JPH1065507A - Switch circuit and logic circuit - Google Patents
Switch circuit and logic circuitInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トランスファーゲートを通過した信号振幅の
劣化を低減し、しかも入出力信号を明確に分離すること
ができるスイッチ回路を提供することを目的とするもの
である。
【解決手段】 ソースが信号入力端子に接続され、ドレ
インが信号出力端子に接続されている第1のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタと、ソースが制御端子に
接続され、ドレインが上記第1のnMOSエンハンスメ
ント型トランジスタのゲートに接続され、ゲートが電源
に接続されている第2のnMOSエンハンスメント型ト
ランジスタとを有し、第1のnMOSエンハンスメント
型トランジスタのボディーと第2のnMOSエンハンス
メント型トランジスタのボディーとがフローティングさ
れているスイッチ回路である。
(57) [Problem] To provide a switch circuit capable of reducing deterioration of signal amplitude passing through a transfer gate and clearly separating input and output signals. SOLUTION: A first nMOS enhancement type transistor having a source connected to a signal input terminal and a drain connected to a signal output terminal, and a first nMOS enhancement type transistor having a source connected to a control terminal and a drain connected to the first nMOS enhancement type transistor. And a second nMOS enhancement type transistor having a gate connected to a power supply and a body of the first nMOS enhancement type transistor and a body of the second nMOS enhancement type transistor floating. Switch circuit.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、nMOSエンハン
スメント型トランジスタまたはpMOSエンハンスメン
ト型トランジスタのみをトランスファーゲートとして用
いるスイッチ回路および論理回路に関するものである。The present invention relates to a switch circuit and a logic circuit using only an nMOS enhancement type transistor or a pMOS enhancement type transistor as a transfer gate.
【0002】[0002]
【従来の技術】トランスファーゲートは、パストランジ
スタ構成の論理回路の部分回路として、または、双方向
伝搬可能な配線間スイッチとして使用される。2. Description of the Related Art A transfer gate is used as a partial circuit of a logic circuit having a pass transistor structure, or as a switch between wires capable of bidirectional propagation.
【0003】図7は、nMOSトランジスタのみでトラ
ンスファーゲートを構成した場合における従来のスイッ
チ回路SW0を示す回路図である。図8は、上記従来の
スイッチ回路SW0の動作波形を示す図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional switch circuit SW0 in a case where a transfer gate is constituted only by nMOS transistors. FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms of the conventional switch circuit SW0.
【0004】次に、従来のスイッチ回路SW0の動作に
ついて説明する。スイッチ回路SW0において、制御端
子cにハイレベル信号が入力された状態で、入力端子i
nの信号がローレベル信号からハイレベル信号に変化し
た場合、出力端子outの電位が上昇するとともに、ト
ランジスタTR2の電位は、トランジスタTR2のソー
スゲートオーバーラップ容量に加わる電位差を保存した
まま上昇し、最終的には電源電圧を越える。したがっ
て、出力端子outの電位が電源電圧近くまで上昇して
も、トランジスタTR2がオフしないので、図8(2)
に示すように、出力端子outの電位は電源電圧まで確
実に上昇することができる。Next, the operation of the conventional switch circuit SW0 will be described. In the switch circuit SW0, when a high-level signal is input to the control terminal c, the input terminal i
When the signal n changes from a low level signal to a high level signal, the potential of the output terminal out rises, and the potential of the transistor TR2 rises while preserving the potential difference applied to the source-gate overlap capacitance of the transistor TR2, Eventually, it exceeds the power supply voltage. Therefore, even if the potential of the output terminal out rises to near the power supply voltage, the transistor TR2 does not turn off.
As shown in (5), the potential of the output terminal out can surely rise to the power supply voltage.
【0005】ところが、入力端子inにハイレベル信号
が入力された状態で、制御端子cの信号をローレベル信
号からハイレベル信号に変化させた場合、ソースゲート
間電圧が保存されないので、トランジスタTR2のゲー
ト電位は昇圧しない。したがって、この場合には、出力
端子outが電源電圧から閾値電圧分降下したところ
で、トランジスタTR2がオフし、図8(1)に示すよ
うに、出力端子outの電位を電源電圧まで上昇させる
ことができない。However, if the signal at the control terminal c is changed from a low-level signal to a high-level signal while a high-level signal is being input to the input terminal in, the voltage between the source and the gate is not preserved. The gate potential does not increase. Therefore, in this case, when the output terminal out drops by the threshold voltage from the power supply voltage, the transistor TR2 is turned off, and as shown in FIG. 8A, the potential of the output terminal out can be raised to the power supply voltage. Can not.
