好適にトランジスタ4に比べて小
さなW/L比を有している;例えばトランジスタ8のW
/L比は0.05程度であり、トランジスタ4のW/L
比は20程度である。もちろんトランジスタ4はそのゲ
ート電圧がVssから、その閾値電圧Vt4だけ大きな値と
なると導通する。トランジスタ4のゲート電圧はVbb+
Vt2なので、トランジスタ4は下記の式が満足されると
導通する:
ンネルトランジスタ8を導通させるのに十分低い値であ
る。トランジスタ8は好適にトランジスタ4に比べて小
さなW/L比を有している;例えばトランジスタ8のW
/L比は0.05程度であり、トランジスタ4のW/L
比は20程度である。もちろんトランジスタ4はそのゲ
ート電圧がVssから、その閾値電圧Vt4だけ大きな値と
なると導通する。トランジスタ4のゲート電圧はVbb+
Vt2なので、トランジスタ4は下記の式が満足されると
導通する:
【数1】(Vbb+Vt2)−Vss>Vt4
【0017】これを変形すると次の通りとなる:
【数2】Vbb−Vss>Vt4−Vt2
【0018】図2は図1に示す、基板バイアス検出回路
1の直流遷移特性を示す。図2に示されるように、Vss
(例えば−2.0ボルト)より十分低い正常のVbbバイ
アスVbb(NOM)では、線路VBBO は高論理レベ
ルにあって、基板バイアスが十分であることを示してい
る。回路のトリップ点は、先に述べたように、Vt4−V
t2の値である。Vbbがこの電圧レベル以下の場合は、線
路VBBO は高論理レベルである;この電圧を越える
と回路1は動作して、反転器11の出力である線路VB
BO 上に論理低信号を出現させる。もちろん、反転器
10の出力である線路VBBO 上の論理状態は線路V
BBO 上の論理状態と相補的となり、これは図1に示
されている。
1の直流遷移特性を示す。図2に示されるように、Vss
(例えば−2.0ボルト)より十分低い正常のVbbバイ
アスVbb(NOM)では、線路VBBO は高論理レベ
ルにあって、基板バイアスが十分であることを示してい
る。回路のトリップ点は、先に述べたように、Vt4−V
t2の値である。Vbbがこの電圧レベル以下の場合は、線
路VBBO は高論理レベルである;この電圧を越える
と回路1は動作して、反転器11の出力である線路VB
BO 上に論理低信号を出現させる。もちろん、反転器
10の出力である線路VBBO 上の論理状態は線路V
BBO 上の論理状態と相補的となり、これは図1に示
されている。
【0019】先に記述した検出回路1の例に於て、Vt2
はVt4よりも300mV大きいので、トランジスタ4は
Vbbがほぼ−0.3ボルト(Vss=0.0ボルト)とな
ると、導通するであろう。トランジスタ4はトランジス
タ8よりも十分大きいので、トランジスタ4及び8のド
レイン、従って反転器10の入力はトランジスタ4によ
ってVssまで引き下げられるであろう。順に、高論理レ
ベルが反転器10によってその出力線路VBBO 上に
出現され、低論理レベルが反転器11によってその出力
線路VBBO 上に出現される。
はVt4よりも300mV大きいので、トランジスタ4は
Vbbがほぼ−0.3ボルト(Vss=0.0ボルト)とな
ると、導通するであろう。トランジスタ4はトランジス
タ8よりも十分大きいので、トランジスタ4及び8のド
レイン、従って反転器10の入力はトランジスタ4によ
ってVssまで引き下げられるであろう。順に、高論理レ
ベルが反転器10によってその出力線路VBBO 上に
出現され、低論理レベルが反転器11によってその出力
線路VBBO 上に出現される。
【0020】図3には機能集積回路とともにチップ上に
登載され、検出回路1に応答して動作する内部安定化電
源装置を示す。図3は例えば、導的任意書き込み読み取
りメモリ(dRAM)のようなメモリ装置へ電源を供給
するチップ登載電源装置の例をブロック形式で示す。こ
の様な装置では、装置のいくつかの部分にバイアスをか
けるのが好適である。例えばメモリ蓄積アレイおよび検
出増幅器(図3にブロック25として示す)に対して、
入力、クロックおよび出力バッファや、周辺回路27の
様な、装置の残り部分に実施されているバイアスより低
い値でバイアスするのが好適である。図3の例の、回路
の各々のグループ(アレイ25および周辺回路27)に
対しては、外部供給電源Vddが単独で供給されており、
安定化電源駆動装置にバイアスをかけている、そして直
接アレイ25または周辺回路27にバイアスをかけるこ
とは無い。
登載され、検出回路1に応答して動作する内部安定化電
源装置を示す。図3は例えば、導的任意書き込み読み取
りメモリ(dRAM)のようなメモリ装置へ電源を供給
するチップ登載電源装置の例をブロック形式で示す。こ
の様な装置では、装置のいくつかの部分にバイアスをか
けるのが好適である。例えばメモリ蓄積アレイおよび検
出増幅器(図3にブロック25として示す)に対して、
入力、クロックおよび出力バッファや、周辺回路27の
様な、装置の残り部分に実施されているバイアスより低
い値でバイアスするのが好適である。図3の例の、回路
の各々のグループ(アレイ25および周辺回路27)に
対しては、外部供給電源Vddが単独で供給されており、
安定化電源駆動装置にバイアスをかけている、そして直
接アレイ25または周辺回路27にバイアスをかけるこ
とは無い。
【0021】図3に於て、装置は従来型帯域ギャップ電
圧基準発生回路20を有するが、これは安定な基準電圧
を発生するためのものである。本技術分野ではこの様な
帯域ギャップ電圧基準発生回路は多く知られているの
で、帯域ギャップ回路20についてはここではこれ以上
記述しない。帯域ギャップ電圧基準発生回路20の出力
は基準電圧VREF であって、これは電圧かけ算回路21
に入力される。電圧かけ算回路21は従来から多数存在
する構成法のひとつで作られたものであって、この例で
は電圧VREF に基いて二つの出力電圧VA とVP とを生
成する。例えば線路VA 上の電圧は3.3ボルト程度、
一方線路VP 上の電圧は4.0ボルト程度である。
圧基準発生回路20を有するが、これは安定な基準電圧
を発生するためのものである。本技術分野ではこの様な
帯域ギャップ電圧基準発生回路は多く知られているの
で、帯域ギャップ回路20についてはここではこれ以上
記述しない。帯域ギャップ電圧基準発生回路20の出力
は基準電圧VREF であって、これは電圧かけ算回路21
に入力される。電圧かけ算回路21は従来から多数存在
する構成法のひとつで作られたものであって、この例で
は電圧VREF に基いて二つの出力電圧VA とVP とを生
成する。例えば線路VA 上の電圧は3.3ボルト程度、
一方線路VP 上の電圧は4.0ボルト程度である。
【0022】VA およびVP 線路上の電圧は各々二つの
駆動回路に接続されている。出力駆動回路22A および
22P 、電力アレイ25および周辺回路27はそれぞ
れ、運転動作中のものであり、待機駆動回路24A およ
び24P 、バイアスアレイ25および周辺回路27はそ
れぞれ、回路が待機状態のときのものである。アレイ2
