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JP2002124866A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

Info

Publication number
JP2002124866A
JP2002124866A JP2000314854A JP2000314854A JP2002124866A JP 2002124866 A JP2002124866 A JP 2002124866A JP 2000314854 A JP2000314854 A JP 2000314854A JP 2000314854 A JP2000314854 A JP 2000314854A JP 2002124866 A JP2002124866 A JP 2002124866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
logic
signal
mos transistor
potential
power supply
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
Application number
JP2000314854A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Hirata
昭夫 平田
Hiroo Yamamoto
裕雄 山本
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000314854A priority Critical patent/JP2002124866A/en
Publication of JP2002124866A publication Critical patent/JP2002124866A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 閾値電圧に対応した電源を供給する半導体集
積回路の小面積化を目的とする。 【解決手段】 閾値電圧に対応した電源5を、ゲートと
ボディにそれぞれ独立に論理信号8a、8bをMOSトランジ
スタ入力するMOSトランジスタを含む論理ブロック6に
印加する。ボディとゲートに論理信号を入力することよ
り一つのMOSトランジスタで通常2つのMOSトランジスタ
で構成する論理機能を実現でき半導体集積回路の小面積
化を行う。また、第2の電源線5により安定した特性と
歩留が得られる。
[PROBLEMS] To reduce the area of a semiconductor integrated circuit for supplying power corresponding to a threshold voltage. SOLUTION: A power supply 5 corresponding to a threshold voltage is applied to a logic block 6 including a MOS transistor which inputs a logic signal 8a, 8b to a gate and a body independently of each other. By inputting a logic signal to the body and the gate, a single MOS transistor can realize a logic function normally composed of two MOS transistors, thereby reducing the area of the semiconductor integrated circuit. Further, stable characteristics and yield can be obtained by the second power supply line 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器などに用
いられ、チップの低消費電力化、チップ面積の縮小化お
よび低コスト化が強く求められる半導体集積回路に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for use in portable equipment and the like, which is required to have low power consumption, small chip area, and low cost.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年電池によって電源を供給される携帯
機器が多く普及しているが、これらに用いられている半
導体集積回路では電池の駆動時間を長くするために一層
の低消費電力化が強く要求されている。また年々携帯機
器の機能向上を図るために半導体集積回路の高性能化が
求められている。それとともに半導体集積回路メーカー
にとっては半導体集積回路の低コスト、高歩留まり化を
図るためになるべくチップ面積を小さくしたいという要
求がある。
2. Description of the Related Art In recent years, many portable devices powered by a battery have become widespread. However, in semiconductor integrated circuits used in these devices, further reduction in power consumption is strongly required in order to extend the driving time of the battery. Has been requested. In addition, the performance of semiconductor integrated circuits is required to be higher in order to improve the functions of portable devices year by year. At the same time, there is a demand from semiconductor integrated circuit manufacturers to reduce the chip area as much as possible in order to reduce the cost and increase the yield of the semiconductor integrated circuit.