【0006】一方、ボディーの電位を接地電位に固定し
たバルク型nMOSトランジスタを上記スイッチ回路に
適用した場合では、body effect のために、スイッチ回
路を通過した信号の振幅の減少が、閾値電圧以上に助長
されて生ずる。On the other hand, when a bulk nMOS transistor in which the potential of the body is fixed to the ground potential is applied to the switch circuit, the decrease in the amplitude of the signal passing through the switch circuit exceeds the threshold voltage due to the body effect. It occurs when encouraged.
【0007】上記従来例においてnMOSトランジスタ
の代わりにpMOSトランジスタを使用した場合の動作
も、nMOSトランジスタを使用した上記従来例におけ
る上記動作と同様である。The operation when the pMOS transistor is used instead of the nMOS transistor in the above conventional example is the same as the operation in the above conventional example using the nMOS transistor.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】低電源電圧では、電源
電圧に対する閾値電圧の比が大きくなるので、信号振幅
の劣化はさらに大きくなり、回路の動作上、問題にな
る。このような信号振幅の劣化を低減させるためには、
より一層低い閾値のトランジスタを使用しなければなら
ない。At a low power supply voltage, the ratio of the threshold voltage to the power supply voltage becomes large, so that the deterioration of the signal amplitude is further increased, which causes a problem in the operation of the circuit. In order to reduce such signal amplitude deterioration,
Even lower threshold transistors must be used.
【0009】しかし、低い閾値のトランジスタをデプレ
ション型トランジスタとして使用すると、スイッチ回路
の入出力信号を分離することができないので、回路が誤
動作する。したがって、デプレション型トランジスタを
使用することはできないので、閾値には下限がある。つ
まり、上記従来例では、トランスファーゲートを通過し
た信号振幅の劣化が大きいという問題がある。However, if a transistor having a low threshold value is used as a depletion type transistor, the input / output signals of the switch circuit cannot be separated, and the circuit malfunctions. Therefore, since a depletion type transistor cannot be used, the threshold has a lower limit. That is, in the above-described conventional example, there is a problem that the amplitude of the signal passing through the transfer gate is greatly deteriorated.
【0010】本発明は、トランスファーゲートを通過し
た信号振幅の劣化を低減し、しかも入出力信号を明確に
分離することができるスイッチ回路および論理回路を提
供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a switch circuit and a logic circuit capable of reducing the deterioration of the amplitude of a signal passing through a transfer gate and clearly separating input and output signals.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1〜3記載の発明
は、ソースが信号入力端子に接続され、ドレインが信号
出力端子に接続されている第1のnMOSエンハンスメ
ント型トランジスタと、ソースが制御端子に接続され、
ドレインが上記第1のnMOSエンハンスメント型トラ
ンジスタのゲートに接続され、ゲートが電源に接続され
ている第2のnMOSエンハンスメント型トランジスタ
とを有し、第1のnMOSエンハンスメント型トランジ
スタのボディーと第2のnMOSエンハンスメント型ト
ランジスタのボディーとがフローティングされているス
イッチ回路である。According to the present invention, there is provided a first nMOS enhancement type transistor having a source connected to a signal input terminal and a drain connected to a signal output terminal, and a source controlled by the first nMOS enhancement type transistor. Connected to the terminal,
A second nMOS enhancement transistor having a drain connected to a gate of the first nMOS enhancement transistor and having a gate connected to a power supply, a body of the first nMOS enhancement transistor and a second nMOS transistor; This is a switch circuit in which the body of the enhancement transistor is floating.
【0012】請求項4〜6記載の発明は、請求項1〜3
記載の発明において、nMOSエンハンスメント型トラ
ンジスタの代わりにpMOSエンハンスメント型トラン
ジスタを使用したものである。The invention according to claims 4 to 6 is the invention according to claims 1 to 3.
In the described invention, a pMOS enhancement transistor is used in place of the nMOS enhancement transistor.
【0013】請求項7記載の発明は、請求項1記載の発
明をトランスファーゲートとして用いる論理回路であっ
て、上記第1、2のトランジスタの閾値電圧は、上記論
理回路を構成するトランジスタのうちで上記第1、2の
トランジスタ以外のトランジスタの閾値電圧よりも小さ
い論理回路である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a logic circuit using the first aspect of the present invention as a transfer gate, wherein a threshold voltage of the first and second transistors is one of transistors included in the logic circuit. The logic circuit is smaller than the threshold voltages of the transistors other than the first and second transistors.