5および周辺回路27はまた、基板ポンプ29から供給
される基板バイアスVbbを有する。基板ポンプ29は、
従来から多数存在する構成方法のいずれかひとつに従っ
て構成されたものであって、Vssよりも低いバイアス電
圧を発生させるためのものである。従来型基板ポンプの
例は、合衆国特許第4,585,954号、1986年
4月29日発行、合衆国特許第4,628,215号、
1986年12月9日発行、および合衆国特許第4,6
31,421号、1986年12月23日発行に記述さ
れており、これら全てはテキサス・インスツルメンツに
委譲されていて、ここでも参照されている。これとは別
にVbbを集積回路の外部端子から供給することも出来
る。Vbb電圧は基板バイアス検出回路1にも同様に接続
されており、この電圧が検出されてVssに対して、先に
述べた式で比較できるようになっている。
駆動回路に接続されている。出力駆動回路22A および
22P 、電力アレイ25および周辺回路27はそれぞ
れ、運転動作中のものであり、待機駆動回路24A およ
び24P 、バイアスアレイ25および周辺回路27はそ
れぞれ、回路が待機状態のときのものである。アレイ2
5および周辺回路27はまた、基板ポンプ29から供給
される基板バイアスVbbを有する。基板ポンプ29は、
従来から多数存在する構成方法のいずれかひとつに従っ
て構成されたものであって、Vssよりも低いバイアス電
圧を発生させるためのものである。従来型基板ポンプの
例は、合衆国特許第4,585,954号、1986年
4月29日発行、合衆国特許第4,628,215号、
1986年12月9日発行、および合衆国特許第4,6
31,421号、1986年12月23日発行に記述さ
れており、これら全てはテキサス・インスツルメンツに
委譲されていて、ここでも参照されている。これとは別
にVbbを集積回路の外部端子から供給することも出来
る。Vbb電圧は基板バイアス検出回路1にも同様に接続
されており、この電圧が検出されてVssに対して、先に
述べた式で比較できるようになっている。
【0023】各々の駆動回路22および24は、関連す
る線路VA およびVP から電圧を受信する一方、検出回
路1から線路VBBO 経由でも信号を受信する。この
例では先に記述したように、線路VBBO はVssを基
準に測定された基板バイアスVbbが十分でない場合、低
論理レベルとなる。駆動回路22および24の各々はV
dd(図示せず)でバイアスされている、これは外部から
チップに供給されており、同様に電圧かけ算回路22で
生成された電圧VA およびVP によってもバイアスされ
ている。線路VLA、VLAS 、VLPおよびVLPS は、それ
ぞれ駆動器22 A 、24A 、22P および24P に接続
されており、それらに可能化信号を供給する。主駆動器
22A および22P はそれぞれ線路VLAおよびVLP上の
信号に依って可能化および不能化されて、回路のそれぞ
れの部分を活性動作中のみバイアスし、装置が待機状態
の間は不能化する。従来型dRAM装置の例では、線路
V LAおよびVLP上の可能化信号は、列アドレスストロー
ブ(RAS )信号から生成され、その結果主装置22
がメモリ周期が活性である期間のみ活性化される。
る線路VA およびVP から電圧を受信する一方、検出回
路1から線路VBBO 経由でも信号を受信する。この
例では先に記述したように、線路VBBO はVssを基
準に測定された基板バイアスVbbが十分でない場合、低
論理レベルとなる。駆動回路22および24の各々はV
dd(図示せず)でバイアスされている、これは外部から
チップに供給されており、同様に電圧かけ算回路22で
生成された電圧VA およびVP によってもバイアスされ
ている。線路VLA、VLAS 、VLPおよびVLPS は、それ
ぞれ駆動器22 A 、24A 、22P および24P に接続
されており、それらに可能化信号を供給する。主駆動器
22A および22P はそれぞれ線路VLAおよびVLP上の
信号に依って可能化および不能化されて、回路のそれぞ
れの部分を活性動作中のみバイアスし、装置が待機状態
の間は不能化する。従来型dRAM装置の例では、線路
V LAおよびVLP上の可能化信号は、列アドレスストロー
ブ(RAS )信号から生成され、その結果主装置22
がメモリ周期が活性である期間のみ活性化される。
【0024】待機側駆動回路24A および24P は好適
に主駆動回路22A および22P と同様に構成されてい
るが、より小さなトランジスタを使用して、待機中にそ
こを流れる電流および電力消費を削減している。注意し
ておかねばならないのは、線路VLAS およびVLPS は、
それぞれ待機側駆動回路24A および24P を可能化お
よび不能化する事が可能であって、主駆動回路22A お
よび22P が活性化されている期間中、これらを不能化
出来る。しかしながら両方の待機側駆動回路24を流れ
る電流は少ないため、待機側駆動回路24を全周期(動
作時および待機時)可能化しておくことが好ましく、こ
の様にすることによって制御論理を最少化出来る。
に主駆動回路22A および22P と同様に構成されてい
るが、より小さなトランジスタを使用して、待機中にそ
こを流れる電流および電力消費を削減している。注意し
ておかねばならないのは、線路VLAS およびVLPS は、
それぞれ待機側駆動回路24A および24P を可能化お
よび不能化する事が可能であって、主駆動回路22A お
よび22P が活性化されている期間中、これらを不能化
出来る。しかしながら両方の待機側駆動回路24を流れ
る電流は少ないため、待機側駆動回路24を全周期(動
作時および待機時)可能化しておくことが好ましく、こ
の様にすることによって制御論理を最少化出来る。
【0025】図4には駆動回路22A の構成が詳細に示
されている。注意しておかねばならないのは、各々の駆
動回路22および24は、アレイ25または周辺回路2
7に接続されていようといまいと、図4に示す回路で構
成することもできるし、または当然電圧駆動回路を構成
するための、その他の従来式設計法に従って構成するこ
ともできる。図4に示す回路は、基板バイアス検出回路
1から線路VBBO 経由で通信される、基板バイアス喪
失信号に応じてその出力を不能化するように、特に適用
されたものである。
されている。注意しておかねばならないのは、各々の駆
動回路22および24は、アレイ25または周辺回路2
7に接続されていようといまいと、図4に示す回路で構
成することもできるし、または当然電圧駆動回路を構成
するための、その他の従来式設計法に従って構成するこ
ともできる。図4に示す回路は、基板バイアス検出回路
1から線路VBBO 経由で通信される、基板バイアス喪
失信号に応じてその出力を不能化するように、特に適用
されたものである。
【0026】図4に示すように、駆動回路22A は外部
から供給されるVdd電源、線路VAからの電圧および、
線路VLAおよび線路VBBO からの信号とを入力され
る。線路RVAは駆動回路22A の出力であり、これは