【0003】MOSトランジスタはソース、ドレイン、ゲ
ート、ボディの4端子から構成される素子であるが、従
来MOSトランジスタを用いて論理回路を構成する際、論
理信号の伝達に用いられていた端子はソース、ドレイ
ン、ゲートの3つだけであった。図22は従来の半導体
集積回路中のnチャネル型MOSトランジスタのボディの
扱いを示すものである。図22(a)ではボディはグラン
ド電位に固定されている。これはCMOS論理回路中で最も
一般的なボディの接続方式である。図22(b)ではボデ
ィにバイアス発生回路から供給されるバイアス電圧が加
えられている。これは回路の動作時と非動作時でバイア
ス電圧を変化させることにより閾値電圧を変化させ、非
動作時のオフリーク電流を削減するためなどに用いられ
る。図22(c)ではボディをソースに接続している。こ
れは主に絶縁膜上の薄膜シリコン層(SOI)に形成され
たMOSトランジスタにおいて、ボディの電位を固定する
ために用いられる。図22(d)ではボディとゲートを接
続している。これはDT-MOSFET(Dynamic Threshold MOSF
ET)と呼ばれ、MOSトランジスタがオフの時にリーク電流
が小さく、MOSトランジスタがオンのときにオン電流が
大きくなるという特徴がある。この構造は特開平10-135
814号広報などで用いられている。図22(e)は図22
(d)と同様の特徴を有し、オフの時にリーク電流が小さ
く、MOSトランジスタがオンのときにオン電流が大きく
なるようにゲートとボディ間をMOSトランジスタを介し
て接続したものである。この構造は特開平08-265123号
広報に用いられている。
A MOS transistor is an element composed of four terminals: a source, a drain, a gate, and a body. When a logic circuit is conventionally formed using a MOS transistor, the terminal used for transmitting a logic signal is a source. , Drain and gate. FIG. 22 shows the handling of the body of an n-channel MOS transistor in a conventional semiconductor integrated circuit. In FIG. 22A, the body is fixed at the ground potential. This is the most common body connection method in a CMOS logic circuit. In FIG. 22B, a bias voltage supplied from a bias generation circuit is applied to the body. This is used to change the threshold voltage by changing the bias voltage during operation and non-operation of the circuit, and to reduce off-leak current during non-operation. In FIG. 22C, the body is connected to the source. This is mainly used to fix the potential of the body in a MOS transistor formed on a thin silicon layer (SOI) on an insulating film. In FIG. 22D, the body and the gate are connected. This is DT-MOSFET (Dynamic Threshold MOSF
ET), which is characterized in that the leakage current is small when the MOS transistor is off, and the on-current is large when the MOS transistor is on. This structure is disclosed in
It is used in 814 public information. FIG. 22E shows FIG.
It has the same characteristics as (d), in which the gate and the body are connected via a MOS transistor so that the leakage current is small when off and the on-current is large when the MOS transistor is on. This structure is used in the public information of JP-A-08-265123.

【0004】また、ゲートとボディのそれぞれに独立に
信号を加えることで1つのMOSトランジスタで2つのス
イッチを組み合わせた機能を果たす技術として特開平9
−162408号公報、特開平10−335653号公
報がある。しかしながら、これらは製造プロセスごとの
閾値電圧のばらつきによって歩留まりが悪化したり、動
作時において本来機能的にはオフであるMOSトランジス
タを流れる電流(リーク電流)が大きくなり、消費電力
が増大するという問題点があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 (1999) -90131 discloses a technique in which a signal is independently applied to each of a gate and a body to achieve a function of combining two switches with one MOS transistor.
JP-A-162408 and JP-A-10-335655. However, there is a problem that the yield is deteriorated due to a variation in threshold voltage for each manufacturing process, and a current (leakage current) flowing through a MOS transistor which is originally functionally off during operation increases, thereby increasing power consumption. There was a point.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、ソース-ドレイン間の電流のオン/オフを
制御するのは実質的にゲート端子のみであり、一つのMO
Sトランジスタで一つのスイッチと同等の機能を果たす
ことしかできなかった。
However, in the above-described conventional configuration, on / off of the current between the source and the drain is controlled substantially only by the gate terminal, and one MO is controlled.
S transistors could only perform the same function as a single switch.

【0006】また、ゲート端子とボディ端子のそれぞれ
に独立に信号を加えることで1つのMOSトランジスタで
2つのスイッチを組み合わせた機能を果たす従来技術は
あったが、製造プロセスのばらつきによる歩留まりの悪
化、消費電力の増大という問題があった。
In addition, there is a conventional technique in which a single MOS transistor performs a function of combining two switches by independently applying a signal to each of a gate terminal and a body terminal. There is a problem that power consumption increases.

【0007】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、論理回路を構成するMOSトランジスタの数を削減
し、半導体集積回路の小面積化を目的とするとともに、
歩留まりの向上および消費電力の削減を目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems and aims at reducing the number of MOS transistors constituting a logic circuit and reducing the area of a semiconductor integrated circuit.
The purpose is to improve yield and reduce power consumption.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体集積回路は第1の電位を供給する第1の電源線
と、第1の電位より高電位の第2の電位を供給する第2
の電源線と、第3の電位を供給する第3の電源線と、p
チャネル型MOSトランジスタ及び/又はnチャネル型MOS
トランジスタを含んで構成される論理ブロックと、第3
の電位を第2の電位に変換する回路を前記論理ブロック
と同一チップ上に含んで構成されている。
A semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention supplies a first power supply line for supplying a first potential and a second potential higher than the first potential. Second
, A third power supply line for supplying a third potential, and p
Channel type MOS transistor and / or n-channel type MOS
A logic block including a transistor;
The circuit for converting the potential of the logic block into the second potential is included on the same chip as the logic block.