【0014】請求項8記載の発明は、請求項4記載の発
明をトランスファーゲートとして用いる論理回路であっ
て、上記第1、2のトランジスタの閾値電圧は、上記論
理回路を構成するトランジスタのうちで上記第1、2の
トランジスタ以外のトランジスタの閾値電圧よりも小さ
い論理回路である。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a logic circuit using the fourth aspect of the invention as a transfer gate, wherein a threshold voltage of the first and second transistors is one of the transistors constituting the logic circuit. The logic circuit is smaller than the threshold voltages of the transistors other than the first and second transistors.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態および実施例】図1は、本発明の一
実施例であるスイッチ回路SW1を示す回路図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing a switch circuit SW1 according to one embodiment of the present invention.
【0016】スイッチ回路SW1は、第1のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタTR11と、第2のnM
OSエンハンスメント型トランジスタTR12とを有す
る。第1のnMOSエンハンスメント型トランジスタT
R11は、そのソースが信号入力端子inに接続され、
そのゲートが第2のnMOSエンハンスメント型トラン
ジスタTR12のドレインに接続され、そのドレインが
信号出力端子outに接続されている。また、第2のn
MOSエンハンスメント型トランジスタTR12は、そ
のソースが制御端子cに接続され、そのゲートが、電源
電圧VDDに固定され、nMOSエンハンスメントトラ
ンジスタTR11、TR12のそれぞれのボディーがフ
ローティングされている。なお、制御端子cは、スイッ
チ回路SW1のオン、オフを制御する制御端子である。The switch circuit SW1 includes a first nMOS enhancement type transistor TR11 and a second nM
OS enhancement type transistor TR12. First nMOS enhancement type transistor T
R11 has its source connected to the signal input terminal in,
The gate is connected to the drain of the second nMOS enhancement type transistor TR12, and the drain is connected to the signal output terminal out. Also, the second n
The source of the MOS enhancement transistor TR12 is connected to the control terminal c, the gate is fixed to the power supply voltage VDD, and the bodies of the nMOS enhancement transistors TR11 and TR12 are floating. Note that the control terminal c is a control terminal that controls on / off of the switch circuit SW1.
【0017】次に、スイッチ回路SW1の動作について
説明する。Next, the operation of the switch circuit SW1 will be described.
【0018】まず、スイッチ回路SW1をオン状態にす
るには、制御端子cをハイレベルにし、オフ状態にする
には、制御端子cをローレベルにする。スイッチ回路S
W1をオン状態にしてハイレベル信号を伝搬する場合、
第1のnMOSエンハンスメント型トランジスタTR1
1のゲートがフローティングになり、第1のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタTR11のゲートソース
間電圧が閾値電圧以上の値に保たれる。この結果、閾値
電圧分の電圧が降下することなく、ハイレベル信号を伝
搬することができ、したがって、遷移時間が小さくな
る。First, the control terminal c is set to a high level to turn on the switch circuit SW1, and the control terminal c is set to a low level to turn it off. Switch circuit S
When a high level signal is propagated with W1 turned on,
First nMOS enhancement type transistor TR1
The first gate becomes floating, and the gate-source voltage of the first nMOS enhancement transistor TR11 is maintained at a value equal to or higher than the threshold voltage. As a result, a high-level signal can be propagated without a voltage drop by the threshold voltage, and the transition time is shortened.
【0019】また、スイッチ回路SW1において、スイ
ッチ回路SW1を構成するトランジスタTR11、TR
12をSOI構造とすることによって、ソースドレイン
間の静的なリーク電流を抑制することができる。また、
トランジスタTR11、TR12をSOI構造の完全空
乏型とすることによって、body effect を抑制しつつ、
閾値電圧を低くすることが可能になり、出力における信
号振幅の劣化を低減し、しかもトランスファーゲートの
入出力信号を良好に分離することができる。In the switch circuit SW1, the transistors TR11, TR constituting the switch circuit SW1
By using the SOI structure 12, a static leak current between the source and the drain can be suppressed. Also,
By making the transistors TR11 and TR12 of the SOI structure fully depleted, while suppressing the body effect,
This makes it possible to lower the threshold voltage, reduce the deterioration of the signal amplitude at the output, and satisfactorily separate the input and output signals of the transfer gate.