プッシュプル状に接続されたpチャンネルトランジスタ
30及びnチャンネルトランジスタ32のドレインで駆
動されている。pチャンネルトランジスタ30のソース
はVddでバイアスされ、そのゲートはノード34に接続
されている;nチャンネルトランジスタ32のソースは
接地され、そのゲートは線路VLAで制御されている。
nチャンネルトランジスタ32の機能は、トランジスタ
30が非導通の時に、ノードRVAを低位に引き下げる
ことである。トランジスタ32を通しての線路RVAの
放電は極めてゆっくりと行われるので、トランジスタ3
2の寸法はトランジスタ30に比べて非常に小さく出来
る。注意しておかねばならないのはnチャンネルトラン
ジスタ32はpチャンネルトランジスタ30より好適
に、非常に小さくされているので両方のトランジスタが
同時に導通状態となってもそこでの電力消費は最少とな
ることである。例えばトランジスタ32のW/L比は
0.01程度と出来、一方トランジスタ30のW/L比
は50から100程度と出来る。
から供給されるVdd電源、線路VAからの電圧および、
線路VLAおよび線路VBBO からの信号とを入力され
る。線路RVAは駆動回路22A の出力であり、これは
プッシュプル状に接続されたpチャンネルトランジスタ
30及びnチャンネルトランジスタ32のドレインで駆
動されている。pチャンネルトランジスタ30のソース
はVddでバイアスされ、そのゲートはノード34に接続
されている;nチャンネルトランジスタ32のソースは
接地され、そのゲートは線路VLAで制御されている。
nチャンネルトランジスタ32の機能は、トランジスタ
30が非導通の時に、ノードRVAを低位に引き下げる
ことである。トランジスタ32を通しての線路RVAの
放電は極めてゆっくりと行われるので、トランジスタ3
2の寸法はトランジスタ30に比べて非常に小さく出来
る。注意しておかねばならないのはnチャンネルトラン
ジスタ32はpチャンネルトランジスタ30より好適
に、非常に小さくされているので両方のトランジスタが
同時に導通状態となってもそこでの電力消費は最少とな
ることである。例えばトランジスタ32のW/L比は
0.01程度と出来、一方トランジスタ30のW/L比
は50から100程度と出来る。
【0027】比較器40は、主駆動回路22A で駆動さ
れる線路RVAのレベルと比較した線路VA のレベルに
応じた電圧でノード34を駆動する。比較器40は従来
技術に従って形成され、トランジスタ48および49で
構成されたミラー負荷を有するトランジスタ42および
44で構成されたnチャンネルとMOS差動増幅器であ
る。線路VA はnチャンネルトランジスタ42のゲート
経由で比較器40に接続されており、比較器40の基準
電圧を与える。Nチャンネルトランジスタ44のゲート
は線路RVAに接続され、これは比較器40のフィード
バックとなっている。線路VLAはnチャンネルトランジ
スタ46のゲートに接続され、このドレインはトランジ
スタ42および44のソースに接続され、またソースは
接地されている。pチャンネルトランジスタ48のソー
スはVddでバイアスされ、そのドレインはトランジスタ
42のドレインに接続されている。トランジスタ48お
よび49のゲートはトランジスタ48および44のドレ
インに接続されている。トランジスタ49および42の
ドレインはノード34に接続されており、これはpチャ
ンネルプルアップトランジスタ30のゲートを制御す
る。
れる線路RVAのレベルと比較した線路VA のレベルに
応じた電圧でノード34を駆動する。比較器40は従来
技術に従って形成され、トランジスタ48および49で
構成されたミラー負荷を有するトランジスタ42および
44で構成されたnチャンネルとMOS差動増幅器であ
る。線路VA はnチャンネルトランジスタ42のゲート
経由で比較器40に接続されており、比較器40の基準
電圧を与える。Nチャンネルトランジスタ44のゲート
は線路RVAに接続され、これは比較器40のフィード
バックとなっている。線路VLAはnチャンネルトランジ
スタ46のゲートに接続され、このドレインはトランジ
スタ42および44のソースに接続され、またソースは
接地されている。pチャンネルトランジスタ48のソー
スはVddでバイアスされ、そのドレインはトランジスタ
42のドレインに接続されている。トランジスタ48お
よび49のゲートはトランジスタ48および44のドレ
インに接続されている。トランジスタ49および42の
ドレインはノード34に接続されており、これはpチャ
ンネルプルアップトランジスタ30のゲートを制御す
る。
【0028】比較器40に於て、トランジスタ対の寸法
(すなわちW/L比)は、好適に整合が取られていて、
電圧かけ算器21の出力である電圧VA およびVP が、
駆動回路22および24からアレイ、検出増幅器および
周辺回路に実際に供給される電圧となるようにしてい
る。図4の比較器40に於て、トランジスタ42および
44のW/L比は互いに好適に整合が取られている(例
えばW/L比は10程度である)、またトランジスタ4
8および49のW/L比は互いに好適に整合が取られて
いる(例えばW/L比は15から20程度である)。
(すなわちW/L比)は、好適に整合が取られていて、
電圧かけ算器21の出力である電圧VA およびVP が、
駆動回路22および24からアレイ、検出増幅器および
周辺回路に実際に供給される電圧となるようにしてい
る。図4の比較器40に於て、トランジスタ42および
44のW/L比は互いに好適に整合が取られている(例
えばW/L比は10程度である)、またトランジスタ4
8および49のW/L比は互いに好適に整合が取られて
いる(例えばW/L比は15から20程度である)。
【0029】pチャンネルトランジスタ50のソースは
Vddでバイアスされ、そのドレインはノード34に接続
され、同時にpチャンネルプルアップトランジスタ30
のゲートを制御する。トランジスタ50のゲートは線路
VLAに接続されている。後に詳細に記述するように、p
チャンネルトランジスタ30およびnチャンネルトラン
ジスタ32は線路VLAが低論理レベルの時にともに非導
通となる。従って線路VLAが低論理レベルとなると、線
路RVAを高インピーダンス状態とし、この場合、待機
駆動回路24がメモリ装置のアレイ25(および検出増
幅器)に対して、主駆動回路22A からロードされる事
なくバイアスされるようにしている。先に注意したよう
に駆動回路22P および24P も構成できて、メモリ装
置の周辺回路27をバイアスする事ができる。
Vddでバイアスされ、そのドレインはノード34に接続
され、同時にpチャンネルプルアップトランジスタ30
のゲートを制御する。トランジスタ50のゲートは線路
VLAに接続されている。後に詳細に記述するように、p
チャンネルトランジスタ30およびnチャンネルトラン
ジスタ32は線路VLAが低論理レベルの時にともに非導
通となる。従って線路VLAが低論理レベルとなると、線
路RVAを高インピーダンス状態とし、この場合、待機
駆動回路24がメモリ装置のアレイ25(および検出増
