JPS60143498A - 半導体入力回路 - Google Patents

半導体入力回路

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JPS60143498A
JPS60143498A JP58250247A JP25024783A JPS60143498A JP S60143498 A JPS60143498 A JP S60143498A JP 58250247 A JP58250247 A JP 58250247A JP 25024783 A JP25024783 A JP 25024783A JP S60143498 A JPS60143498 A JP S60143498A
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JP
Japan
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transistor
voltage
mos transistor
mos
circuit
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JP58250247A
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English (en)
Inventor
Yoichi Hida
洋一 飛田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Computer Hardware Design (AREA)
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はMOSトランジスタを用いた半導体集積回路の
入力回路に関し、特に半導体記憶回路に用いて有効な低
消費電力の入力回路に関するものである。
〔従来技術〕
一般に半導体メモリシステムは多数の半導体記1、α素
子から構成される。この様なメモリシステムにおいて、
そこで必要なデータの読み出しあるいは書き込みは番地
指定された記憶素子のみで行われ、他の素子は待機状態
に置かれる。この動作をチップセレクトと呼び、これを
制御する信号(百■あるいはa)の加わる端子(面端子
あるいはσπ端子)が記憶素子に設けられている。この
ε1端子に加わるn信号のレベルが“L”の場合、記憶
素子は読み出しあるいは書き込みの動作状態に、“ト■
”の場合は待機状態になる。
通常、動作状態では素子の内部回路が動作するので電源
電流は大きくなり、待機状態では内部回路が動作しない
ので電流は小さくなる。この様子を第1図に示している
。同図+alはn信号を、同図伽)は電源電流Iceを
示し、動作時における該電流値1ccAは数10mAで
ある。
停電時において電池でバックアップするようにしたメモ
リシステムにおいては、第1図の待機時の電流T cc
sができるだけ小さいことが要求され、現在は数10μ
Aの程度のものが一般に製造されている。
第2図はこの種の記憶素子に用いられている入力回路を
示している。図において、1は電源端子、2はσゑ信号
が加わる入力端子、3,4は電源端子1と接地との間に
直列に設けられた相互に逆導電性のMOS)ランジスタ
で、それぞれのゲート電極が共通の入力端子2に接続さ
れ、上記面信号を入力とする相補性MOSインバータ回
路30を形成している。そして該インバータ回路30に
おいて、電源端子1側にはPチャネルMOSトランジス
タ3が、接地側にはNチャネルMO3)ランジスタ4が
接続されている。5は上記インバータ回路30の出力端
子である。また40は上記インバータ回路30と同様に
構成された相補性MOSインバータ回路であり、この入
力端子に上記インバータ回路30の出力端子5が直結さ
れている。
8は上記インバータ回路40の出力端子であり、この出
力端子8には出力信号C8°が得られるようになってい
る。
9は記憶素子の入力信号のうちの1つであるアドレス信
号Aが加わる入力端子である。10.11は直列に接続
された互いに逆導電性のMOSトランジスタで、それぞ
れのゲート電極が共通の入力端子9に接続されている。
12は上記MO3)ランジスタlOと同一導電性のMO
S)ランジスタで、上記M6Sトランジスタ10と直列
に接続されている。13は上記MOSトランジスタ11
と同一導電性のMoSトランジスタで、上記MOSトラ
ンジスタ11と並列に接続されている。そして両MO3
I−ランジスタ12.13のそれぞれのゲート電極は上
記インバータ回路40の出力端子8に接続され、該イン
バータ40回路からのU丁゛信号が加えられるようにな
っている。
なお第2図においては記憶素子のアドレス信号としてA
oのみを示したが、他の入力信号(A1゜A2.・・・
、 DIN、R/W ’)に対する入力回路も上記MO