【0009】この半導体集積回路を構成する論理ブロッ
クはMOSトランジスタの、ゲートとボディにそれぞれ独
立にローレベルあるいはハイレベルの論理信号を入力
し、入力論理信号の組合せにより論理信号を出力するMO
Sトランジスタを少なくとも一つ以上含むことを特徴と
する。ボディに加わる信号によりMOSトランジスタの閾
値電圧が変化する効果を用いて、一つのMOSトランジス
タで複雑な論理動作を行わせることができる。これによ
り従来2つ以上のMOSトランジスタを用いて構成してい
た動作を一つのMOSトランジスタで行わせることができ
るようになる。
A logic block constituting this semiconductor integrated circuit inputs a low-level or high-level logic signal independently to the gate and body of a MOS transistor, and outputs a logic signal by a combination of input logic signals.
It is characterized by including at least one S transistor. By using the effect that the threshold voltage of the MOS transistor changes according to a signal applied to the body, a complicated logic operation can be performed by one MOS transistor. As a result, the operation conventionally configured using two or more MOS transistors can be performed by one MOS transistor.

【0010】また、前記論理ブロックと同一チップ上に
外部から供給される第3の電位を第2の電位に変換する
回路を搭載することにより、製造ばらつきによりMOSト
ランジスタの閾値電圧がチップごとにばらつくとき、チ
ップごとに第2の電位の値を変化させることでチップご
との遅延時間のばらつきを減らし、歩留まりを上げるこ
とができる。
Also, by mounting a circuit for converting a third potential supplied from the outside to a second potential on the same chip as the logic block, the threshold voltage of the MOS transistor varies from chip to chip due to manufacturing variations. At this time, by changing the value of the second potential for each chip, variation in delay time for each chip can be reduced, and the yield can be increased.

【0011】このように請求項1の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができるとともに、チッ
プごとの遅延時間のばらつきを減らして歩留まりを上げ
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced, and variation in delay time between chips can be reduced. You can increase the yield by reducing it.

【0012】本発明の請求項2記載の半導体集積回路
は、チップ内部のMOSトランジスタの閾値電圧を検出す
る回路を含んで構成される。この検出された閾値電圧の
値に応じて第2の電位の値を変動させる。これによりチ
ップの温度変化により動的に閾値電圧が変化した場合で
も遅延時間の変化を小さくすることができ、歩留まりを
上げることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit including a circuit for detecting a threshold voltage of a MOS transistor in a chip. The value of the second potential is varied according to the detected threshold voltage value. As a result, even when the threshold voltage dynamically changes due to a chip temperature change, the change in delay time can be reduced, and the yield can be increased.

【0013】このように請求項2の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができるとともに、チッ
プごとの遅延時間のばらつきを減らして歩留まりを上げ
ることができる。
As described above, according to the second aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced, and the variation in delay time between chips can be reduced. You can increase the yield by reducing it.

【0014】本発明の請求項3記載の半導体集積回路
は、請求項1および2の発明における半導体集積回路に
おいて、ゲートとボディにそれぞれ独立に論理信号が加
わるnチャネル型MOSトランジスタの閾値電圧を、ボデ
ィにローレベルの信号が加わっているときには論理振幅
より大きくなるように設定し、ボディにハイレベルの信
号が加わったとき論理振幅より小さくなるように設定し
て構成される。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor integrated circuit according to the first and second aspects of the present invention, wherein a threshold voltage of an n-channel type MOS transistor to which a logic signal is independently applied to a gate and a body is defined by: When a low-level signal is applied to the body, it is set to be larger than the logical amplitude, and when a high-level signal is applied to the body, it is set to be smaller than the logical amplitude.

【0015】ゲートにハイレベルの信号が加わったとき
でもボディにローレベルの信号が加わっているときは閾
値電圧が論理振幅より大きく、常にゲート-ソース間電
圧より大きいためソース−ドレイン間に電流が流れな
い。そしてボディにハイレベルの信号が加わっていると
き閾値電圧が論理振幅より小さくなるので、ゲートにハ
イレベルの信号が加わりかつボディにハイレベルの信号
が加わるときのみソース−ドレイン間に電流が流れる。
Even when a high-level signal is applied to the gate, when a low-level signal is applied to the body, the threshold voltage is larger than the logic amplitude and is always larger than the gate-source voltage. Not flowing. When the high-level signal is applied to the body, the threshold voltage becomes smaller than the logical amplitude. Therefore, a current flows between the source and the drain only when the high-level signal is applied to the gate and the high-level signal is applied to the body.