幅器)に対して、主駆動回路22A からロードされる事
なくバイアスされるようにしている。先に注意したよう
に駆動回路22P および24P も構成できて、メモリ装
置の周辺回路27をバイアスする事ができる。
【0030】本発明のこの実施例では、主駆動回路22
A の中には不能化回路36もまた含まれていて、これも
ノード34を制御する。不能化回路36はpチャンネル
トランジスタ38を有し、そのソースはVddでバイアス
され、そのドレインはノード34に接続されている。線
路VBBO はpチャンネルトランジスタ38のゲート
に接続されている。pチャンネルトランジスタ39のソ
ースおよびドレインの接続は、Vddとトランジスタ38
のゲートとの間に接続されており、そのゲートは設置さ
れている。これはトランジスタ38のゲートをプルアッ
プし、なんらかの理由で線路VBBO がフロートした
時にトランジスタ38を非導通状態に保持する。トラン
ジスタ39は非常に小さく(例えばW/Lは0.5程
度)、基板バイアス検出回路1で駆動される低論理状態
はトランジスタ39の出力に容易に打ち勝つことが出来
る。
A の中には不能化回路36もまた含まれていて、これも
ノード34を制御する。不能化回路36はpチャンネル
トランジスタ38を有し、そのソースはVddでバイアス
され、そのドレインはノード34に接続されている。線
路VBBO はpチャンネルトランジスタ38のゲート
に接続されている。pチャンネルトランジスタ39のソ
ースおよびドレインの接続は、Vddとトランジスタ38
のゲートとの間に接続されており、そのゲートは設置さ
れている。これはトランジスタ38のゲートをプルアッ
プし、なんらかの理由で線路VBBO がフロートした
時にトランジスタ38を非導通状態に保持する。トラン
ジスタ39は非常に小さく(例えばW/Lは0.5程
度)、基板バイアス検出回路1で駆動される低論理状態
はトランジスタ39の出力に容易に打ち勝つことが出来
る。
【0031】動作時比較器40は、高論理レベル状態の
線路VLAで可能化されている。線路VLAが高となると、
トランジスタ46が導通となり接地線への電流源として
動作する。トランジスタ42および44のソースは、ト
ランジスタ46それぞれ線路VA およびRVA電圧か
ら、nチャンネル閾値電圧Vtn分だけ低い電圧まで引き
下げられる。この結果トランジスタ42および44はそ
れぞれのゲートに供給される電圧に応じて導通となり、
比較器40の動作を可能化して、かけ算器21から線路
VA に与えられる電圧に基づいた電圧を、ノード34に
供給出来るようにする。さらに線路VLAが高論理状態に
あることによって、トランジスタ50は非導通、トラン
ジスタ32は導通となる。
線路VLAで可能化されている。線路VLAが高となると、
トランジスタ46が導通となり接地線への電流源として
動作する。トランジスタ42および44のソースは、ト
ランジスタ46それぞれ線路VA およびRVA電圧か
ら、nチャンネル閾値電圧Vtn分だけ低い電圧まで引き
下げられる。この結果トランジスタ42および44はそ
れぞれのゲートに供給される電圧に応じて導通となり、
比較器40の動作を可能化して、かけ算器21から線路
VA に与えられる電圧に基づいた電圧を、ノード34に
供給出来るようにする。さらに線路VLAが高論理状態に
あることによって、トランジスタ50は非導通、トラン
ジスタ32は導通となる。
【0032】また正常動作時には、装置の基板には十分
大きな負のVbbバイアスがかかっているため、線路VB
BO は基板バイアス検出回路1によって高論理レベル
に駆動される。この結果確実にトランジスタ38が導通
となり、不能化回路36をノード34から切り離す。注
意しなければならないのは、Vddが正であるためトラン
ジスタ39は常時導通状態であり、このため基板バイア
ス検出回路1から線路VBBO 上へ出力される駆動信
号が存在しなくても、トランジスタ38のゲートが確実
に高い電圧に保持されるようにしている。
大きな負のVbbバイアスがかかっているため、線路VB
BO は基板バイアス検出回路1によって高論理レベル
に駆動される。この結果確実にトランジスタ38が導通
となり、不能化回路36をノード34から切り離す。注
意しなければならないのは、Vddが正であるためトラン
ジスタ39は常時導通状態であり、このため基板バイア
ス検出回路1から線路VBBO 上へ出力される駆動信
号が存在しなくても、トランジスタ38のゲートが確実
に高い電圧に保持されるようにしている。
【0033】先に述べたように、線路VLAによって選択
された主駆動回路22A が高論理レベルにあることによ
り、トランジスタ46は比較器40内で電流源として動
作する。最初に線路RVAの電圧を線路VA の電圧より
低い状態から開始すると、線路VA の電圧が線路RVA
の電圧より高いために、トランジスタ42のほうがトラ
ンジスタ44よりも更に導電性が良くなるであろう。従
って電流源トランジスタ46を流れる電流のほとんど
は、トランジスタ48および44よりもむしろ、トラン
ジスタ49および42を流れるであろう。トランジスタ
の電流・電圧関係を満足させる関係で、トランジスタ4
8よりもトランジスタ49をより大きな電流が流れる結
果、トランジスタ48のドレイン電圧をVddに向けて上
昇させ、またトランジスタ49のドレイン電圧を接地電
位の方に引き下げる。トランジスタ42および49のド
レインである、ノード34が低下するので、トランジス
タ30はさらに導通状態が良くなり、線路RVAをVdd
に向けて引き上げる。
された主駆動回路22A が高論理レベルにあることによ
り、トランジスタ46は比較器40内で電流源として動
作する。最初に線路RVAの電圧を線路VA の電圧より
低い状態から開始すると、線路VA の電圧が線路RVA
の電圧より高いために、トランジスタ42のほうがトラ
ンジスタ44よりも更に導電性が良くなるであろう。従
って電流源トランジスタ46を流れる電流のほとんど
は、トランジスタ48および44よりもむしろ、トラン
ジスタ49および42を流れるであろう。トランジスタ
の電流・電圧関係を満足させる関係で、トランジスタ4
8よりもトランジスタ49をより大きな電流が流れる結
果、トランジスタ48のドレイン電圧をVddに向けて上
昇させ、またトランジスタ49のドレイン電圧を接地電
位の方に引き下げる。トランジスタ42および49のド
レインである、ノード34が低下するので、トランジス
タ30はさらに導通状態が良くなり、線路RVAをVdd
に向けて引き上げる。
【0034】線路RVAがVddに向けて引き上げられる
ので、トランジスタ44はさらに多くの電流を流そうと
する。この次にはトランジスタ48を通ってさらに電流
を流し、トランジスタ49には電流を流さないようにす
る、またそれからノード34におけるトランジスタ49
および42の電圧を上昇させようとする、これはそこを
流れる電流が減少するためである。ノード34が上昇す
ると、トランジスタ30の導通性が減少し、線路RVA
における電圧がトランジスタ32を経由して低下する。
