JPS59112726A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS59112726A
JPS59112726A JP57223619A JP22361982A JPS59112726A JP S59112726 A JPS59112726 A JP S59112726A JP 57223619 A JP57223619 A JP 57223619A JP 22361982 A JP22361982 A JP 22361982A JP S59112726 A JPS59112726 A JP S59112726A
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JP
Japan
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transistor
mis
power supply
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vdd
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JP57223619A
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Hiroshi Miyamoto
博司 宮本
Michihiro Yamada
山田 通裕
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/096Synchronous circuits, i.e. using clock signals

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  • Mathematical Physics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電源電圧が変動した場合でも回路動作が正常に
行われることを可能にする半導体装置に係シ、特にダイ
ナミック集積回路装置に関するものである。
従来の半導体装置の一例を第1図に示し説明すると、こ
の第1図はプッシュプル型ダイナミック回路の一例を示
すものでちる。
図において、(Ql)、(Q2)はエンハンスメント型
MO8)ランジスタで、このMOSトランジスタ(Ql
)のドレインは電源電圧VDDが供給さlる電源端に接
続され、ゲートにはクロック電圧・φpが入力されるよ
うに構成されている。そして、このMOS)ランジスタ
(Ql)のソースとMOiS)ランジスタ(QZ)のド
レインは互いに接続され、このソースとドレインの接続
点から出力信号OUTが出るように構成され、また、M
OSトランジスタ(QZ)のソースは接地され、ゲート
には入力信号INが印加されるように構成されている。
このように構成された回路の動作を第1図の各部の波形
を示す第2図を参照して説明する。第2図において、(
a)は電源電圧VDDを示したものであシ、(b)はク
ロック電圧ψp、(c)は入力信号IN 、 (d)は
出力信号OUTを示したものである。そして、NOMは
正常動作時の領域を示し、■・CGは電圧変動時の領域
、AB−NOMは異常動作時の領域を示す。
まず、プリチャージ期間中には、クロック電圧ψpが第
2図(b)に示すように高レベルで通常電源レベルVD
D(L)になシ、出力信号OUTが第2図(d) K示
すようにVDD(L)−VTのレベルにプ】ノチャージ
されている。ここでVTはMOS)ランジスタ(Ql)
のしきい値電圧である。
つぎに、回路動作が始まると、クロック電圧φpが第2
図(b)に示すように°L”になったあと、入力信号I
Nが第2図(C)に示すように高レベル″H”に向けて
立上り、MOS)ランジスタ(QZ)を通して出力信号
OUTを第2図(d)に示すようにプリチャージレベル
から低レベル、すなわち、接地レベルに放電し、この出
力信号OUTの低レベルを図示しない次段の回路が検出
して信号が伝達されることになる。
しかしながら、このような回路においては、プリチャー
ジ期間中に電源電圧VDDが一時的に上昇した後再び下
降し、回路動作が始まった場合には、回路が正常に動作
しない場合があった。
すなわち、電源電圧VDDが第2図(a)に示すVDD
(L)における正常動作の場合には、クロック電圧φp
が第2図(b)に示すように″L″レベルになった後に
、入力信号INが第2図(C)に示すように立ち上がシ
、出力信号OUTが第2図(d)に示すようにプリチャ
ージレベルのVDD−V Tから接地レベルに達する間
に、出力信号OUTが送出される出力端子の浮遊容量と
MOSトランジスタ(QZ)の電力駆動能力および入力
信号INの立ち上がシ波形などで決まる第2図の正常動
作時の領域NOMに示すように一定の遅延時間t工を要
する。
一方、プリチャージ期間中に電源電圧VDDが第2図(
a)に示すようにVDD(H)に上昇すると、クロック
電圧φpのレベルが第2図(b)に示すようにVDD(
H)に上昇するので、出力信号OUTのプリチャージレ
ベルも第2図(d)に示すようにVDD(L) −VT
からVDD(H)−VTまで上昇する。そして、その後
、電源電圧VDDがVDD(L)に戻シ、クロック電圧
φpのレベルが第2図(b)に戻シ、クロック電圧φp
のレベルがVDD(L)に戻った場合でも出力信号OU
Tが次段のMOS1−ランジスタ(図示せず)のゲート
に入っている場合には、出力信号OUTのプリチャージ
レベルはVDD(H) −VTのレベルに保持されてい
る。
つづいての回路動作において、入力信号INが立ち上が
シ出力信号OUTを放電するとき、出力信号0tJTに
比べ低いレベルVDD(L)で高いプリチャージレベル
VDD(H)−VTを放電しなければならず、第2図に
示すように、正常動作時の領域NOMの遅延時間t1に
比べて第2図の異常動作時の領域AB @NOMに示す
ように大きな遅延時間t2を要することになシ、回路動
作が遅れる。
