JPS60244123A - Cmosマスタスライス半導体装置 - Google Patents

Cmosマスタスライス半導体装置

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JPS60244123A
JPS60244123A JP59099945A JP9994584A JPS60244123A JP S60244123 A JPS60244123 A JP S60244123A JP 59099945 A JP59099945 A JP 59099945A JP 9994584 A JP9994584 A JP 9994584A JP S60244123 A JPS60244123 A JP S60244123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cmos
semiconductor device
channel transistor
transistor
threshold voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP59099945A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Yamashita
公一 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS60244123A publication Critical patent/JPS60244123A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/90Masterslice integrated circuits
    • H10D84/903Masterslice integrated circuits comprising field effect technology
    • H10D84/907CMOS gate arrays

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は、CMOSマスクスライス半導体装置に関する
。特に、例えばTTLの動作レベルと0MO5の動作レ
ベル等、二つの異なる入力レベルに対応しうる入力バッ
フ7回路を構成しうるCMOSマスクスライス半導体装
置に関する。・(2)技術の背景と従来技術の問題点 従来、CMOSマスタスライス半導体装置は、設計の当
初に、入力をTTLの動作レベル(例えば+、jv )
とするか、0MO3の動作レベル(例えば2.5V )
とするかを決定し、そのいづれかに対応することを前提
として設計がなされている。
すなわち、従来技術においては、TTLコンパチブルに
も、また、CMOSコンパチブルにもなしうるCMOS
マスタスライス半導体装置は存在しない、しかし、需要
の多様化にともない、異なる入力レベルに対応して入力
バッファ回路を構成しうるCMOSマスタスライス半導
体装置に対する要請が発生し顕著になってきた。
(3)発明の目的 本発明の目的は、これらの要請にこたえることにあり、
二つの異なる入力レベルに対応しうる入力バッフ7回路
を構成しうるCMOSマスタスライス半導体装置を提供
することにある。
(4)発明の構成 本発明の構成は、論理スレッショルド電圧がV、 とv
in2とである二つの異なる入力レベル+nl に対応しうるCMOSマスクスライス半導体装置におい
て、 但し、 βP1は第1のPチャンネルトランジスタのβ値であり
、 βNlは第1のNチャンネルトランジスタのβ値であり
、 vthPlは第1のPチャンネルトランジスタのスレッ
シ冒ルド電圧であり、 ” thNIは第1のNチャンネルトランジスタのスレ
ッシ画ルド電圧であり、 vDDは前記第1のPチャンネルトランジスタの電源電
圧である。
を満足するitの0MO3)ランジスタと。
但し、 βP2は第2のPチャンネルトランジスタのβ値であり
、 βN2は第2のNチャンネルトランジスタのβ値であり
vthP2は第1のPチャンネルトランジスタのスレッ
ショルド電、圧でアリ。
vthN2は第1のNチャンネルトランジスタのスレッ
シ1ルド電圧である。
を満足する第2の0MO3)ランジスタとを有し、該二
つの0MO3)ランジスタのいずれかをもって入力バッ
フ7回路を構成することを特徴とするCMOSマスタス
ライス半導体装置にある。
たり、この構成に欠くことのできない4個のトランジス
タのうち、2@を全く同一にすることができる場合があ
るので、その場合は、必要とするトランジスタが4(I
lではなく3個で十分となり、集積度の向上は勿論、製
造工程の簡略化等多くの利益を、実現することができる
0MO5)ランジスタの入力八ツ7ァ回路は。
一般に、第1図に示す如くである0図において、lはP
チャンネルトランジスタであり2はNチャンネルトラン
ジスタであり、それらのゲートは共通に接続されて入力
V が印加され、また、Pn チャンネルトランジスタlのトレインとNチャンネルト
ランジスタ2のトレインとは共通に接続されて次段イン
バータとの接続端子3を構成している。vDDはPチャ
ンネルトランジスタlのソースに接続され、vssはN
チャンネルトランジスタ2のソースに接続されている。
ところで、上記の回路において、入力電圧が論理スレッ
ショルド電圧に等しいときは、Pチャンネルトラン゛ジ
スタlとNチャンネルトランジスタ2とは、ともに、f
1!和領域にある。そして、0MO5)ランジスタが飽
和領域にある場合、そのチャンネルを流れる電流■。が
次式で1表わされることは周知である。
但し、 voはソース慟トレイン間電圧であり、■−はトランジ
スタのスレッショルド電圧h であり、 βはトランジスタのβ値である・ また、トランジスタのβ値が次式で表わされることも周
知である。
但し、 特上i日aBO−244123(3) Wはトランジスタのチャンネル幅であり、Lはトランジ
スタのチャンネル長であり、ε はゲート絶縁膜の誘電
率であり、 x t はゲート絶縁膜の厚さであり、 x 終。はキャリヤの移動度である。