【0016】このように、通常2つのnチャネル型MOS
トランジスタを直列に接続して構成するAND機能を一
つのnチャネル型MOSトランジスタで構成することがで
き、半導体集積回路を構成するnチャネル型MOSトラン
ジスタの数を減らすことができる。
As described above, normally two n-channel MOSs
The AND function constituted by connecting the transistors in series can be constituted by one n-channel MOS transistor, and the number of n-channel MOS transistors constituting the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0017】このように請求項3の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0018】本発明の請求項4記載の半導体集積回路は
請求項1および2の発明における半導体集積回路におい
て、ゲートとボディにそれぞれ独立に論理信号が加わる
pチャネル型MOSトランジスタの閾値電圧(通常負の値
で示される)を、ボディにハイレベルの信号が加わって
いるときにはその絶対値が論理振幅より大きくなるよう
に設定し、ボディにローレベルの信号が加わったとき論
理振幅より小さく設定なるようにして構成される。
A semiconductor integrated circuit according to a fourth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the first and second aspects of the present invention, wherein a threshold voltage (usually a negative voltage) of a p-channel MOS transistor to which a logic signal is independently applied to a gate and a body. Is set so that its absolute value is larger than the logic amplitude when a high-level signal is applied to the body, and is set smaller than the logic amplitude when a low-level signal is applied to the body. It is composed.

【0019】ゲートにローレベルの信号が加わったとき
でもボデーにハイレベルの信号が加わっているときは閾
値電圧の絶対値が論理振幅より大きく、常にゲート-ソ
ース間電圧の絶対値より大きいためソース−ドレイン間
に電流が流れない。そしてボディにローレベルの信号が
加わっているとき閾値電圧の絶対値が論理振幅より小さ
くなるので、ゲートにローレベルの信号が加わりかつボ
ディにローレベルの信号が加わるときのみソース−ドレ
イン間に電流が流れる。
Even when a low-level signal is applied to the gate, when a high-level signal is applied to the body, the absolute value of the threshold voltage is larger than the logical amplitude and is always larger than the absolute value of the gate-source voltage. -No current flows between the drains. When the low-level signal is applied to the body, the absolute value of the threshold voltage becomes smaller than the logical amplitude. Therefore, the current flows between the source and the drain only when the low-level signal is applied to the gate and the low-level signal is applied to the body. Flows.

【0020】このように、通常2つのpチャネル型MOSト
ランジスタを直列に接続して構成するAND機能を一つ
のpチャネル型MOSトランジスタで構成することがで
き、半導体集積回路を構成するpチャネル型MOSトラン
ジスタの数を減らすことができる。
As described above, the AND function normally formed by connecting two p-channel MOS transistors in series can be formed by one p-channel MOS transistor, and the p-channel MOS transistor forming the semiconductor integrated circuit can be formed. The number of transistors can be reduced.

【0021】このように請求項4の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0022】本発明の請求項5記載の半導体集積回路は
請求項1および2の発明における半導体集積回路におい
て、ゲートとボディにそれぞれ独立に論理信号が加わる
nチャネル型MOSトランジスタの閾値電圧を、ボディに
ローレベルの信号が加わっているときには論理振幅より
小さく、かつ正に設定し、ボディにハイレベルの信号が
加わっているときには閾値電圧の値が負の値になるよう
に設定して構成される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit according to the first and second aspects of the present invention, wherein a threshold voltage of an n-channel MOS transistor in which a logic signal is independently applied to a gate and a body is set to When a low-level signal is applied to the body, it is set to be smaller than the logical amplitude and set to be positive, and when a high-level signal is applied to the body, the threshold voltage is set to a negative value. .