3)ランジスタ10〜13によるものと同一構成である
ので省略している。
次に第2図の回路動作を第3図の波形図を用いて説明す
る。第3図の波形はアドレス信号AO=“0”となる番
地の記憶素子がメモリ動作を行なうことを示している。
まず時刻t1において番地指定のためAo倍信号“0”
に変化する。しかしζ否信号が“1”なのでで1゛信号
は“1”で、MOS)ランジスタ13はONになってお
り、アドレス信号Aoは“O”に保たれたままである。
次に時刻t2で面信号が“0”に変わるとび茗”信号は
“0”になり、MOS)ランジスタ12がON、MOS
)−77ジスタ13がOFFするので(MOS)ランジ
スタ10はすでにON、11はOFFしている〕、6゛
信号は“1”になる。この心°信号のレベルがこの素子
のデコーダ回路(図示省略)に伝えられ指定されたメモ
リセルが選ばれ、この後データの読み出しあるいは書き
込みが行なわれる。
上記メモリ動作が終ると時刻t3で6百信号が再び“1
”になる。この場合時刻t1と同様にヒ茗。
信号が1”になり、MOS)ランジスタ12が0、FF
、MOS)ランジスタ13がONとなり、蔦゛信号はA
o倍信号は無関係に“0”となる。
従って時刻t4でAo倍信号“1”に変わってもAθ信
号の入力回路は動作しない。
第3図(flに本人力回路の電源電流波形が示されてい
る。同図に示されているように時刻t2.t3において
はσ百信号およびA、信号に対して設けられた入力回路
のインバータ回路が動作するときの過度的な電流が流れ
ている。この電流はインバータを構成するPチャネルM
O3I−ランジスタとNチャネルMO3)ランジスタが
所定時間に同時にONすることによって流れるものであ
る。
ここで問題にすべきはσ3信号がl”の期間、すなわち
待機時に流れる電流である。この電流は面信号の入力レ
ベルに依存する。具体的にはτ百信号のレベルが電源電
圧と同じ(=Vcc)ならばMOS)ランジスタ3が完
全にOFFとなり電源電流は流れない(第3図+fl中
、実線で示すようにP−N接合のリーク電流のみとなる
)。しかるにC8信号のレベルがTTLレベル、即ち2
.4■の場合、Vcc=5VとするとMOSトランジス
タ3のしきい値電圧は−0,5V程度に設定されるので
、入力とVce間の電圧差(2,4V −5V = −
2,6■)がMOS)ランジスタ3のしきい値電圧−〇
、5Vを越えてしまい、MO3I−ランジスタ3はON
し、第3図(flの破線に示すような数mAの電流が流
れることとなる。この電流値は電池でバンクアップする
場合許容できない値である。
このため従来、この様な用途に対してはC8回路を駆動
するTTL回路の出力と電源端子との間にプルアップ抵
抗を設けてTTLの出力レベルを電源電圧Vccまで上
げて待機時の電流を減らすようにしている。
しかしながらプルアンプ抵抗を設けると、これにより実
装スペースが増加するという欠点があった。
〔発明の概要〕
本発明は上記の様な従来のものの欠点を除去するために
なされたもので、Vcc端子とインバータ回路を構成す
るVcc端子側MO3)ランジスタとの間にl・ランジ
スタを設け、このトランジスタのゲート電極にVcc電
圧よりも低い一定電圧を与えることにより、待機時に流
れる電源電流を遮断することができる半導体入力回路を
提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第4図は本発明の一実施例を示す回路図である。
図において、第2図と同一符号は同一のものを示してい
る。4は一方の主電極が接地され、ゲート電極が入力端
子2に接続されたNチャネルMOSトランジスタ(第1
のMOS)ランジスタ)、3は一方の主電極が上記MO
3)ランジスタ4の他方の主電極に接続され、ゲート電
極が上記入力端子2に接続されたPチャネルMO3)ラ
ンジスタ(第2のMO5Lラントランジスタり、上記両
トランジスタ4.3の接続点5が出方端子となっている
。また15は一方の主電極が上記MO3)ランジスタ3
の他方の主電極に、他方の主電極が電源端子1に接続さ
れたNチャネルMOS)ランジスタ(第3のMO3I−
ランジスタ)である。16はMOSトランジスタ15と
3との接続点である。
17〜23は電源端子1と接地(第1の電源端子)との
間に直列に接続されたNチャネルMOS)ランジスタで
、17は高抵抗の負荷Mosトランジスタ、18〜23
はドレインとゲート電極とが接続されたMOS)ランジ
スタである。24はMOS)ランジスタ17と18〜2
3との接続点である。そして図中の50fJ(MOS)
ランジスタ15のゲート電極に、電源電圧より低い一定
電圧を印加する電圧発注回路となっている。
次に第4図の回路の動作について説明する。
第4図の様な電源電圧Vccが5Vの回路においては、
NチャネルMOS)ランジスタのしきい値電圧は3M常
0.5V程度に設定される。また高抵抗MO3)ランジ
