JPS63146460A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS63146460A
JPS63146460A JP61293711A JP29371186A JPS63146460A JP S63146460 A JPS63146460 A JP S63146460A JP 61293711 A JP61293711 A JP 61293711A JP 29371186 A JP29371186 A JP 29371186A JP S63146460 A JPS63146460 A JP S63146460A
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JP
Japan
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transistor
pull
depletion
output
integrated circuit
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JP61293711A
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English (en)
Inventor
Satoru Tashiro
哲 田代
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • H10D84/84Combinations of enhancement-mode IGFETs and depletion-mode IGFETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
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    • H10D84/85Complementary IGFETs, e.g. CMOS

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に係プ、特に相補型MOS(或
はMig)トランジスタ集積回路においてMOS トラ
ンジスタのデプレッション化によってオープンドレイン
出力形式のプルアップ抵抗(或はプルダウン抵抗)の有
無を選択する回路形式に関する。さらに詳しくはオープ
ンドレイン出力トランジスタのプルアップ(或はプルダ
ウン)抵抗として動作モードの実なるデプレッション形
とエンハンスメント形の2種類のMOS  トランジス
タを用いることによ)、出力耐圧と抵抗値のバラツキ制
御の両方を良好ならしめた回路形式に関するものである
〔従来の技術〕
第3図は、従来のMOS トランジスタ集積回路のNチ
ャネルオープンドレイン出力にNチャネルデプレッショ
ントランジスタを用いて、プルアップ抵抗をオプション
で付けられる回路の一例である。第3図において、31
はNチャネルオープンドレイン出力のMOS トランジ
スタ、32はこの出力トランジスタ31のドレインに接
続される出力端子、33は同じく出力トランジスタ31
のゲートを駆動する前段回路、34はNチャネルMOS
トランジスタで、そのソースは出力端子32に接続され
、ドレインは電源VCCに接続され、そしてゲートは接
地レベルまたはソース単位に接続されている。
ここで、NチャネルMO3トランジスタ34は、マスク
オプションによりブプレッション化を選択できる。この
とき、デプレッション化された時にはプルアップ抵抗と
して働き、デプレッション化されない時は、トランジス
タはオフ(OFF)したままであり、出力端子32に印
加可能な電位は、下限は接地レベルであるが、上限は正
の電源vccの!圧しベルを越えて、前記各トランジス
タ31.34のソース・ドレイン間耐圧まで許される。
通常の応用ではVcc (5,Ovに対して、耐圧10
v前後のものが容易に実現されうる。
また、第4図も従来の別の回路例であり、これは、Nチ
ャネルオープンドレイン出力にPチャネルのMOS ト
ランジスタを用いてプルアップ抵抗を付けた一例である
。同図において、41はNチャネルオープンドレイン出
力のMOSトランジスタ、42はその出力端子、43は
この出力トランジスタ41のゲートを駆動する前段回路
、44はPチャネルMOSトランジスタで、そのドレイ
ンは出力端子42に接続され、ソースは電源VCCに接
続され、そしてゲートは接地レベルに接続されている。
このとき、PチャネルMOSトランジスタ44は常に導
通しており、プルアップ抵抗として働く。この回路の場
合には、デプレッション化によるプルアップ抵抗の有無
の選択はできない。
また、出力端子42に印加できる電圧も、接地レベルと
