JPS59197165A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
- Publication number
- JPS59197165A JPS59197165A JP58069966A JP6996683A JPS59197165A JP S59197165 A JPS59197165 A JP S59197165A JP 58069966 A JP58069966 A JP 58069966A JP 6996683 A JP6996683 A JP 6996683A JP S59197165 A JPS59197165 A JP S59197165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- circuit
- element section
- circuit device
- semiconductor element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/0033—Radiation hardening
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は集積回路に係り、特に製造バラツキや温度変化
、γ線、Ｘ線、電子線、中性子線９等の放射線照射によ
って劣化する回路特性を補償し、これらの耐性を著しく
改良した集積回路装置に関するものである。
、γ線、Ｘ線、電子線、中性子線９等の放射線照射によ
って劣化する回路特性を補償し、これらの耐性を著しく
改良した集積回路装置に関するものである。
従来の半導体集積回路装置は、装置の製造バラツキの許
容範囲がきびしく、また温度変動に対してもきびしい制
限があった。さらにはγ線やＸ線などの放射線が照射さ
れた場合、素子特性が劣化し、回路の設計余裕が低下し
て永久誤動作に至る。
容範囲がきびしく、また温度変動に対してもきびしい制
限があった。さらにはγ線やＸ線などの放射線が照射さ
れた場合、素子特性が劣化し、回路の設計余裕が低下し
て永久誤動作に至る。
これは、集積回路を製造する上でも、又各種の条件下で
エレクトロニクスを動作させる上においても致命的な欠
点を持つことになる。またこれらの耐量を上げた素子を
使った場合でも、使用時間が長くなるにつれ、素子特性
は少しずつ変化していくので、より長く安定な回路動作
を確保することが重要な課題となってくる。
エレクトロニクスを動作させる上においても致命的な欠
点を持つことになる。またこれらの耐量を上げた素子を
使った場合でも、使用時間が長くなるにつれ、素子特性
は少しずつ変化していくので、より長く安定な回路動作
を確保することが重要な課題となってくる。
本発明の目的は半導体集積回路装置の製造バラツキが発
生したり、周囲温度等による特性変化が生じたり、又各
種放射線照射があっても、当該半導体集積回路装置を安
定な回路動作をせしめる補償を行なう様にした半導体集
積回路装置を提供するにある。
生したり、周囲温度等による特性変化が生じたり、又各
種放射線照射があっても、当該半導体集積回路装置を安
定な回路動作をせしめる補償を行なう様にした半導体集
積回路装置を提供するにある。
第１図を用いて本発明の基本概念を説明する。
第１図は半導体集積回路のゲート回路などにおける電流
と遅延時間の関係を示したものである。
と遅延時間の関係を示したものである。
本発明は以下に述べる具体例に限定されるものではなく
、他の一般の半導体集積回路においても同様の発明の概
念が適用されることはいうまでもない。第１図において
、曲線１は設計中心値、標準温度、あるいは放射線照射
されない前のゲート回路の特性である。今、回路動作点
を電流■１に設定し、従って曲線１上の点４に設計され
ていたものとする。曲線２は、ばらついたり、温度変化
があったり、あるいは放射線が照射された後のゲート回
路の特性曲線である。これはこれら温度変化量や放射線
量が増大するにつれ、曲線２は、曲線１よりずれてくる
。さて、電流が■１に設定されているので、素子特性に
変化があった後の動作点は曲線２上の点１０に移る。す
なわち、回路の遅延時間に変化が生ずる。ところが、こ
の変化の大きさや素子のパラメータの条件によっては点
３より左は回路動作が不良となってしまう場合が生じる
。すなわち、回路誤動作が生じてしまう。これは素子の
レベルで考えるとたとえば、バイポーラ素子の場合、ト
ランジスタの電流増幅率が設計中心値より小さい値に変
化してしまったために十分な回路動作ができないという
ことに帰着する。特に電流増幅率は、バイアス電流が小
さいほど、小さいという特性を持っており、バイアス電
流レベルが低いほど前述した影響を受けやすい。
、他の一般の半導体集積回路においても同様の発明の概
念が適用されることはいうまでもない。第１図において
、曲線１は設計中心値、標準温度、あるいは放射線照射
されない前のゲート回路の特性である。今、回路動作点
を電流■１に設定し、従って曲線１上の点４に設計され
ていたものとする。曲線２は、ばらついたり、温度変化