【0023】これにより、ボディにハイレベルの信号が
加わっているときはゲートにローレベルの信号が加わっ
ているときでも電流が流れ、ゲートがハイレベルの信号
が加わったときはボディの信号レベルにかかわらず電流
が流れる。よってゲートにハイレベルの信号が加わる又
はボディにハイレベルの信号が加わるときにソース−ド
レイン間に電流が流れる。ゲートとボディ共にローレベ
ルのとき、ソースードレイン間の電流は流れない。
Accordingly, when a high-level signal is applied to the body, a current flows even when a low-level signal is applied to the gate, and when a high-level signal is applied to the gate, the current is reduced to the signal level of the body. Regardless, current flows. Therefore, when a high-level signal is applied to the gate or a high-level signal is applied to the body, a current flows between the source and the drain. When both the gate and the body are at low level, no current flows between the source and the drain.

【0024】このように通常2つのnチャネル型MOSト
ランジスタを並列に接続して構成するOR機能を一つの
nチャネル型MOSトランジスタで構成することができ、
半導体集積回路を構成するnチャネル型MOSトランジス
タの数を減らすことができる。このように請求項5の発
明によれば、論理回路を構成するMOSトランジスタの数
を削減し、半導体集積回路の小面積化を行うことができ
る。
As described above, the OR function usually formed by connecting two n-channel MOS transistors in parallel can be constituted by one n-channel MOS transistor.
The number of n-channel MOS transistors included in a semiconductor integrated circuit can be reduced. Thus, according to the invention of claim 5, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0025】本発明の請求項6記載の半導体集積回路は
請求項1および2の発明における半導体集積回路におい
て、ゲートとボディにそれぞれ独立に論理信号が加わる
pチャネル型MOSトランジスタの閾値電圧を、ボディに
ハイレベルの信号が加わっているときにはその絶対値が
論理振幅より小さく、かつ負に設定し、ボディにハイレ
ベルの信号が加わっているときには閾値電圧の値が正の
値になるように設定して構成される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor integrated circuit according to the first and second aspects of the present invention, wherein a threshold voltage of a p-channel MOS transistor to which a logic signal is independently applied to a gate and a body is set to be equal to the body voltage. When a high-level signal is applied to the body, its absolute value is set to be smaller than the logic amplitude and negative, and when a high-level signal is applied to the body, the threshold voltage is set to a positive value. It is composed.

【0026】これにより、ボディにローレベルの信号が
加わっているときはゲートにハイレベルの信号が加わっ
ているときでも電流が流れ、ゲートがローレベルの信号
が加わったときはボディの信号レベルにかかわらず電流
が流れる。よってゲートにローレベルの信号が加わる又
はボディにローレベルの信号が加わるときにソース−ド
レイン間に電流が流れる。
Thus, when a low-level signal is applied to the body, a current flows even when a high-level signal is applied to the gate, and when a low-level signal is applied to the gate, the current changes to the signal level of the body. Regardless, current flows. Therefore, when a low-level signal is applied to the gate or a low-level signal is applied to the body, a current flows between the source and the drain.

【0027】このように、通常2つのpチャネル型MOS
トランジスタを並列に接続して構成するOR機能を一つ
のpチャネル型MOSトランジスタで構成することがで
き、半導体集積回路を構成するpチャネル型MOSトラン
ジスタの数を減らすことができる。
As described above, two p-channel MOS transistors are usually used.
The OR function constituted by connecting the transistors in parallel can be constituted by one p-channel MOS transistor, and the number of p-channel MOS transistors constituting the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0028】このように請求項6の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができる。
Thus, according to the invention of claim 6, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0029】本発明の請求項7記載の半導体集積回路は
請求項3、請求項4、請求項5、請求項6の発明で用い
られるAND型nMOSFET、OR型nMOSFET、AND型pMOSFET、OR
型pMOSFET、およびボディを未接続又は第1の電源線に
接続又はソースと接続又は第2の電源線に接続又はゲー
トと接続し、閾値電圧が正でありかつ前記論理振幅より
小さいnチャネル型MOSFETと、ボディを未接続又は第1
の電源線に接続又はソースと接続又は第2の電源線に接
続又はゲート端子と接続し、閾値電圧が負でありかつそ
の絶対値が論理振幅より小さいpチャネル型MOSFETを含
んで構成される。これらを組み合わせて論理回路を構成
することにより、より複雑な論理を構成できる。
A semiconductor integrated circuit according to a seventh aspect of the present invention is an AND type nMOSFET, an OR type nMOSFET, an AND type pMOSFET, an OR type nMOSFET used in the third, fourth, fifth and sixth aspects of the present invention.
-Type pMOSFET and an n-channel MOSFET having a body not connected or connected to a first power supply line or connected to a source or connected to a second power supply line or connected to a gate, and having a positive threshold voltage and smaller than the logic amplitude And body not connected or first
Connected to the power supply line or connected to the source or connected to the second power supply line or connected to the gate terminal, and includes a p-channel MOSFET having a negative threshold voltage and an absolute value smaller than the logic amplitude. A more complicated logic can be configured by configuring a logic circuit by combining these.