電源VCCの間であり、そのVccレベルを越えた値を
印加することはできない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、上記した従来の回路は以上のように構成さ
れているので、マスクオプションによりプルアップ抵抗
(あるいはプルダウン抵抗)の有無を選択しようとする
と、次のような問題点があった。すなわち、第3図の回
路では、電源VCCレベルを越えて出力Voに電圧を印
加することはできても、デプレッショントランジスタの
抵抗値を半導体プロセスで制御するのが難しいので、抵
抗値のバラツキを押え込むのが難しい。一方、第4図の
回路形式の方が、プルアップトランジスタとして通常の
エンハンスメント形MOSトランジスタを用いているの
で、オン(ON〕抵抗のプロセスによるバラツキはデプ
レッション方式に比べて小さいが、Pチャネルのトラン
ジスタを使用しているので、電源電圧■ccを越えて、
出力Voに高い電圧を印加することはできないという問
題点があった。
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、プロセスの変動によるバラツキを押えると共に
、電源電圧を越えた電圧を出力に印加でき、しかもオー
プンドレイン形式の特質を維持してデプレッション工程
によりその有無を選択できるプルアップ(あるいはプル
ダウン)用トランジスタのMOS集積回路への内蔵を実
現することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る半導体集積回路は、オープンドレイン形式
のMOS  トランジスタ出力のプルアップ(或はプル
ダウン〕用トランジスタを、デプレッション形トランジ
スタト通常のエンハンスメント形トランジスタを直列に
電源と出力端子間に接続して実現したものである。
〔作用〕
本発明における半導体集積回路のプルアップ(或はプル
ダウン〕用トランジスタは、デプレッション形トランジ
スタによってその有無を選択し、それと直列に接続され
る通常のエンハンスメント形トランジスタによりそのオ
ン抵抗を、プロセスの変動によるバラツキが少なくなる
ように設計することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による半導体集積回路の等測
的な回路構成図であシ、同図において、1はオープンド
レイン出力形式の出力トランジスタで、との例ではNチ
ャネルMOSトランジスタである。2はこの出力トラン
ジスタ1のドレインに接続される出力端子、3は出力ト
ランジスタ1のゲートを駆動する前段の回路、4はNチ
ャネルデプレッション形のMOSトランジスタであシ、
そのソースは出力端子2に接続され、ゲートはグランド
レベル(あるいは当該トランジスタ4のソースレベルで
もよい)に接続されている。このとき、前記トランジス
タ4のデプレッション化は、通常のデプレッション工程
により選択できる。また、5はPチャネルのエンハンス
インド形MOsトランジスタから成るプルアップトラン
ジスタであり、そのゲートはグランドレベルに接続され
、ソースは電源vCCに接続され、そしてドレインは前
記デプレッショントランジスタ4のドレインに接続され
ている。
第2図は第1図の回路を半導体集積回路にて実現した場
合の断面構造を模式的に表わしたものであシ、第1図と
同一または相当部分は同一符号を付しである。第2図に
おいて、Itl雪はP形半導体基板11上に形成される
出力トランジスタ1を構成するソース、ドレインのn+
領領域13はそのゲート、14はP+領域であシ、この
ドレインのn+領領域側にはn−領域1sが形成されて
いる。また、41.41はデプレッション化のトランジ
スタ4を構成するソース、ドレインのn+領領域43は
そのゲートであシ、このソースのn+領域41側にはn
−領域44が形成されている。
さらに、sl、s−はn−ウェル領域11内に形成され
るプルアップ用トランジスタ5を構成するソース、ドレ
インのP+領域、53はそのゲート、5、はn+領領域
ある。なお、第2図中、矢印21はMOS トランジス
タ4のデプレッション化のフローを示し、また4sはそ
のソースおよびドレイ&ヘ ンのn+領域41.42間に形成されるn+領領域示し
ている。
次に、上記実施例構成の回路の各部の作用について説明
する。ζこで、第1図の回路において、駆動回路3と出
力トランジスタ1および出力端子2の経路は通常の一般
的なオープンドレインの出力形式である。また、第2図
の素子構造での出力トランジスタ1の出力端子2側のド
レイ/n”領域11部分のn−領域1sは、そのトラン
ジスタのソース・ドレイン間耐圧を上げる働きをするも
ので、目的に応じてこのような構造を採用することがで
きる。