上記の回路において、Pチャンネルトランジスタに印加
されるソース・トレイン間電圧vDPは、VDρ″″′
 vDD−v In であるから、そのチャンネルを流れる電流1口Pは。
・・・・・・・・・ (3) 但し、 βPはPチャンネルトランジスタ1のβ値である。
である、また、Nチャンネルトランジスタに印加される
ソース・ドレイン間電圧vONはvlnであるから、そ
のチャンネルを流れる電流IDNは、・・・・・・・・
・ (4) 但し。
β、tiNチャンネルトランジスタ2のβflIである
である。
ところで、CMOSイン八−夕の論理スレッシ言ルド電
圧は、Pチャンネルトランジスタlのチャンネル電流■
oPとNチャンネルトランジスタ2のチャンネル電流l
。Nとを等しくする入力電圧であるから、(3)式と(
4)式とから、次式の条件が得られる。
そして、これを変形して、次式が得られる:そこで、入
力回路の論理スレッシ璽ルド電圧がvInlである場合
は1次式を満足しなければならない。
・・・・・・・・・ (6) 一方、入力回路の論理スレッショルド電圧が■。
In2 である場合は、次式を満足しなければならない。
・・・・・・・・・(7)1 よって、上記(6)式を満足する第1のCMOSトラン
ジスタと、上記(7)式を満足する第2の0MO5)ラ
ンジスタとの双方を有するCMOSマスタスライス半導
体装置は、論理スレッショルド電圧がvlrllである
入力レベルにも、また、論理スレッシ言ルF電圧がv1
n2である入力レベルにも、配線の選択的形成をもって
極めて容易に対応することができる。
(5)発明の実施例 以下、図面を参照しつへ、本発明の実施例に係るCMO
Sマスタスライス半導体装置についてさらに説明する。
第2図参照 入力レベルがCMO5の動作レベルであるとすると、そ
の論理スレッシ望ルト電圧は2.5vであルカラ、vo
oを5v、■ths トIvthpl トを 0.8■
とすると1式(6)は。
となる、また、入力レベルかTTLの動作レベルである
とすると、その論理スレッショルド電圧は1.4V−t
’あルカラ、voDヲ5v、vthNト1vth、1と
を 0.8Vとすると、式(7)は、となる。
そこで、βP/β、がlである第1のCMOSトランジ
スタT 、T2と、β、 / /3 、 l)< 0.
048である第2のCMOSトランジスタT 、T4と
を、入力パッファ回路部に有するCMOSマスクスライ
スを製造する。図において、4はN+領領域あり、5は
Pウェルをもって形成されるP+領域であり、6.7.
8.9.10はフィールド絶縁膜である。11は第1の
CMO3?ランジスタのPチャンネルトランジスタT、
のP+領域であり15はそのゲートである。 12は第
1のCMOSトランジスタのNチャンネルトランジスタ
T2のN+領領域あり18はそのゲートである。 +3
は第2のCMOSトランジスタのPチャンネルトランジ
スタT3のP“領域であり17はそのゲートである。 
14は第2の0MO3)ランンスタのNチャンネルトラ
ンジスタT のN1領域であり18はそのゲートである
第3図、第4図参照 上記のCMOSマスクスライス半導体装置を使用してC
MOSコンパチブルとする場合は、第3図のブロック図
に示す各ノートに対し、第1のCMOSトランジスタT
 、T2を使用して、第4図に示すような配線を設けれ
ばよい。
第5図、第6図参照 上記のCMOSマスタスライス半導体装置を使用してT
TLコンパチブルとする場合は、第5図のブロック図に
示す各ノートに対し、第2のCMOSトランジスタT、
T、を使用して、第6図に示すような配線を設ければよ
い。
第7図参照 1式(6)、(7)を満足する2組のCMOSトランジ
スタを設計する場合、そのPチャンネルトランジスタT
 、T3またはNチャンネルトラ■ ンシスタT 、T4のいづれかを同一の構造とすること
ができる場合がある。その場合は、同一であるトランジ
スタを1組節約することができる。
第7図はNチャンネルトランジスタを共通にしてこの共
通のNチャンネルトランジスタをT2とし、Pチャンネ
ルトランジスタT、とNチャンネルトランジスタT2と
をもって第1のCMOSトランジスタを構成し、Pチャ
ンネルトランジスタT とNチャンネルトランジスタT
2とをもって第2のCMOSトランジスタを構成する場
合を示す0図より明らかなようにT、が省略されている
第8図、第9゛図参照 上記のCMOSマスクスライス半導体装置を使用してC
MOSコンパチブルとする場合は、第8図のブーロック
図に示す各ノートに対し、第1のCMOSトランジスタ
T 、T2を使用して、第9図に示すような配線を設け
ればよい。
第10図、第11図参照 上記のCMOSマスタスライス半導体装置を使用してT
TLコンパチブルとする場合は゛、第1O図のブロック
図に示す各ノートに対し、第2のCMOSトランジスタ
T 、T を使用して、第11図3 2゜ に示すような配線を設ければ°′よい。
(6)発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によれば二つの異がる入力し
ヘルに対応しうる入力バッフ7回路を構成しうるCMO
Sマスクスライス半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
W41図はCMOSトランジスタ入力回路のブロック図
である。第2図は本発明の実施例に係るCMOSマスタ
スライス半導体装置の平面図であり、第3図、第4図は
これを使用して、CMOSコンパチブルとする場合のブ
ロック図と平面図であり、第5図、第6図はこれ、を使
用してTTLコンパチブルとする場合のブロック図と平
面図である。第7@は本発明の他の実施例に係るCMO
Sマスタスライス半導体装置の平面図であり、第8図、
第9図はこれを使用して、CMOSコンパチブルとする
場合のブロック図と平面図であり、第10図、第11図
はこれを使用してTTLコンバチ “プルとする場合の
ブロック図と平面図である。 v 1・入力電圧、 V ・・O電源電圧、In DO V ・・・接地電圧、10番・PチャンネルトS