スタ17は接続点24に電圧を供給するのみであり、例
えばIMΩ程度の非常に高抵抗に設定される。
この様に負荷MO3)ランジスタ17がらの電流を少な
くしているので、接続点24の電圧はMOS)ランジス
タ18〜23のしきい値電圧の積み重ねによって決まる
。第4図の場合MO3)ランジスタが6個接続されてい
るので、接続点24の電圧V24は0.5VX6=3V
となる。次にこの電圧がMOS)ランジスタ15のゲー
ト電極に印加された場合、MOS)ランジスタ15はい
わゆるソースフォロワの動作を行ない接続点16にはM
OSトランジスタ15のゲート電極の電圧よりもMOS
トランジスタ15のしきい値電圧(=0.5V)分だけ
低い電圧V16= 3 V −0,5V = 2.5V
が現われる。
この状態においては、面信号の“1”レベルが2.4■
になってもMOSトランジスタ3のソース電極〔接続点
16〕とゲート電極〔入力端子2〕との間の電圧差V1
B−V2は、2.5V−2,4V=0.IVとなり、こ
れはMOS)ランジスタ3のしきい値電圧よりも絶対値
で小さく、従ってMo3)ランジスタ3はOFFとなり
電源電流は流れない。
ただし、■信号が“0”のとき接続点5の“1″出力電
圧のレベルは2.5■となり、Mo3)ランジスタロ、
7を通して電源電流が流れる。しかるにこの場合の電流
は動作時の電流であり、動作時の電流全体の数%程度で
あるので問題とはならない。
このように本実施例では、σ百信号の入力回路と電源端
子との間にMo3I−ランジスタ15を設け、このMo
3)ランジスタ15のゲート電極に、電源端子と接地と
の間に設けた電圧発生回路の一定電圧を加えるようにし
たので、e1入力信号がTTLレベルであってもσ茗入
力回路の電源電流を遮断でき、従来回路で設けられてい
たプルアップ抵抗が不要となり、実装スペースを節約で
きる効果がある。
また上記電圧発生回路50を設けたことによる電源電流
の増加分は(5V−3V)/IMΩ−2μA程度であり
、バンテリーパフクアソプの許容電流よりも十分に小さ
い。
なおこの実施例では正極性の電源を用いた場合について
述べたが、各信号の極性とMOSトランジスタの極性を
逆にして負極性の電源で実施することも可能である。
また、この実施例では記憶素子の場合について述べたが
、本発明は動作状態と待機状態を持つ半導体集積回路で
あれば、どのようなものにも適用でき、上記実施例と同
様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、半導体集積回路中の動
作状態と待機状態とを制御するためのτ子回路と電源端
子との間にMoSトランジスタを設け、このMo3I−
ランジスタのゲート電極に電源端子と接地との間に設け
た一定電圧発生回路の電圧を加えるようにしたので、上
記C8回路の入力信号がTTLレベルのときでも、待機
時に流れる電源電流を確実に遮断して低消費電力とする
ことができ、しかもその実装スペースを節約できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は5人力を持つ半導体集積回路のCS信号及び電
源電流波形図、第2図は従来のσ茗入力回路の回路図、
第3図は第2図の回路の各部波形図、第4図は本発明の
一実施例を示す回路図である。 4・・・第1のMo3)ランジスタ、3・・・第2のM
o3)ランジスク、15・・・第3のMo3I−ランジ
スタ、1・・・第2の電源端子、50・・・電圧発生回
路、17〜23・・・NチャネルMo3)ランジスタ。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第2図 第3図 t1t2t3t4 第・4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体集積回路に信号を入力するための回路であ
    って、一方の主電極が第1の電源端子に他方の主電極が
    出力端子にゲート電極が入力端子に接続された第1のM
    O3I−ランジスタと、一方の主電極が上記出力端子に
    ゲート電極が上記入力端子に接続された上記第1のMO
    S)ランジスタと逆導電形の第2のMOS)ランジスタ
    と、一方の主電極が上記第2のMOS)ランジスタの他
    方の主電極に他方の主電極が第2の電源端子に接続され
    た上記第1のMO’SI−ランジスタと同一導電形の第
    3のMOS)ランジスタと、該第3のMOSトランジス
    タのゲート電極に上記第2の電源端子の電圧よりも小さ
    い一定電圧を加える電圧発生回路とを備えたことを特徴
    とする半導体入力回路。
JP58250247A 1983-12-29 1983-12-29 半導体入力回路 Pending JPS60143498A (ja)

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