ので、トランジスタ44はさらに多くの電流を流そうと
する。この次にはトランジスタ48を通ってさらに電流
を流し、トランジスタ49には電流を流さないようにす
る、またそれからノード34におけるトランジスタ49
および42の電圧を上昇させようとする、これはそこを
流れる電流が減少するためである。ノード34が上昇す
ると、トランジスタ30の導通性が減少し、線路RVA
における電圧がトランジスタ32を経由して低下する。
【0035】先に述べたように、トランジスタ42と4
4とが互いにより良い整合が取られ、またトランジスタ
48と49とが互いにより良い整合が取られていること
が、好ましい。これらのトランジスタ対を十分に整合さ
せることに依って、比較器40の動作は、トランジスタ
48および49のゲート・ソース間電圧が等しくなる結
果、トランジスタ42および49とを流れる電流がトラ
ンジスタ44および48とを流れる電流に等しくなる点
に移行しようとする。従って比較器40は安定状態で
は、線路RVAでの電圧が線路VA での電圧に等しくな
る動作状態に達するであろう。主駆動回路22A は線路
VLAで可能化されたときに、線路VA 上の電圧、この例
では3.3ボルト程度、にしたがってアレイ25を駆動
するであろう。
4とが互いにより良い整合が取られ、またトランジスタ
48と49とが互いにより良い整合が取られていること
が、好ましい。これらのトランジスタ対を十分に整合さ
せることに依って、比較器40の動作は、トランジスタ
48および49のゲート・ソース間電圧が等しくなる結
果、トランジスタ42および49とを流れる電流がトラ
ンジスタ44および48とを流れる電流に等しくなる点
に移行しようとする。従って比較器40は安定状態で
は、線路RVAでの電圧が線路VA での電圧に等しくな
る動作状態に達するであろう。主駆動回路22A は線路
VLAで可能化されたときに、線路VA 上の電圧、この例
では3.3ボルト程度、にしたがってアレイ25を駆動
するであろう。
【0036】例えば待機動作のように、主駆動回路22
A が不能化された場合には、線路V LAは低論理レベルに
いるであろう。これはトランジスタ46を非導通とし、
比較器40の運転を不能とする。さらに線路VLA上が低
論理レベルとなるため、トランジスタ50が導通とな
り、Vddがトランジスタ30のゲートに結合されて、こ
れを非導通にする。また線路VLAが低論理状態となるた
め、トランジスタ32も非導通となる。トランジスタ3
0および32の両方が非導通となるため、主駆動回路2
2A は線路RVAに対して高インピーダンスを与え、主
駆動回路22A を線路RVAから外して、待機24A が
線路RVAを駆動し、そしてアレイ25にバイアスをか
けられるようにする。
A が不能化された場合には、線路V LAは低論理レベルに
いるであろう。これはトランジスタ46を非導通とし、
比較器40の運転を不能とする。さらに線路VLA上が低
論理レベルとなるため、トランジスタ50が導通とな
り、Vddがトランジスタ30のゲートに結合されて、こ
れを非導通にする。また線路VLAが低論理状態となるた
め、トランジスタ32も非導通となる。トランジスタ3
0および32の両方が非導通となるため、主駆動回路2
2A は線路RVAに対して高インピーダンスを与え、主
駆動回路22A を線路RVAから外して、待機24A が
線路RVAを駆動し、そしてアレイ25にバイアスをか
けられるようにする。
【0037】図4の主駆動回路22A が、高論理状態に
ある線路VLAで可能化されることに依って、不能化回路
36は線路RVA上のバイアスをシャットダウンさせる
ように動作する。集積回路基板の電圧VbbがVssの電圧
まで十分に上昇すると、基板バイアス検出回路1は、先
に説明したように、線路VBBO 上に低論理レベル信
号を切り替え出力する。この結果トランジスタ38が導
通となり、電圧Vddがノード34に与えられる。この結
果トランジスタ30が非導通となり、回路の残りの部分
(この場合はメモリ装置のアレイ25)と通信を行って
いる線路RVAが、トランジスタ30によってVddまで
駆動できなくなる。トランジスタ32は、線路VLAが主
駆動回路22A を可能化しているので、導通状態を維持
している。待機駆動回路24A は、線路VBBO 上に
Vbb喪失信号を同様に受信し、先に述べたように主駆動
回路22A と同様に構成されているので、線路RVAは
トランジスタ32によってVssに目一杯引っ張られてい
る。この例では、メモリ装置の周辺回路27へのバイア
スもまた、基板バイアス喪失時には駆動回路22Pおよ
び24P の同様な動作に依って、取り除かれる。
ある線路VLAで可能化されることに依って、不能化回路
36は線路RVA上のバイアスをシャットダウンさせる
ように動作する。集積回路基板の電圧VbbがVssの電圧
まで十分に上昇すると、基板バイアス検出回路1は、先
に説明したように、線路VBBO 上に低論理レベル信
号を切り替え出力する。この結果トランジスタ38が導
通となり、電圧Vddがノード34に与えられる。この結
果トランジスタ30が非導通となり、回路の残りの部分
(この場合はメモリ装置のアレイ25)と通信を行って
いる線路RVAが、トランジスタ30によってVddまで
駆動できなくなる。トランジスタ32は、線路VLAが主
駆動回路22A を可能化しているので、導通状態を維持
している。待機駆動回路24A は、線路VBBO 上に
Vbb喪失信号を同様に受信し、先に述べたように主駆動
回路22A と同様に構成されているので、線路RVAは
トランジスタ32によってVssに目一杯引っ張られてい
る。この例では、メモリ装置の周辺回路27へのバイア
スもまた、基板バイアス喪失時には駆動回路22Pおよ
び24P の同様な動作に依って、取り除かれる。
【0038】これとは別に、基板バイアスが失われたと
きに主駆動回路22A の出力を先に述べたように、トラ
ンジスタ32で低信号に引き下げる代わりに、高インピ
ーダンス状態としてもかまわない。これは基板バイアス
検出回路1の出力を線路VLA上の信号に、基板バイアス
検出回路1が十分な基板バイアスが失われたことを検出
したことに応答して、線路VLAを低論理レベルに駆動す
るように、ゲートをかけることによって実現できる。こ
の様な線路VLAに対するゲートがけ、また同様に基板バ
イアス検出回路1の出力信号を使用して、集積回路内の
その他の信号を可能化したり不能化したりすることは、
本技術分野で通常の技量を持っている者にとってはこの
説明から明かであろう。
きに主駆動回路22A の出力を先に述べたように、トラ
ンジスタ32で低信号に引き下げる代わりに、高インピ
ーダンス状態としてもかまわない。これは基板バイアス
検出回路1の出力を線路VLA上の信号に、基板バイアス
検出回路1が十分な基板バイアスが失われたことを検出
したことに応答して、線路VLAを低論理レベルに駆動す
るように、ゲートをかけることによって実現できる。こ
の様な線路VLAに対するゲートがけ、また同様に基板バ
イアス検出回路1の出力信号を使用して、集積回路内の