以上説明したように、第1図に示す従来回路においては
、プリチャージ期間中に電源電圧の上昇があシ、元に戻
った場合でも回路動作が遅れるという欠点があった。
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は出力信号端子にしきい値電圧が他のMOSトラ、ンジ
スタよりも小さく、はぼOVであるMOS)ランジスタ
を設けることにより、出力信号のプリチャージレベルが
電源電圧の変動に追随して変化し、電源電圧に変動があ
った場合でも回路動作が過度の遅延なく、正常に行なわ
れる半導体装置を提供することにある。
このような目的を達成するため、本発明は、ドレインが
電源電圧が供給される電源端に接続された第1のMOS
)ランジスタおよびこの第1のMO8I−ランジスタの
ソースにドレインが接続されソースが接地された第2の
MOSトランジスタのしきい値電圧に比べ小さ力しきい
値電圧の第3のMOSトランジスタのドレインを上記電
源端に接続し、ゲートおよびソースを第1のMOS )
ランジスタのソースおよび第2のMOS )ランジスタ
のドレインにそれぞれ接続するようにしたものである。
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。
第3図は本発明による半導体装置の一実施例を示す回路
図である。
この第3図において第1図と同一符号のものは相当部分
を示し、(Q8)はMOS )ランジスタ(Ql)およ
びMOS l−ランジスタ(Q2)に比してしきい値電
圧が小さく、はぼo■であるデプレッション型MOSト
ランジスタで、そのドレインは電源電圧VDDが供給さ
れる電源端に接続され、ゲートとソースは共にMOS 
)ランジスタ(Ql )のソースおよびMOSトランジ
スタ(Q2 )のドレインにそれぞれ接続されている。
そして、第1のMOS)ランジスタ(Ql)のソースと
第2のMOSトランジスタ(Q2)のドレインとの接続
点から得られる出力信号OUTは次段のMOSトランジ
スタ(Q4)のゲートに供給され、この出力信号OUT
のレベルを検出して信号が伝達されるように構成されて
いる。
つぎにこの第3図に示す実施例の動作を第3図の各部の
波形を示す第4図を参照して説明する。
第4図において第2図と同一符号のものは相当部分を示
す。
まず、プリチャージ期間中においては、クロック電圧φ
pが第4図(b)に示すように高レベルで通常電源電圧
レベルVDD(L)になり、出力信号OUTが第4図(
d)に示すようにVDD(L) −VTのレベルにプリ
チャージされる。ここで、VTはMOSトランジスタ(
Ql)のしきい値電圧である。そして、回路動作が始ま
ると、入力信号INが第4図(C)に示すように高レベ
ルに向けて立ち上がシ、MOSトランジスタ(Q2)を
通して出力信号OUTをプリチャージレベルから低いレ
ベル、すなわち、接地レベルに放電し、この出力信号O
UTの低レベルを次段の回路のMOS )ランジスタ(
Q4)が検出して信号が伝達される。
つぎに、電源電圧VDDが通常レベルVDD(L)の場
合には、クロック電圧φpが第4図(b)に示すように
低レベルになった後に、入力信号INが第4図(C)に
示すように立ち上がり、出力信号OUTが第4図(d)
に示すようにプリチャージレベルVDD(L)−VTか
ら接地レベルに達する間に、出力信号OUTが得られる
出力端子の浮遊容量とMOSトランジスタ(Q2)の電
流駆動能力および入力信号INの立ち上がシ波形などで
決まる第4図の正常動作時の領域NOMに示すように一
定の遅延時間t1を要する。
一方、プリチャージ期間中に電源電圧VDDが第4図(
a)に示すように通常レベルVDD(L)から通常より
も高いレベルVDD(H)に上昇すると、クロック電圧
φpのレベルが第4図(b)に示すようにVDD(H)
に上昇するので、出力信号OUTのプリチャージレベル
もVDD(L)−VTからVDD(H) −VTまで上
昇する。そして、電源電圧VDDが第4図(a)に示す
ようにVDD(L)に戻ると、クロック電圧φpのレベ
ルも第4図(b)に示すようにVDD(L)に戻る。
ここで、MOSトランジスタ(Ql)のしきい値電圧V
T8はMOS l−ランジスタ(Ql )のしきい値電
圧VTに比べ小さく、はぼ0■であるので、VDD(H
)−VTのレベルに保持されている出力信号OUTが得
られる出力端子はMOSトランジスタ(Q8)を通して
放電され、第4図(d)に示すVDD (L ) −V
T3のレベルになる。そして、このMOSトランジスタ
(Q8)のしきい値電圧VT3はほぼO■であるから、
出力信号OUTのレベルはほぼVDD(L)に等しくな
る。
ひき続いての回路動作において、入力信号INが第4図
(C)に示すように立ち上がり、出力信号OUTを放電
するとき、出力信号OUTのレベルがほぼVDD(L)
に等しいため、放電に要する時間t2’はMO8I−ラ
ンジスタ(Ql)を設けない第1図の波形図である第2
図に示す場合の遅延時間t2に比べ著しく短かくなり、
回路動作の遅延を防ぐことができる。
なお、上記実施例においては、第1.第2牟よび第3の
MOSトランジスタ(Ql)、(Q2)、(QB)なら
びにMOSトランジスタ(Q4)を用いて説明したが、
これらは一般にM工Sトランジスタでおってもよいこと
は勿論である。
このように、インバータの出力端子と電源電圧が供給さ
れる電源端との間に、しきい値電圧がほぼOVのMOS
トランジスタ(MISトランジスタ)を設けたので、電
源電圧の変動によシ、上記出力端子が電源電圧以上にプ
リチャージされるのを防ぎ、回路動作の遅延を低減させ
ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、インバータの出
力端子と電源電圧が供給される電源端との間にしきい値
電圧がほぼoVのMIS )ランジスタを設けたので、
電源電圧の変動によシインバータの出力端子が電源電圧
以上にプリチャージされるのを防ぐことができ、これに
伴って回路動作の、遅延を低減させることができるので