【0020】図2は、本発明の他の実施例であるスイッ
チ回路SW2を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a switch circuit SW2 according to another embodiment of the present invention.
【0021】スイッチ回路SW2は、第1のpMOSエ
ンハンスメント型トランジスタTR21と第2のpMO
Sエンハンスメント型トランジスタTR22とを有す
る。第1のpMOSエンハンスメント型トランジスタT
R21は、そのソースが信号入力端子inに接続され、
そのゲートが第2のpMOSエンハンスメント型トラン
ジスタTR22のドレインに接続され、そのドレインが
出力端子outに接続されている。また、第2のpMO
Sエンハンスメント型トランジスタTR22は、そのソ
ースが制御端子cに接続され、そのゲートが接地電位に
固定されている。また、第1、第2のpMOSエンハン
スメントトランジスタTR21、TR22のそれぞれの
ボディーが、フローティングされている。The switch circuit SW2 includes a first pMOS enhancement transistor TR21 and a second pMO
And an S enhancement type transistor TR22. First pMOS enhancement type transistor T
R21 has its source connected to the signal input terminal in,
The gate is connected to the drain of the second pMOS enhancement transistor TR22, and the drain is connected to the output terminal out. Also, the second pMO
The source of the S enhancement type transistor TR22 is connected to the control terminal c, and the gate is fixed to the ground potential. The bodies of the first and second pMOS enhancement transistors TR21 and TR22 are floating.
【0022】次に、スイッチ回路SW2の動作について
説明する。Next, the operation of the switch circuit SW2 will be described.
【0023】スイッチSW2をオン状態にするには、制
御端子cをローレベルに維持し、オフ状態にする場合
は、制御端子cをハイレベルにする。スイッチSW2を
オンにした状態でローレベル信号を伝搬する場合、第1
のpMOSエンハンスメント型トランジスタTR21の
ゲートがフローティングになり、第1のpMOSエンハ
ンスメント型トランジスタTR21のゲートソース間電
圧は閾値電圧以上の値に保たれる。したがって、閾値電
圧分の電圧が降下することなく、ローレベル信号が伝搬
し、このために遷移時間が小さくなる。When the switch SW2 is turned on, the control terminal c is maintained at a low level. When the switch SW2 is turned off, the control terminal c is set at a high level. When transmitting a low-level signal with the switch SW2 turned on, the first
The gate of the pMOS enhancement transistor TR21 becomes floating, and the gate-source voltage of the first pMOS enhancement transistor TR21 is maintained at a value equal to or higher than the threshold voltage. Therefore, the low-level signal propagates without the voltage of the threshold voltage dropping, and the transition time is shortened.
【0024】また、スイッチ回路SW2を構成するトラ
ンジスタTR21、TR22をSOI構造とすることに
よって、ソースドレイン間の静的なリーク電流を抑制す
ることができる。また、トランジスタTR21、TR2
2をSOI構造の完全空乏型とすることによって、body
effect を抑制しつつ、閾値電圧を低くすることが可能
になり、出力における信号振幅の劣化を低減し、しかも
トランスファーゲートの入出力信号を良好に分離するこ
とができる。In addition, since the transistors TR21 and TR22 forming the switch circuit SW2 have an SOI structure, a static leakage current between the source and the drain can be suppressed. Also, the transistors TR21, TR2
By making SOI 2 a fully depleted SOI structure,
It is possible to lower the threshold voltage while suppressing the effect, reduce the deterioration of the signal amplitude at the output, and satisfactorily separate the input and output signals of the transfer gate.
【0025】図3は、本発明の別の実施例である論理回
路LCを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a logic circuit LC according to another embodiment of the present invention.
【0026】論理回路LCは、Manchester-carry型全加
算器のキャリー伝搬用トランスファーゲートとして、上
記スイッチ回路SW1を適用した実施例である。The logic circuit LC is an embodiment in which the switch circuit SW1 is applied as a transfer gate for carry propagation of a Manchester-carry type full adder.
【0027】図4は、本発明のさらに他の実施例である
論理回路LCaを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a logic circuit LCa according to still another embodiment of the present invention.