しかして、プルアップトランジスタの有無は、MOS 
トランジスタ4をデプレッション化するか否かによって
選択可能である。多くの場合、デプレッション工程はR
OMデータ焼付けの工程となっておシ、計算機処理によ
ってデプレッション化するか否かの選択をマスクに焼付
けるととが容易である。特に、シングルチップマイコン
での応用では、ROMと共にユーザ毎にプルアップの有
無を決定することが可能であり、有益である。
一方、MOS トランジスタ4をデプレッション化しな
い場合には、そのトランジスタ4のゲートレベルがグラ
ンドであるので、このトランジスタはオフとなシ、プル
アップ無しとなる。また、MOSトランジスタ4は出力
トランジスタ1と同じ極性(第1図の例ではNチャネル
〕であるので、出力耐圧はこれらトランジスタ1,4の
特性のみで決まり、出力Voに電源電圧vCCを越える
電圧を印加することができる。このとき、第2図に示す
n−領域44の働きはそのまま維持できる。
そして、MOS トランジスタをデプレッション化した
場合には、常にトランジスタがオンであるので、プルア
ップ有となる。このとき、MOS トランジスタ4のサ
イズを十分に大きいものとし、(トランジスタ4のオン
抵抗)<< (トランジスタ50オン抵抗) となるように設計すれば、そのプルアップ抵抗値はほぼ
トランジスタ5のサイズによってのみ決まる。また、こ
のトランジスタ5はソース・ゲート間電圧が電源電圧レ
ベル(Vcc)となっているので、常にオン状態となる
。なお、プルアップ用トランジスタ5は必ずしもPチャ
ネルトランジスタでなくてもよく、出力トランジスタ1
と同じ概形のNチャネルを使用してもよい。ただし、そ
の場合には、ゲートはVCC電位に接続して、トランジ
スタが常にオンとなるようにする必要がある。
以上の実施例ではNチャネルトランジスタの出力形式の
場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、Pチャネルトランジスタ出力形式の場合も同様に適
用することができる。また、上述ではプルアップトラン
ジスタの場合について説明したが、プルダウン用トラン
ジスタを、デプレッション形トランジスタとエンハンス
メント形トランジスタにて構成することもできる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、プルアップ(或はプルダ
ウン)トランジスタを、デプレッション化され得るトラ
ンジスタと通常の工ンノ1ンスメント形トランジスタを
組み合せて構成することにより、プルアップ(或はプル
ダウン〕のM無をデプレッション工程のみによって選択
できるとともに、半導体プロセスによるプルアップ(或
はプルダウン)の抵抗値のバラツキを少なくすることが
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による半導体集積回路の等価
回路図、第2図は第1図の回路を集積回路で実現した場
合の断面構造の模式図、第3図及び第4図はそれぞれ従
来例によるプルアップトランジスタを実現する回路構成
図である。 1−・・・出力トランジスタ、2・・・・出力端子、3
・番・・前段(駆動)回路、4・・・拳デプレッション
形トランジスタ、5・・・−プルアップトランジスタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相補型MOS(或はMIS)トランジスタ集積回
    路において、そのオープンドレイン出力トランジスタの
    出力と電源との間に、該出力トランジスタのプルアップ
    抵抗(或はプルダウン抵抗)として、デプレツシヨン工
    程のマスクパターンにより選択的にデプレツシヨン化が
    決定できる,前記出力トランジスタと同じ極性の第1の
    トランジスタと、常時オン状態になるべくゲート電位を
    設定した第2のトランジスタとを直列に接続したことを
    特徴とする半導体集積回路。
  2. (2)デプレツシヨン化された場合の第1のトランジス
    タのオン抵抗を常時オン状態の第2のトランジスタのオ
    ン抵抗よりも十分に小さくし、前記第1のトランジスタ
    のオン抵抗のプロセスによる変動分が前記第2のトラン
    ジスタのオン抵抗に比べ十分に小さくなるように、これ
    ら第1および第2のトランジスタのサイズを選択したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路。
JP61293711A 1986-12-10 1986-12-10 半導体集積回路 Pending JPS63146460A (ja)

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