があったり、あるいは放射線が照射された後のゲート回
路の特性曲線である。これはこれら温度変化量や放射線
量が増大するにつれ、曲線２は、曲線１よりずれてくる
。さて、電流が■１に設定されているので、素子特性に
変化があった後の動作点は曲線２上の点１０に移る。す
なわち、回路の遅延時間に変化が生ずる。ところが、こ
の変化の大きさや素子のパラメータの条件によっては点
３より左は回路動作が不良となってしまう場合が生じる
。すなわち、回路誤動作が生じてしまう。これは素子の
レベルで考えるとたとえば、バイポーラ素子の場合、ト
ランジスタの電流増幅率が設計中心値より小さい値に変
化してしまったために十分な回路動作ができないという
ことに帰着する。特に電流増幅率は、バイアス電流が小
さいほど、小さいという特性を持っており、バイアス電
流レベルが低いほど前述した影響を受けやすい。
半導体集積回路装置には電圧制御によって装置の遅延特
性が制御される型のものもあるが、この場合もこれまで
説明してきた電流制御型の場合のパラメータである電流
を電圧に置換して発明概念を適用すれば良い。
性が制御される型のものもあるが、この場合もこれまで
説明してきた電流制御型の場合のパラメータである電流
を電圧に置換して発明概念を適用すれば良い。
本発明の基本的概念は以下の様に要約することができる
。
。
電流又は電圧によって装置の遅延特性が制御される半導
体素子を有する半導体集積回路装置において、当該装置
に与えられる条件によって生じた特性変化の分だけ、バ
イアス電流（又は電圧）を変化させ、回路動作の安定化
をはかろうとするものである。すなわち第１図において
、電流を工１→■２に変化させ動作点を４→５に追随き
せて、等何曲に遅延時間の変化を少なくシ、回路の誤動
作を回避しようとするものである。これは素子レベルで
みれば、バイアス電流を増加させて電流増幅率の低下分
を補うというものである。これにより回路動作の安定化
をはかるものである。
体素子を有する半導体集積回路装置において、当該装置
に与えられる条件によって生じた特性変化の分だけ、バ
イアス電流（又は電圧）を変化させ、回路動作の安定化
をはかろうとするものである。すなわち第１図において
、電流を工１→■２に変化させ動作点を４→５に追随き
せて、等何曲に遅延時間の変化を少なくシ、回路の誤動
作を回避しようとするものである。これは素子レベルで
みれば、バイアス電流を増加させて電流増幅率の低下分
を補うというものである。これにより回路動作の安定化
をはかるものである。
なお、上述の説明ではバイポーラ素子を例としたため低
電流部での電流利得の低下が大きく、回路補償としては
電流を増大させる方向となったが、逆の特性のもの、あ
るいは電流の代りに電圧がパラメータとなるものについ
ては、そのパラメータについて回路補償することはいう
までもない。
電流部での電流利得の低下が大きく、回路補償としては
電流を増大させる方向となったが、逆の特性のもの、あ
るいは電流の代りに電圧がパラメータとなるものについ
ては、そのパラメータについて回路補償することはいう
までもない。
以下、本発明を実施例によって詳述する。
第２図は本発明の実施例の回路ブロック図を示す。回路
ブロック４は対象とする回路であり、回路ブロック５は
回路ブロック４を補償する回路で、回路ブロック６は遅
延時間の設定値からの変動に対応する電気量を補償回路
５に入力する変換回路である。第３図は第２図のブロッ
ク図を実現する一実施回路の例を示したものである。遅
延時間特性の変化の程度が増大すると、回路ブロック４
の動作速度や余裕度が低減するので、回路ブロック６の
電源Ｖ＋＋ｎの増加もしくは抵抗Ｒ１を低減させ、回路
ブロック５の電流を増加させ、回路ブロック４の動作速
度や余裕度を回復させて補償する。回路ブロック４の動
作速度や余裕度の低減がどの程度の変化量で生じるかと
あらかじめ較正しておけば、変化量を別途検知し回路ブ
ロック６の電源ＶＢＩＩもしくは抵抗Ｒ１を変化させれ
ば良い。たとえばマニュアルでも可能である。これによ
り回路ブロック４を等制約に強くすることができる。
ブロック４は対象とする回路であり、回路ブロック５は
回路ブロック４を補償する回路で、回路ブロック６は遅
延時間の設定値からの変動に対応する電気量を補償回路
５に入力する変換回路である。第３図は第２図のブロッ
ク図を実現する一実施回路の例を示したものである。遅
延時間特性の変化の程度が増大すると、回路ブロック４
の動作速度や余裕度が低減するので、回路ブロック６の
電源Ｖ＋＋ｎの増加もしくは抵抗Ｒ１を低減させ、回路
ブロック５の電流を増加させ、回路ブロック４の動作速
度や余裕度を回復させて補償する。回路ブロック４の動
作速度や余裕度の低減がどの程度の変化量で生じるかと
あらかじめ較正しておけば、変化量を別途検知し回路ブ
ロック６の電源ＶＢＩＩもしくは抵抗Ｒ１を変化させれ
ば良い。たとえばマニュアルでも可能である。これによ
り回路ブロック４を等制約に強くすることができる。
本発明の別な実施例を第４図に示す。
これは放射線照射等による電流増幅率変化量を検出する