【0028】図4に示す論理回路LCaは、4ビットの
加算器であり、論理回路LCと同じ全加算器LC0、L
C1、LC2、LC3を使用した加算器である。論理回
路LCaにおいて、入力信号A0、A1、A2、A3、
B0、B1、B2、B3を同時に印加した場合、2段目
以下の全加算器LC1、LC2、LC3における各トラ
ンスファーゲートのゲート信号(制御端子cの信号)が
入力信号(入力端子inの入力信号)よりも早く到達す
るので、オーバーフローOVFまでフルスイングの信号
を通過させることができ。つまり、トランスファーゲー
トを通過した信号振幅の劣化を低減することができる。The logic circuit LCa shown in FIG. 4 is a 4-bit adder, and has the same full adders LC0 and L as the logic circuit LC.
This is an adder using C1, LC2, and LC3. In the logic circuit LCa, the input signals A0, A1, A2, A3,
When B0, B1, B2, and B3 are applied simultaneously, the gate signal (the signal at the control terminal c) of each transfer gate in the full adders LC1, LC2, and LC3 in the second and lower stages is an input signal (the input signal at the input terminal in). ), The signal of the full swing can be passed to the overflow OVF. That is, it is possible to reduce the deterioration of the amplitude of the signal passing through the transfer gate.
【0029】論理回路LC、LCaにおいて使用されて
いるスイッチ回路SW1を構成する2つのトランジスタ
TR11、TR12を、閾値の低いトランジスタで構成
し、その他の部分を閾値の高いトランジスタで構成す
る。また、論理回路LC、LCaにおいて使用されてい
るスイッチ回路SW2を構成する2つのトランジスタT
R21、TR22を、閾値の低いトランジスタで構成
し、その他の部分を閾値の高いトランジスタで構成す
る。つまり、クリティカルパスの部分のみに低閾値トラ
ンジスタを使用する。The two transistors TR11 and TR12 constituting the switch circuit SW1 used in the logic circuits LC and LCa are constituted by low threshold transistors, and the other parts are constituted by high threshold transistors. Also, two transistors T constituting the switch circuit SW2 used in the logic circuits LC and LCa
R21 and TR22 are composed of low threshold transistors, and the other parts are composed of high threshold transistors. That is, a low threshold transistor is used only for the critical path.
【0030】このように、クリティカルパスの部分のみ
に低閾値トランジスタを使用し、その他の部分に高閾値
のトランジスタを使用することによって、全部分を低閾
値トランジスタで構成した場合と同じ伝搬遅延時間を維
持したまま、全部分を低閾値トランジスタで構成した場
合よりも、動作時のリーク電流に伴う消費電力を削減す
ることができる。As described above, by using low-threshold transistors only in the critical path portion and using high-threshold transistors in other portions, the same propagation delay time as when all portions are constituted by low-threshold transistors is obtained. The power consumption due to the leakage current during operation can be reduced as compared with the case where all the parts are configured by the low-threshold transistors while maintaining the same.
【0031】上記実施例によれば、nMOSエンハンス
メント型トランジスタを使用したスイッチ回路SW1を
トランスファーゲートとして使用した場合、そのトラン
スファーゲートのゲート(制御端子c)に到達する信号
が、トランスファーゲートの入力端子in(ソース)に
入力される信号よりも早く到達し、ハイレベル信号伝搬
時に、信号を伝搬するnMOSエンハンスメント型トラ
ンジスタのゲートソース間電圧が閾値電圧以上に保たれ
るので、ハイレベル出力時に閾値電圧分の電圧が降下せ
ず、しかも、オン抵抗の小さいスイッチ回路を実現する
ことができる。pMOSエンハンスメント型トランジス
タを使用したスイッチ回路SW2をトランスファーゲー
トとして使用した場合も、上記と同様に、ハイレベル出
力時に閾値電圧分の電圧が降下せず、しかも、オン抵抗
の小さいスイッチ回路を実現することができる。According to the above embodiment, when the switch circuit SW1 using the nMOS enhancement type transistor is used as a transfer gate, a signal reaching the gate (control terminal c) of the transfer gate is supplied to the input terminal in of the transfer gate. When the signal arrives earlier than the signal input to the (source) and the high-level signal propagates, the gate-source voltage of the nMOS enhancement type transistor that propagates the signal is maintained at or above the threshold voltage. , A switch circuit having a low ON resistance can be realized. Even when a switch circuit SW2 using a pMOS enhancement type transistor is used as a transfer gate, a switch circuit having a low on-resistance and having a low threshold voltage at the time of high-level output is realized as described above. Can be.