【0030】このように請求項7の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0031】本発明の請求項8記載の半導体集積回路は
請求項1から請求項7の発明の半導体集積回路が絶縁体
上に形成された薄膜シリコン層に形成して構成されるも
のである。
A semiconductor integrated circuit according to an eighth aspect of the present invention comprises the semiconductor integrated circuit according to the first to seventh aspects formed on a thin film silicon layer formed on an insulator.

【0032】これはSOI MOSトランジスタと呼ばれる。
これにより、素子同士が完全に絶縁分離されることによ
りボディに正バイアスを加えてもラッチアップを起こす
ことがなくなるとともに、各MOSトランジスタごとにボ
ディの電位を変化させることが容易になり、より高集積
化できるという利点がある。
This is called an SOI MOS transistor.
This makes it possible to prevent the latch-up from occurring even if a positive bias is applied to the body because the elements are completely insulated and separated from each other, and it is easy to change the potential of the body for each MOS transistor. There is an advantage that it can be integrated.

【0033】このように請求項8の発明によれば、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができると共に、ラッチ
アップを起こさない、より高集積化できるという利点が
ある。
As described above, according to the eighth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and a higher level can be achieved without causing latch-up. There is an advantage that it can be integrated.

【0034】本発明の請求項9記載の半導体集積回路
は、第1の電位を供給する第1の電源線と、前記第1の
電位より高電位の第2の電位を供給する第2の電源線
と、絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル
型MOSトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジ
スタより構成され、第1の論理信号をローレベルの信号
とし第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号
を、MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立
に論理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理
信号を出力するnチャンネル型MOSトランジスタを少な
くとも一つ以上含むnMOS回路ブロックとプリチャージ
回路とから構成する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit, a first power supply line for supplying a first potential and a second power supply for supplying a second potential higher than the first potential are provided. A p-channel MOS transistor and / or an n-channel MOS transistor on a line and a thin film silicon layer formed on an insulator, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level An nMOS circuit block including at least one n-channel MOS transistor that inputs a logic signal independently to a gate and a body of a MOS transistor and outputs a logic signal by a combination of input logic signals. And a precharge circuit.

【0035】プリチャージ回路は一端を第2の電源線に
接続し、他の一端を出力ノードに接続する。プリチャー
ジ信号が回路をオンさせる信号のとき前記出力ノードの
電位を第2の電位に充電する。
The precharge circuit has one end connected to the second power supply line and the other end connected to the output node. When the precharge signal is a signal for turning on a circuit, the potential of the output node is charged to a second potential.

【0036】nMOS回路ブロックはAND型nMOSFET、 OR型
nMOSFETのうちいずれか又は両方を少なくとも一つ以上
含んで構成される。nMOS回路ブロックは、プリチャー
ジ回路がオンしている期間、電流の流れを阻止する機能
を有し、一端を出力ノードに接続しもう一端を第1の電
源線に接続する。
The nMOS circuit block is an AND type nMOSFET, OR type
It is configured to include at least one or both of nMOSFETs. The nMOS circuit block has a function of blocking a current flow while the precharge circuit is on, and has one end connected to the output node and the other end connected to the first power supply line.

【0037】プリチャージ信号がプリチャージ回路をオ
フさせる信号の時に、nMOS回路ブロックのなかで出力ノ
ードと第1の電源線の間に導通する経路が有るか/無い
かにより出力ノードの電位が第2の電位に保たれるか/
第1の電位に下げられるかすることで論理回路を構成す
ることができる。
When the precharge signal is a signal for turning off the precharge circuit, the potential of the output node depends on whether or not there is a conduction path between the output node and the first power supply line in the nMOS circuit block. Is maintained at the potential of 2 /
A logic circuit can be formed by being reduced to the first potential.