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)論理スレッショルド電圧がVinlとvin2と
    である二つの異なる入力レベルに対応しうるCMOSマ
    スクスライス半導体装置において、但し、 βP1は第1のPチャンネルトランジスタのβ値であり
    、 βNlは第1のNチャンネルトランジスタのβ値であり
    、 vthPlは第1のPチャンネルトランジスタのスレッ
    ショルド電圧であり、 vthNlは第1のNチャンネルトランジスタのスレッ
    ショルド電圧であり、 vDDは前記第1のPチャンネルトランジスタの電源電
    圧である。 を満足する第1のCMO3)ランジスタと、但し、 βP2は第2のPチャンネルトランジスタめβ値であり
    、 βN2は第2のNチャンネルトランジスタのβ値であり
    、 Vthρ2は第1のPチャンネルトランジスタのスレッ
    ショルド電圧でアリ。 ■thN2はFlのNチャンネルトランジスタのスレラ
    ン1ルト電圧である。 を満足する第2のCMO3)ランジスタとを有し、該二
    つのCMOSトランジスタのいずれかをもって入力47
    27回路を構成することを特徴とするCMOSマスタス
    ライス半導体装置。
  2. (2)前記第1と第2のCMO3)ランジスタのPチャ
    ンネルトランジスタまたはNチャンネルトランジスタが
    同一である、特許請求の範囲第1項記載のCMOSマス
    タスライス半導体装置。
JP59099945A 1984-05-18 1984-05-18 Cmosマスタスライス半導体装置 Pending JPS60244123A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5716864A (en) * 1994-07-22 1998-02-10 Nkk Corporation Method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device with peripheral transistor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57138220A (en) * 1981-02-20 1982-08-26 Hitachi Ltd Data input equipment for logical circuit
JPS5892141A (ja) * 1981-11-26 1983-06-01 Nec Corp 集積回路装置

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