【0032】また、上記の入力条件が満たされない場合
でも、トランスファーゲートのSOI構造の完全空乏型
トランジスタを使用することによって、閾値電圧を低く
することができる。したがって、高い閾値電圧のものに
比べて、閾値電圧分の降下の影響を小さくすることがで
きる。Even when the above-mentioned input conditions are not satisfied, the threshold voltage can be reduced by using a fully depleted transistor having an SOI structure of the transfer gate. Therefore, the influence of the drop of the threshold voltage can be reduced as compared with the case of the high threshold voltage.
【0033】図5は、相対的に高い閾値電圧を有するn
MOSトランジスタを用いたスイッチ回路SW1におい
て、入力端子inと制御端子cとに印加した信号と、出
力端子outの信号波形とを、シュミレーションで計算
した結果を示す図である。FIG. 5 shows n having a relatively high threshold voltage.
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of calculating a signal applied to an input terminal in and a control terminal c and a signal waveform of an output terminal out by simulation in a switch circuit SW1 using a MOS transistor.
【0034】図5(1)に示すように、制御端子cの信
号が入力端子inの信号よりも遅く到達する場合、出力
端子outでは電源電位まで上昇しない。これに対し
て、図5(2)に示すように、制御端子cの信号が入力
端子inの信号よりも早く到達すると、出力端子out
の信号は電源電位まで上昇する。As shown in FIG. 5A, when the signal at the control terminal c arrives later than the signal at the input terminal in, the output terminal out does not rise to the power supply potential. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the signal at the control terminal c arrives earlier than the signal at the input terminal in, the output terminal out is output.
Signal rises to the power supply potential.
【0035】図6は、相対的に低い閾値電圧を有するn
MOSトランジスタを用いたスイッチ回路SW1におい
て、入力端子in、制御端子cに印加した信号と、出力
端子outの信号波形とを、シュミレーションで計算し
た結果を示す図である。FIG. 6 shows n having a relatively low threshold voltage.
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of a simulation of a signal applied to an input terminal in and a control terminal c and a signal waveform of an output terminal out in a switch circuit SW1 using a MOS transistor.
【0036】制御端子cの信号が入力端子inの信号よ
りも遅く到達すると、トランスファーゲートのトランジ
スタとして、閾値電圧の低いものを使用することによっ
て、図5(2)に示す高い閾値を用いた場合に比べて、
図6(2)に示すように、電圧降下の影響を抑制するこ
とができる。When the signal at the control terminal c arrives later than the signal at the input terminal in, a low threshold voltage transistor is used as the transfer gate transistor, so that the high threshold shown in FIG. Compared to
As shown in FIG. 6B, the effect of the voltage drop can be suppressed.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、トランスファーゲート
を通過した信号振幅の劣化を低減し、しかも、入出力分
離を明確にすることができるという効果を奏する。According to the present invention, it is possible to reduce the deterioration of the amplitude of the signal passing through the transfer gate and to clarify the input / output separation.
【図1】本発明の第1の実施例であるスイッチ回路SW
1を示す回路図である。FIG. 1 shows a switch circuit SW according to a first embodiment of the present invention.
FIG.
【図2】本発明の第2の実施例であるスイッチ回路SW
2を示す回路図である。FIG. 2 shows a switch circuit SW according to a second embodiment of the present invention.
FIG.
【図3】本発明の第3の実施例である論理回路LCを示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a logic circuit LC according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施例であるを示す論理回路L
Caを示す図である。FIG. 4 shows a logic circuit L according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure which shows Ca.
【図5】相対的に高い閾値電圧を有するnMOSトラン
ジスタを用いたスイッチ回路SW1において、入力端子
inと制御端子cとに印加した信号と、出力端子out
の信号波形とを、シュミレーションで計算した結果を示
す図である。FIG. 5 shows a signal applied to an input terminal in and a control terminal c in a switch circuit SW1 using an nMOS transistor having a relatively high threshold voltage, and an output terminal out.
FIG. 9 is a diagram showing a result of calculating the signal waveform of FIG.
【図6】相対的に低い閾値電圧を有するnMOSトラン
ジスタを用いたスイッチ回路(挿入図)において、入力
端子in、制御端子cに印加した信号と、出力端子ou
tの信号波形とを、シュミレーションで計算した結果を
示す図である。FIG. 6 shows a switch circuit using an nMOS transistor having a relatively low threshold voltage (inset), a signal applied to an input terminal in, a control terminal c, and an output terminal ou.
FIG. 9 is a diagram illustrating a result of calculating a signal waveform of t by simulation.