センサ８も回路の中に組込んだ構成のものである。電流
増幅率変化は自然のことながら前述した電流対遅延時間
特性を変化せしめるものである。回路ブロック４．５は
第２図におけるそれと同様である。回路ブロック７は前
述の特性変化を電気量に変化するための変換回路である
。第５図はその１実施回路の例である。すなわち、セン
サ８によって電流増幅率の変化量を検出し、変換回路７
で補償回路５に信号を伝え、対象とする回路４の動作電
流を変化させて回路特性を安定に保たせる。
センサ８も回路の中に組込んだ構成のものである。電流
増幅率変化は自然のことながら前述した電流対遅延時間
特性を変化せしめるものである。回路ブロック４．５は
第２図におけるそれと同様である。回路ブロック７は前
述の特性変化を電気量に変化するための変換回路である
。第５図はその１実施回路の例である。すなわち、セン
サ８によって電流増幅率の変化量を検出し、変換回路７
で補償回路５に信号を伝え、対象とする回路４の動作電
流を変化させて回路特性を安定に保たせる。
ここではトランジスタＴ２の電流利得パラメータをセン
サとして用いている。すなわち、外的要因によりてＴ２
の電流増幅率が低下し、Ｔ２のコレクタ電位が上昇する
と、変換回路７によって出力の電流■が増大するという
信号を発生させるものである。これにより第５図の補償
回路５は、対象とする回路４に必要な補償用の回路電流
を供給することができる。
サとして用いている。すなわち、外的要因によりてＴ２
の電流増幅率が低下し、Ｔ２のコレクタ電位が上昇する
と、変換回路７によって出力の電流■が増大するという
信号を発生させるものである。これにより第５図の補償
回路５は、対象とする回路４に必要な補償用の回路電流
を供給することができる。
以上述べた実施例では、電流による補償について述べた
が、ＭＯ８素子などの電圧制御形の素子については、電
圧による補償を行えばよい。すなわち、これまでの説明
においで電流を電圧と制御対象をおきかえて回路ブロッ
クを構成すればよい。
が、ＭＯ８素子などの電圧制御形の素子については、電
圧による補償を行えばよい。すなわち、これまでの説明
においで電流を電圧と制御対象をおきかえて回路ブロッ
クを構成すればよい。
こうした例を第６図に示す。５′は補償回路、６′は変
換回路、４′は補償の対象となる対象回路である。
換回路、４′は補償の対象となる対象回路である。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば製造バラツキ、温度変
化、放射線等によって生じた回路特性の変化を電流（或
いは電圧）を調整することによって復帰させ、安定な動
作をはかることができる。また、外的要因に基づく特性
変化量を検知するセンサを設けることによって、自動的
に回路補償が行われ、集積回路装置として長寿命の高信
頼回路特性を確保することができる。
化、放射線等によって生じた回路特性の変化を電流（或
いは電圧）を調整することによって復帰させ、安定な動
作をはかることができる。また、外的要因に基づく特性
変化量を検知するセンサを設けることによって、自動的
に回路補償が行われ、集積回路装置として長寿命の高信
頼回路特性を確保することができる。
なお、周囲温度などによって、放射線損傷効果がアニー
ルされ回復した場合には回路゛電流もそれに応じて減少
することになるので、安定な動作が行われることはいう
までもない。
ルされ回復した場合には回路゛電流もそれに応じて減少
することになるので、安定な動作が行われることはいう
までもない。
第１図はゲート回路の遅延時間と電流の関係を示す図、
８２図および第４図は本発明の構成を示すブロック線図
、第３図、第５図、第６図は本発明の実施例を示す図で
ある。 ４．４′・・・対象回路、５，５′・・・補償回路、６
゜６′、７・・・変換回路、８・・・センサ。 第 １ 図 １乞 シ糺 （Ａ） 罰？図 第 ４ 図
８２図および第４図は本発明の構成を示すブロック線図
、第３図、第５図、第６図は本発明の実施例を示す図で
ある。 ４．４′・・・対象回路、５，５′・・・補償回路、６
゜６′、７・・・変換回路、８・・・センサ。 第 １ 図 １乞 シ糺 （Ａ） 罰？図 第 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、所定の電気量によって装置の遅延特性が制御される
半導体素子部を少なくとも有する半導体集積回路装置に
おいて、前記遅延特性の変動に対応する所定の電気量に
基づいて前記半導体素子部の動作を制御する手段を少な
くとも有することを特徴とする半導体集積回路装置。 ２、前記半導体素子部の動作を制御する手段は当該半導
体素子部に注入する電流を制御することによって前記半
導体素子部の動作を制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体集積回路装置。 ３、前記半導体素子部の動作を制御する手段は当該半導
体素子部に印加される電圧を制御することによって前記