その他の信号を可能化したり不能化したりすることは、
本技術分野で通常の技量を持っている者にとってはこの
説明から明かであろう。
【0039】従って、回路の残りの部分は線路VBBO
上に低論理信号が受信された時点で不能化出来る。駆
動回路22および24によってバイアスされている回路
のこれらの部分に正のバイアスがかからなければ、回路
のこれらの部分は基板バイアスがたとえ零であってもラ
ッチアップ状態には入らない。この様にして基板バイア
スの喪失は基板バイアス検出回路1によって回路の残り
部分に通信され、回路を不能化する事に依って基板バイ
アス喪失によるラッチアップが発生し得ないようにして
いる。
上に低論理信号が受信された時点で不能化出来る。駆
動回路22および24によってバイアスされている回路
のこれらの部分に正のバイアスがかからなければ、回路
のこれらの部分は基板バイアスがたとえ零であってもラ
ッチアップ状態には入らない。この様にして基板バイア
スの喪失は基板バイアス検出回路1によって回路の残り
部分に通信され、回路を不能化する事に依って基板バイ
アス喪失によるラッチアップが発生し得ないようにして
いる。
【0040】注意しなければならないのは、本発明の長
所は回路の部分の不能化に関して言えば、これが図3に
示すような完全に制御されたバイアス技法を有していな
い回路内部でも実現出来ると言うことである。例えば、
この発明を用いた集積回路は正の電源供給バイアスがV
dd電源から回路に対して直接与えられており、これは図
3に示すような基準電圧回路、かけ算器、および駆動回
路技術を使用しないであろう。この様な場合、基板バイ
アス検出回路1から与えられるVbb喪失条件は、単に回
路のもっとも敏感な部分に対する外部Vdd電源供給にゲ
ートをかけるためだけに使用され、基板バイアスが危険
値に近付いていることが先に述べた方法で検出される
と、外部電源Vddを先の回路部分から切り離す様に使用
される。さらに、図3に示す方法の一部を回路のバイア
ス方法の中で使用して、発明の長所をさらに利用するこ
ともできる。この例は、待機駆動回路24を取り除き、
主駆動回路22のみで回路部分にバイアスをかけられる
ようにするやり方であり、電力を節約する必要の無い場
合である;さらに別の例としては、ただ単に単一の主駆
動回路22(可能であれば単一の待機側駆動回路24と
一緒に)のみを有するものであって、これは回路の残り
部分でただひとつのバイアスレベルのみが必要な場合で
ある。これらの変形例はまた、もちろん、先の発明から
同様の利益を得る。
所は回路の部分の不能化に関して言えば、これが図3に
示すような完全に制御されたバイアス技法を有していな
い回路内部でも実現出来ると言うことである。例えば、
この発明を用いた集積回路は正の電源供給バイアスがV
dd電源から回路に対して直接与えられており、これは図
3に示すような基準電圧回路、かけ算器、および駆動回
路技術を使用しないであろう。この様な場合、基板バイ
アス検出回路1から与えられるVbb喪失条件は、単に回
路のもっとも敏感な部分に対する外部Vdd電源供給にゲ
ートをかけるためだけに使用され、基板バイアスが危険
値に近付いていることが先に述べた方法で検出される
と、外部電源Vddを先の回路部分から切り離す様に使用
される。さらに、図3に示す方法の一部を回路のバイア
ス方法の中で使用して、発明の長所をさらに利用するこ
ともできる。この例は、待機駆動回路24を取り除き、
主駆動回路22のみで回路部分にバイアスをかけられる
ようにするやり方であり、電力を節約する必要の無い場
合である;さらに別の例としては、ただ単に単一の主駆
動回路22(可能であれば単一の待機側駆動回路24と
一緒に)のみを有するものであって、これは回路の残り
部分でただひとつのバイアスレベルのみが必要な場合で
ある。これらの変形例はまた、もちろん、先の発明から
同様の利益を得る。
【0041】発明をその提出された実施例を参考にして
詳細に記述してきたが、この記述はただ例としてのみ示
したものであって、制限を与えるための意図の無いこと
を理解されたい。さらに本発明の実施例の詳細部分に関
しては種々の変更が可能であり、本発明のさらに別の実
施例を作ることも、本技術分野で通常の技量の者であれ
ばこの記述を参考として容易に行えることも理解された
い。この様な変更および別の実施例は、以下に請求され
ている特許の精神並びに真の範囲の中に含まれるものと
考えている。
詳細に記述してきたが、この記述はただ例としてのみ示
したものであって、制限を与えるための意図の無いこと
を理解されたい。さらに本発明の実施例の詳細部分に関
しては種々の変更が可能であり、本発明のさらに別の実
施例を作ることも、本技術分野で通常の技量の者であれ
ばこの記述を参考として容易に行えることも理解された
い。この様な変更および別の実施例は、以下に請求され
ている特許の精神並びに真の範囲の中に含まれるものと
考えている。
【0042】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
る。
【0043】(1) 集積回路であって:バイアスノード
と基板ノードとを有する機能回路と;電源供給端子から
バイアスノードにバイアスをかけるためのバイアス回路
と;それに前記バイアス回路に接続され、前記基板ノー
ドにおけるバイアスが予め定められた電圧を越えた際
に、これに応じて前記バイアスノードに於てバイアスを
不能化するための、基板バイアス検出回路とで構成され
ていることを特徴とする前記集積回路。
と基板ノードとを有する機能回路と;電源供給端子から
バイアスノードにバイアスをかけるためのバイアス回路
と;それに前記バイアス回路に接続され、前記基板ノー
ドにおけるバイアスが予め定められた電圧を越えた際
に、これに応じて前記バイアスノードに於てバイアスを
不能化するための、基板バイアス検出回路とで構成され
ていることを特徴とする前記集積回路。
【0044】(2) 第1項に記載の集積回路に於て、さ
らに:前記基板ノードにバイアスするための基板バイア
ス発生回路を有することを特徴とする前記集積回路。
らに:前記基板ノードにバイアスするための基板バイア
ス発生回路を有することを特徴とする前記集積回路。
【0045】(3) 第2項に記載の集積回路に於て、前
記基板バイアス発生回路が充電ポンプを有することを特
徴とする前記集積回路。
記基板バイアス発生回路が充電ポンプを有することを特
徴とする前記集積回路。
【0046】(4) 第1項に記載の集積回路に於て、前
記基板バイアス発生回路が分圧器を有することを特徴と
する前記集積回路。
記基板バイアス発生回路が分圧器を有することを特徴と
する前記集積回路。
【0047】(5) 第4項に記載の集積回路に於て、前
記分圧器が入力電圧を入力するための第一入力と、前記
バイアス検出回路に結合された第二入力と、それに前記
バイアスノードに接続された出力とを有し;前記基板バ
イアス検出回路は、前記分圧器の前記第二入力に対し
て、前記基板ノードのバイアスが前記予め定められた電
圧を越えた際に、第一の論理レベルを出力し;そして、