【図7】nMOSトランジスタのみでトランスファーゲ
ートを構成した場合における従来のスイッチ回路SW0
を示す回路図である。FIG. 7 shows a conventional switch circuit SW0 in a case where a transfer gate is constituted only by nMOS transistors.
FIG.
【図8】上記従来のスイッチ回路SW0の動作波形を示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms of the conventional switch circuit SW0.
SW1、SW2…スイッチ回路(トランスファーゲー
ト)、 TR11…第1のnMOSエンハンスメント型トランジ
スタ、 TR12…第2のnMOSエンハンスメント型トランジ
スタ、 TR21…第1のpMOSエンハンスメント型トランジ
スタ、 TR22…第2のpMOSエンハンスメント型トランジ
スタ、 LC、LC0〜LC3…論理回路(全加算器)、 LCa…論理回路(4ビット加算器)。SW1, SW2: switch circuit (transfer gate), TR11: first nMOS enhancement type transistor, TR12: second nMOS enhancement type transistor, TR21: first pMOS enhancement type transistor, TR22: second pMOS enhancement type transistor , LC, LC0 to LC3 ... logic circuit (full adder), LCa ... logic circuit (4-bit adder).
Claims (8)
インが信号出力端子に接続されている第1のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタと;ソースが制御端子に
接続され、ドレインが上記第1のnMOSエンハンスメ
ント型トランジスタのゲートに接続され、ゲートが電源
に接続されている第2のnMOSエンハンスメント型ト
ランジスタと;を有し、上記第1のnMOSエンハンス
メント型トランジスタのボディーと上記第2のnMOS
エンハンスメント型トランジスタのボディーとがフロー
ティングされていることを特徴とするスイッチ回路。A first nMOS enhancement transistor having a source connected to the signal input terminal and a drain connected to the signal output terminal; a source connected to the control terminal and a drain connected to the first nMOS enhancement type transistor. A second nMOS enhancement transistor connected to the gate of the transistor and having a gate connected to the power supply; a body of the first nMOS enhancement transistor and the second nMOS
A switch circuit, wherein a body of an enhancement transistor is floating.
上記第2のnMOSエンハンスメント型トランジスタ
は、SOI構造のトランジスタであることを特徴とする
スイッチ回路。2. The transistor of claim 1, wherein the first nMOS enhancement type transistor is
The switch circuit, wherein the second nMOS enhancement type transistor is a transistor having an SOI structure.
上記第2のnMOSエンハンスメント型トランジスタ
は、完全空乏型であることを特徴とするスイッチ回路。3. The transistor according to claim 2, wherein the first nMOS enhancement type transistor comprises:
The switch circuit, wherein the second nMOS enhancement type transistor is a fully depleted type.
インが信号出力端子に接続されている第1のpMOSエ
ンハンスメント型トランジスタと;ゲートが接地電位に
接続され、ソースが制御端子に接続され、ドレインが上
記第1のpMOSエンハンスメント型トランジスタのゲ
ートに接続されている第2のpMOSエンハンスメント
型トランジスタと;を有し、上記第1のpMOSエンハ
ンスメント型トランジスタのボディーと上記第2のpM
OSエンハンスメント型トランジスタのボディーとがフ
ローティングされていることを特徴とするスイッチ回
路。A first pMOS enhancement transistor having a source connected to the signal input terminal and a drain connected to the signal output terminal; a gate connected to the ground potential, a source connected to the control terminal, and a drain connected to the control terminal. Comprises a second pMOS enhancement transistor connected to the gate of the first pMOS enhancement transistor, and a body of the first pMOS enhancement transistor and the second pM
A switch circuit, wherein a body of an OS enhancement type transistor is floating.
上記第2のpMOSエンハンスメント型トランジスタ
は、SOI構造のトランジスタであることを特徴とする
スイッチ回路。5. The transistor according to claim 4, wherein the first pMOS enhancement type transistor is provided.
The second pMOS enhancement type transistor is a transistor having an SOI structure.
上記第2のpMOSエンハンスメント型トランジスタ
は、完全空乏型であることを特徴とするスイッチ回路。6. The first pMOS enhancement type transistor according to claim 5, wherein
The switch circuit, wherein the second pMOS enhancement type transistor is a completely depleted type.