半導体素子部の動作を制御することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体集積回路装置。 ４、前記半導体素子部の遅延特性の変動を検知する手段
を有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
第３項のいずれかに記載の半導体集積回路装置。 ５、前記半導体素子部の遅延特性の変動を検知する手段
はバイポーラ・トランジスタの電流利得特性の変動を用
いたる手段なることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の半導体集積回路装置。 ６、前記半導体素子部の遅延特性の変動を検知する手段
は照射される放射線量に対し所定の電気量を設定する放
射線−電気量変換手段なることを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の半導体集積回路装置。 ７、前記放射線−電気信号変換手段は前記半導体素子部
の動作を制御する手段を流れる電流を制御する手段を少
なくとも有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体集積回路装置。 ８、特許請求の範囲第７項記載の耐放射線集積回路に２
いて、前記放射線を検知する手段はバイポーラ・トラン
ジスタの電流利得の放射線低下特性を用いたる手段なる
こと（ｉｌ−特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069966A JPS59197165A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069966A JPS59197165A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197165A true JPS59197165A (ja) | 1984-11-08 |
Family
ID=13417902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58069966A Pending JPS59197165A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197165A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240756A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS6420724A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Agency Ind Science Techn | Semiconductor circuit |
| JPS6423137U (ja) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | ||
| JPH03101159A (ja) * | 1989-09-13 | 1991-04-25 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路 |
| JP2018085716A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-05-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、表示システム及び電子機器 |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58069966A patent/JPS59197165A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240756A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS6420724A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Agency Ind Science Techn | Semiconductor circuit |
| JPS6423137U (ja) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | ||
| JPH03101159A (ja) * | 1989-09-13 | 1991-04-25 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路 |
| JP2018085716A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-05-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、表示システム及び電子機器 |
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