前記分圧器はその第二入力に前記第一の論理状態を受信
すると、それに応じてコモン電位を出力することを特徴
とする前記集積回路。
記分圧器が入力電圧を入力するための第一入力と、前記
バイアス検出回路に結合された第二入力と、それに前記
バイアスノードに接続された出力とを有し;前記基板バ
イアス検出回路は、前記分圧器の前記第二入力に対し
て、前記基板ノードのバイアスが前記予め定められた電
圧を越えた際に、第一の論理レベルを出力し;そして、
前記分圧器はその第二入力に前記第一の論理状態を受信
すると、それに応じてコモン電位を出力することを特徴
とする前記集積回路。
【0048】(6) 第1項に記載の集積回路に於て、前
記基板バイアス検出回路が:そのソースが前記基板ノー
ドに接続され、ドレインとゲートが駆動ノードに接続さ
れている第一トランジスタと;前記駆動回路ノードとバ
イアス電位との間に接続された第一負荷と;そのソース
がコモン電位に接続され、ゲートが前記駆動ノードに接
続され、ドレインを有する第二トランジスタと;それに
前記第二トランジスタのドレインと前記バイアス電位と
の間に接続された第二負荷とで構成され;前記第二トラ
ンジスタの前記ドレインが前記バイアス回路に接続され
ていることを特徴とする前記集積回路。
記基板バイアス検出回路が:そのソースが前記基板ノー
ドに接続され、ドレインとゲートが駆動ノードに接続さ
れている第一トランジスタと;前記駆動回路ノードとバ
イアス電位との間に接続された第一負荷と;そのソース
がコモン電位に接続され、ゲートが前記駆動ノードに接
続され、ドレインを有する第二トランジスタと;それに
前記第二トランジスタのドレインと前記バイアス電位と
の間に接続された第二負荷とで構成され;前記第二トラ
ンジスタの前記ドレインが前記バイアス回路に接続され
ていることを特徴とする前記集積回路。
【0049】(7) 第6項に記載の集積回路に於て、前
記第一および第二トランジスタが異なる閾値電圧を有す
ることを特徴とする前記集積回路。
記第一および第二トランジスタが異なる閾値電圧を有す
ることを特徴とする前記集積回路。
【0050】(8) 第7項に記載の集積回路に於て、前
記第一トランジスタの閾値が第二トランジスタの閾値電
圧よりも高いことを特徴とする前記集積回路。
記第一トランジスタの閾値が第二トランジスタの閾値電
圧よりも高いことを特徴とする前記集積回路。
【0051】(9) 第6項に記載の集積回路に於て、前
記第二トランジスタのドレインが前記バイアス回路に反
転器によって接続されていることを特徴とする前記集積
回路。
記第二トランジスタのドレインが前記バイアス回路に反
転器によって接続されていることを特徴とする前記集積
回路。
【0052】(10) 基板バイアス検出回路に於て:その
ソースが前記基板ノードに接続され、ドレインとゲート
が駆動ノードに接続されている第一トランジスタと;前
記駆動回路ノードとバイアス電位との間に接続された第
一負荷と;そのソースがコモン電位に接続され、ゲート
が前記駆動ノードに接続され、ドレインを有する第二ト
ランジスタと;それに前記第二トランジスタのドレイン
と前記バイアス電位との間に接続された第二負荷とで構
成されることを特徴とする前記基板バイアス検出回路。
ソースが前記基板ノードに接続され、ドレインとゲート
が駆動ノードに接続されている第一トランジスタと;前
記駆動回路ノードとバイアス電位との間に接続された第
一負荷と;そのソースがコモン電位に接続され、ゲート
が前記駆動ノードに接続され、ドレインを有する第二ト
ランジスタと;それに前記第二トランジスタのドレイン
と前記バイアス電位との間に接続された第二負荷とで構
成されることを特徴とする前記基板バイアス検出回路。
【0053】(11) 第10項に記載の検出回路に於て、
前記第一および第二トランジスタが異なる閾値電圧を有
することを特徴とする前記検出回路。
前記第一および第二トランジスタが異なる閾値電圧を有
することを特徴とする前記検出回路。
【0054】(12) 第11項に記載の検出回路に於て、
前記第一トランジスタの閾値が第二トランジスタの閾値
電圧よりも高いことを特徴とする前記検出回路。
前記第一トランジスタの閾値が第二トランジスタの閾値
電圧よりも高いことを特徴とする前記検出回路。
【0055】(13) 第10項に記載の検出回路に於て、
さらに:前記第二トランジスタのドレイン接続された、
バッファ回路を有することを特徴とする前記検出回路。
さらに:前記第二トランジスタのドレイン接続された、
バッファ回路を有することを特徴とする前記検出回路。
【0056】(14) 第13項に記載の検出回路に於て、
前記バッファ回路が反転器を有することを特徴とする前
記検出回路。
前記バッファ回路が反転器を有することを特徴とする前
記検出回路。
【0057】(15) 第10項に記載の検出回路に於て、
前記第一負荷がトランジスタで構成されていることを特
徴とする前記検出回路。
前記第一負荷がトランジスタで構成されていることを特
徴とする前記検出回路。
【0058】(16) 第10項に記載の検出回路に於て、
前記第二負荷がトランジスタで構成されていることを特
徴とする前記検出回路。
前記第二負荷がトランジスタで構成されていることを特
徴とする前記検出回路。
【0059】(17) 第10項に記載の検出回路に於て、
前記第一および第二トランジスタが第一導通型であり;
そして前記第一負荷装置が第二導通型トランジスタで構
成され、そのソース・ドレイン路が前記駆動ノードと前
記バイアス電位との間に接続され、前記第一トランジス
タが導通状態となるのに応じて、ソース・ドレイン路が
導通となるようにゲートが電位に結合されていることを
特徴とする前記検出回路。
前記第一および第二トランジスタが第一導通型であり;
そして前記第一負荷装置が第二導通型トランジスタで構
成され、そのソース・ドレイン路が前記駆動ノードと前
記バイアス電位との間に接続され、前記第一トランジス
タが導通状態となるのに応じて、ソース・ドレイン路が
導通となるようにゲートが電位に結合されていることを
特徴とする前記検出回路。
【0060】(18) 第10項に記載の検出回路に於て、
前記第一および第二トランジスタが第一導通型であり;
そして前記第二負荷装置が第二導通型トランジスタで構
成され、そのソース・ドレイン路が前記第二トランジス
タの前記ドレインと前記バイアス電位との間に接続さ
れ、そのゲートが前記第二トランジスタのゲートに結合
されていることを特徴とする前記検出回路。
前記第一および第二トランジスタが第一導通型であり;
そして前記第二負荷装置が第二導通型トランジスタで構
成され、そのソース・ドレイン路が前記第二トランジス
タの前記ドレインと前記バイアス電位との間に接続さ
れ、そのゲートが前記第二トランジスタのゲートに結合
されていることを特徴とする前記検出回路。
【0061】(19) 基板バイアス検出回路であって:そ
のソースが基板電位に接続され、そのゲートおよびドレ
インが互いに接続されている第一nチャンネルMOSト
ランジスタと;そのソースがコモン電位に接続され、そ