【0038】このダイナミック回路方式を用いることに
より、プリチャージ信号がオンのときに第2の電源線か
ら第1の電源線に流れる直流的な電流(リーク電流)を
抑制することができるメリットがある。
By using this dynamic circuit method, there is an advantage that a DC current (leakage current) flowing from the second power supply line to the first power supply line when the precharge signal is on is suppressed. .

【0039】このように請求項9の発明によれば、ダイ
ナミック回路を構成するMOSトランジスタの数を削減
し、半導体集積回路の小面積化を行うことができると共
に、消費電流を小さく出来るという利点がある。
According to the ninth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced. is there.

【0040】本発明の請求項10記載の半導体集積回路
は請求項9の発明におけるプリチャージ回路を、ゲート
とボディを接続したpチャネル型MOSトランジスタ(DT-M
OSFETと呼ばれる)により構成する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit, the precharge circuit according to the ninth aspect of the present invention is replaced by a p-channel MOS transistor (DT-M
OSFET).

【0041】DT-MOSFETはボディをソース接続されたMOS
トランジスタに比べ同一閾値電圧でゲート−ソース間電
圧がゼロのときに流れる電流(リーク電流)が小さくな
るという特性があるため、リーク電流をより小さく出来
るという利点がある。
The DT-MOSFET is a MOS whose body is connected to the source.
Compared to a transistor, the current (leakage current) flowing when the gate-source voltage is zero at the same threshold voltage is small, so that there is an advantage that the leakage current can be further reduced.

【0042】このように請求項10の発明によれば、ダ
イナミック回路を構成するMOSトランジスタの数を削減
し、半導体集積回路の小面積化を行うことができると共
に、消費電流を小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the tenth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced. is there.

【0043】本発明の請求項11記載の半導体集積回路
は、請求項9記載のプリチャージ回路がオンしている期
間、nMOS回路ブロックの電流を阻止する回路をnMOS回
路ブロックと第1の電源線との間に備える。前記電流を
阻止する回路は、ゲートとボディの両方が前記プリチャ
ージ信号に接続され、ドレインが前記nMOS回路ブロッ
クに接続され、ソースが第1の電源線に接続されたnチ
ャンネル型MOSトランジスタより構成され、請求項9ま
たは10記載の半導体集積回路である。
A semiconductor integrated circuit according to an eleventh aspect of the present invention includes a circuit for blocking current in the nMOS circuit block while the precharge circuit according to the ninth aspect is on, and the nMOS circuit block and the first power supply line. Prepare between. The current blocking circuit includes an n-channel MOS transistor having both a gate and a body connected to the precharge signal, a drain connected to the nMOS circuit block, and a source connected to a first power supply line. A semiconductor integrated circuit according to claim 9 or 10.

【0044】このように請求項11の発明によれば、プ
リチャージ期間のnMOS回路ブロックの電流の阻止が簡
単な回路で構成でき、回路規模の縮小と消費電力の削減
ができる。
As described above, according to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to configure a circuit that can easily block the current of the nMOS circuit block during the precharge period, and to reduce the circuit scale and the power consumption.

【0045】本発明の請求項12記載の半導体集積回路
は、第1の電位を供給する第1の電源線と、前記第1の
電位より高電位の第2の電位を供給する第2の電源線
と、絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル
型MOSトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジ
スタより構成され、第1の論理信号をローレベルの信号
とし第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号
を、MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立
に論理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理
信号を出力するMOSトランジスタを少なくとも一つ以上
含む論理ブロックの中に、AND型pMOSFETおよびAND型nMO
SFETを用いて構成されるトライステートインバータ回路
を含んで構成される。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit, a first power supply line for supplying a first potential and a second power supply for supplying a second potential higher than the first potential are provided. A p-channel MOS transistor and / or an n-channel MOS transistor on a line and a thin film silicon layer formed on an insulator, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level A logic signal is input to a gate and a body of a MOS transistor independently of each other, and a logic block including at least one MOS transistor that outputs a logic signal according to a combination of input logic signals is ANDed. PMOSFET and AND nMO
It is configured to include a tri-state inverter circuit using SFETs.