、実用上の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の一例を示す回路図、第2図
は第1図の各部の波形を示す波形図、第3図は本発明に
よる半導体装置の一実施例を示す回路図、第4図は第3
図の実施例における各部の波形を示す波形図である。 (Ql)〜(QB)・・−・MO81−ランジスタ(M
■Sトランジスタ)、VDD・・・・電源電圧、IN・
・・・入力信号、OUT・・・・出力信号、φp・・・
・クロック電圧、(Q4)・・・・MOSトランジスタ
(MISトランジスタ)。 代理人  葛 野 信 − 手続補正書(自発) 昭和 5&七 3月16日 2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所     東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
名 称(601)   三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 4、代理人 住 所     東京都千代田区丸の内二丁目2番3号
5、補正の対象 (1)  F!A細書の特許請求の範囲の欄(2)明細
書の発明の詳細な説明の欄 (3)図面 6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正する
。 (匂 同書第4頁第7〜8行の1低レベルを・・・伝達
され」を「低レベルが図示しない次段の回路に伝達さn
」と補正する。 (3)同省第5頁第2行の「電力」を「電流」と補正す
る。 (4)同書同頁第12〜13行の「第2図に戻り、クロ
ック電圧φPのレベルが」の文章を削除する0 (5)同書同頁第19〜20行の「出力信号OUTに比
べ・・・・VDD (L)で」を「入力信号INの低い
レベルVDD(ト)で出力信号OUTの」と補正する。 (6)同書第7頁第7〜8行の「および・・・・それぞ
れ」を「に」と補正する0 (7)同省同頁第17〜18行の「デプレッション型」
を削除する。 (8)同書第11頁第2行の「短かく〕を「短く」と補
正する。 (9)同書同頁第8行と第9行との間に次の文章を加入
する。 「また、上記実施例においては、出力信号OUT が次
段の回路MO8)ランジスタのゲートに接続されている
場合について説明したが、出力信号OUTはゲートに限
らず、一般に次段ことかできる。」の文章を削除する。 (11)同書同頁第17〜18行のrMIS)ランジス
タ」をrMO8)ランジスタ(MIS)ランジスタ)」
と補正する。 (12)第2図および第4図を別紙の通り補正する。 以上 別  紙 「(1)  ドレインが電源電圧が供給される電源端に
接続された第1のMIS)ランジスタと、この第1のM
IS)ランジスタのソースにドレインが接続されソース
が接地さ扛た第2のMIS)ランジスタとによって構成
された回路において、前記第1および第2のMIS)ラ
ンジスタのしきい値電圧に比べ小さなしきい値電圧の第
3の、MIS  )ランジスタのドレインを前記電源端
に接続し、ゲートおよびソースを前記第1のMISトラ
ンジスタのソースに接続したことを特徴とする半導体装
置。 (2)第1のMIS)ランジスタおよび第2のMISト
ランジスタをエンハンスメント型MIS)ランジスタと
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
体装置。 (3)  第3のMIS  )ランジスタをデプレッシ
ョンff1Ml5)ランジスタとしたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)ドレインが電源電圧が供給される電源端に接続さ
    れた第1のMIS)ランジスタと、この第1のMISト
    ランジスタのソースにドレインが接続されソースが接地
    された第2のMIS)ランジスタとによって構成された
    回路において、前記第1および第2のMIS)ランジス
    タのしきい値電圧に比べ小さなしきい値電圧の第3のM
    Isトランジスタのドレインを前記電源端に接続し、ゲ
    ートおよびソースを前記第1のMIS)ランジスタのソ
    ースおよび前記第2のMIS トランジスタのドレイン
    にそれぞれ接続したことを特徴とする半導体装置。 (2)第1のMIS)ランジスタおよび第2のMI8ト
    ランジスタをエンハンスメント型MIS )ランジスタ
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
    導体装置。 (31第3のM工Sトランジスタをデプレッション型M
    I8−ランジスタとしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体装置。 (4)第1のMIS)ランジスタのソースおよび第20
    M工Sトランジスタのドレインが次段のMI8トランジ
    スタのゲートに接続されたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の半導体装置。
JP57223619A 1982-12-18 1982-12-18 半導体装置 Granted JPS59112726A (ja)

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JPH0334260B2 JPH0334260B2 (ja) 1991-05-22

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5851551A (ja) * 1981-09-24 1983-03-26 Hitachi Ltd 半導体回路装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5851551A (ja) * 1981-09-24 1983-03-26 Hitachi Ltd 半導体回路装置

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