のゲートが前記第一nチャンネルMOSトランジスタの
ドレインに接続されている第二nチャンネルMOSトラ
ンジスタと;それぞれバイアス電位と前記第一および第
二nチャンネルMOSトランジスタのドレインとに接続
されている第一および第二負荷とで構成されていること
を特徴とする前記基板バイアス検出回路。
のソースが基板電位に接続され、そのゲートおよびドレ
インが互いに接続されている第一nチャンネルMOSト
ランジスタと;そのソースがコモン電位に接続され、そ
のゲートが前記第一nチャンネルMOSトランジスタの
ドレインに接続されている第二nチャンネルMOSトラ
ンジスタと;それぞれバイアス電位と前記第一および第
二nチャンネルMOSトランジスタのドレインとに接続
されている第一および第二負荷とで構成されていること
を特徴とする前記基板バイアス検出回路。
【0062】(20) 第19項記載の検出回路に於て、前
記第一nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧が前
記nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧と異なる
ことを特徴とする前記検出回路。
記第一nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧が前
記nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧と異なる
ことを特徴とする前記検出回路。
【0063】(21) 第20項記載の検出回路に於て、前
記第一nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧が前
記nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧よりも高
いことを特徴とする前記検出回路。
記第一nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧が前
記nチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧よりも高
いことを特徴とする前記検出回路。
【0064】(22) 基板バイアス検出回路が開示されて
いる。回路は第一および第二トランジスタを有し、第一
トランジスタ2のソースは基板に接続され、第二トラン
ジスタ4のソースはコモン電位(すなわち接地電位)に
接続されている。第一トランジスタ2のゲートおよびド
レインは互いに接続されて、第二トランジスタ4のゲー
トに接続され、負荷装置6、8は第一および第二トラン
ジスタのトケレインと電源供給ノードからのバイアス電
位との間に接続されている。第一および第二トランジス
タの閾値電圧は互いに違っており、この違いに依って、
回路が応答しなければいけないコモン電位に対する基板
電圧が定められる。基板が第二トランジスタ4を導通さ
せるのに十分な電圧に到達すると、第二トランジスタ4
のドレインはコモン電位の方に引かれ、基板バイアスが
失われたことを示す。回路は集積回路の中に組み込まれ
るものとし、その場合基板バイアスが喪失した際に供給
電源電圧をその他の回路から切り離し、この様なその他
の回路内でラッチアップが発生する可能性を排除してい
る。
いる。回路は第一および第二トランジスタを有し、第一
トランジスタ2のソースは基板に接続され、第二トラン
ジスタ4のソースはコモン電位(すなわち接地電位)に
接続されている。第一トランジスタ2のゲートおよびド
レインは互いに接続されて、第二トランジスタ4のゲー
トに接続され、負荷装置6、8は第一および第二トラン
ジスタのトケレインと電源供給ノードからのバイアス電
位との間に接続されている。第一および第二トランジス
タの閾値電圧は互いに違っており、この違いに依って、
回路が応答しなければいけないコモン電位に対する基板
電圧が定められる。基板が第二トランジスタ4を導通さ
せるのに十分な電圧に到達すると、第二トランジスタ4
のドレインはコモン電位の方に引かれ、基板バイアスが
失われたことを示す。回路は集積回路の中に組み込まれ
るものとし、その場合基板バイアスが喪失した際に供給
電源電圧をその他の回路から切り離し、この様なその他
の回路内でラッチアップが発生する可能性を排除してい
る。
【図1】発明の提出された実施例に基づく基板バイアス
検出回路を図式的に示した電気回路図。
検出回路を図式的に示した電気回路図。
【図2】図1に示す回路の遷移特性。
【図3】図1の回路に応答する、集積回路用チップ登載
調節駆動装置をブロック的に示す電気回路図。
調節駆動装置をブロック的に示す電気回路図。
【図4】図2の装置で使用される電圧調整駆動回路の、
図式的に示した電気回路図。
図式的に示した電気回路図。
2,4,32,42,44,46……nチャンネルトラ
ンジスタ 6,8,30,38,39,48,49,50……pチ
ャンネルトランジスタ 10,11,40……反転器 36……不能化回路
ンジスタ 6,8,30,38,39,48,49,50……pチ
ャンネルトランジスタ 10,11,40……反転器 36……不能化回路
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/06
Claims (1)
- 【請求項1】 集積回路であって:バイアスノードと基
板ノードとを有する機能回路と;電源供給端子からバイ
アスノードにバイアスをかけるためのバイアス回路と;
及び前記バイアス回路に接続され、前記基板ノードにお
けるバイアスが予め定められた電圧を越えた際に、これ
に応じて前記バイアスノードに於いてバイアスを不能化
するための、基板バイアス検出回路とで構成されている
ことを特徴とする前記集積回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US47506190A | 1990-02-05 | 1990-02-05 | |
| US475061 | 1990-02-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169913A true JPH07169913A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3258675B2 JP3258675B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=23886095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01444491A Expired - Fee Related JP3258675B2 (ja) | 1990-02-05 | 1991-02-05 | 基板バイアス電圧検出回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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