インが信号出力端子に接続されている第1のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタと、ソースが制御端子に
接続され、ドレインが上記第1のnMOSエンハンスメ
ント型トランジスタのゲートに接続され、ゲートが電源
に接続されている第2のnMOSエンハンスメント型ト
ランジスタとを有し、上記第1のnMOSエンハンスメ
ント型トランジスタのボディーと上記第2のnMOSエ
ンハンスメント型トランジスタのボディーとがフローテ
ィングされているスイッチ回路をトランスファーゲート
として用いる論理回路であって、 上記第1のnMOSエンハンスメント型トランジスタと
上記第2のnMOSエンハンスメント型トランジスタと
の閾値電圧は、上記論理回路を構成するトランジスタの
うちで上記第1のnMOSエンハンスメント型トランジ
スタと上記第2のnMOSエンハンスメント型トランジ
スタと以外のトランジスタの閾値電圧よりも小さいこと
を特徴とする論理回路。7. A first nMOS enhancement type transistor having a source connected to the signal input terminal and a drain connected to the signal output terminal, a source connected to the control terminal, and a drain connected to the first nMOS enhancement type transistor. A second nMOS enhancement transistor connected to the gate of the transistor and having a gate connected to the power supply, wherein the body of the first nMOS enhancement transistor and the body of the second nMOS enhancement transistor are A logic circuit using a floating switch circuit as a transfer gate, wherein a threshold voltage of the first nMOS enhancement type transistor and a threshold voltage of the second nMOS enhancement type transistor constitute the logic circuit Logic circuits being smaller than the threshold voltage of the transistors other than that of the first nMOS enhancement type transistor and the second nMOS enhancement transistor among the transistors.
インが信号出力端子に接続されている第1のpMOSエ
ンハンスメント型トランジスタと、ゲートが接地電位に
接続され、ソースが制御端子に接続され、ドレインが上
記第1のpMOSエンハンスメント型トランジスタのゲ
ートに接続されている第2のpMOSエンハンスメント
型トランジスタとを有し、上記第1のpMOSエンハン
スメント型トランジスタのボディーと上記第2のpMO
Sエンハンスメント型トランジスタのボディーとがフロ
ーティングされているスイッチ回路をトランスファーゲ
ートとして用いる論理回路であって、 上記第1のpMOSエンハンスメント型トランジスタと
上記第2のpMOSエンハンスメント型トランジスタと
の閾値電圧は、上記論理回路を構成するトランジスタの
うちで上記第1のpMOSエンハンスメント型トランジ
スタと上記第2のpMOSエンハンスメント型トランジ
スタと以外のトランジスタの閾値電圧よりも小さいこと
を特徴とする論理回路。8. A first pMOS enhancement type transistor having a source connected to the signal input terminal and a drain connected to the signal output terminal, a gate connected to the ground potential, a source connected to the control terminal, and a drain connected to the control terminal. Has a second pMOS enhancement type transistor connected to the gate of the first pMOS enhancement type transistor, and has a body of the first pMOS enhancement type transistor and the second pMOS enhancement type transistor.
A logic circuit using a switch circuit in which a body of an S enhancement type transistor is floating as a transfer gate, wherein a threshold voltage of the first pMOS enhancement type transistor and a threshold voltage of the second pMOS enhancement type transistor are equal to the logic value. A logic circuit characterized by being smaller than threshold voltages of transistors other than the first pMOS enhancement type transistor and the second pMOS enhancement type transistor among transistors constituting the circuit.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23130696A JPH1065507A (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Switch circuit and logic circuit |
| DE69730775T DE69730775T2 (en) | 1996-05-22 | 1997-05-21 | Logic circuit and related manufacturing process |
| EP97201509A EP0809362B1 (en) | 1996-05-22 | 1997-05-21 | Logic circuit and its fabrication method |
| US08/861,319 US6111427A (en) | 1996-05-22 | 1997-05-21 | Logic circuit having different threshold voltage transistors and its fabrication method |
| US09/393,822 US6426261B1 (en) | 1996-05-22 | 1999-09-10 | Logic circuit and its fabrication method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23130696A JPH1065507A (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Switch circuit and logic circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065507A true JPH1065507A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=16921565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23130696A Pending JPH1065507A (en) | 1996-05-22 | 1996-08-13 | Switch circuit and logic circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1065507A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008096915A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Epson Imaging Devices Corp | Electro-optic device, scanning line drive circuit and electronic equipment |
| WO2015097677A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| JP2019072427A (en) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | フクダ電子株式会社 | Voltage supply circuit and ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP23130696A patent/JPH1065507A/en active Pending
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| US9935617B2 (en) | 2013-12-26 | 2018-04-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| TWI637484B (en) * | 2013-12-26 | 2018-10-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | Semiconductor device |
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