【0046】AND型nMOSFETのソースを第1の電源線に接
続し、ドレインを出力端子に接続し、ゲート又はボディ
の一方を入力端子に接続し、他方を選択信号端子に接続
する。
The source of the AND type nMOSFET is connected to the first power supply line, the drain is connected to the output terminal, one of the gate and the body is connected to the input terminal, and the other is connected to the selection signal terminal.

【0047】AND型pMOSFETのソースを第2の電源線に接
続し、ドレインを前記出力端子に接続し、ゲート又はボ
ディの一方を入力端子に接続し、他方を選択信号の反転
信号端子にする。これにより選択信号がローレベルのと
き出力端子がハイインピーダンス状態になり、選択信号
がハイレベルのときに出力端子が入力信号の反転信号に
なるトライステートインバータ回路が構成される。通常
4つのMOSFETを用いて構成されるトライステートインバ
ータ回路がAND型pMOSFET、AND型nMOSFETを用いることに
より2つのMOSトランジスタで構成することができる。
The source of the AND type pMOSFET is connected to the second power supply line, the drain is connected to the output terminal, one of the gate and the body is connected to the input terminal, and the other is the inverted signal terminal of the selection signal. Thus, a tri-state inverter circuit is provided in which the output terminal is in a high impedance state when the selection signal is at a low level, and the output terminal is an inverted signal of the input signal when the selection signal is at a high level. Usually, a tri-state inverter circuit composed of four MOSFETs can be composed of two MOS transistors by using an AND pMOSFET and an AND nMOSFET.

【0048】このように請求項12の発明によれば、ト
ライステートインバータ回路を構成するMOSトランジス
タの数を削減し、半導体集積回路の小面積化を行うこと
ができる。
As described above, according to the twelfth aspect, the number of MOS transistors constituting the tri-state inverter circuit can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0049】本発明の請求項13記載の半導体集積回路
は請求項11の発明のトライステートインバータ回路を
用いて構成されたフリップフロップ回路を含んで構成さ
れる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit including a flip-flop circuit using the tri-state inverter circuit according to the eleventh aspect.

【0050】MOSトランジスタ数の少ないトライステー
トインバータ回路を用いることにより、通常のフリップ
フロップ回路よりも少ないMOSトランジスタ数で構成す
ることが出来る。
By using a tri-state inverter circuit having a small number of MOS transistors, the number of MOS transistors can be smaller than that of a normal flip-flop circuit.

【0051】このように請求項13の発明によれば、フ
リップフロップ回路を構成するMOSトランジスタの数を
削減し、半導体集積回路の小面積化を行うことができ
る。
As described above, according to the thirteenth aspect, the number of MOS transistors constituting the flip-flop circuit can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0052】本発明の請求項14記載の半導体集積回路
は、第1の電位を供給する第1の電源線と、前記第1の
電位より高電位の第2の電位を供給する第2の電源線
と、絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル
型MOSトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジ
スタより構成され、第1の論理信号をローレベルの信号
とし第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号
を、MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立
に論理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理
信号を出力するMOSトランジスタを少なくとも一つ以上
含む論理ブロックの中に、AND型pMOSFETとAND型nMOSFET
とラッチ回路より構成されるミュラーのC素子を含んで
構成される。
A semiconductor integrated circuit according to claim 14 of the present invention, wherein a first power supply line for supplying a first potential and a second power supply for supplying a second potential higher than the first potential are provided. A p-channel MOS transistor and / or an n-channel MOS transistor on a line and a thin film silicon layer formed on an insulator, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level A logic signal is input to a gate and a body of a MOS transistor independently of each other, and a logic block including at least one MOS transistor that outputs a logic signal according to a combination of input logic signals is ANDed. PMOSFET and AND nMOSFET
And a Muller C element comprising a latch circuit.

【0053】AND型pMOSFETのソースを第2の電源線に接
続し、ドレインを出力端子に接続し、ゲート又はボディ
の一方を第1の入力端子に接続し、他方を第2の入力端
子に接続する。
The source of the AND pMOSFET is connected to the second power supply line, the drain is connected to the output terminal, one of the gate and the body is connected to the first input terminal, and the other is connected to the second input terminal. I do.

【0054】AND型nMOSFETのソースを第1の電源線に接
続し、ドレインを出力端子に接続し、ゲート又はボディ
の一方を第1の入力端子に接続し、他方を第2の入力端
子に接続する。ラッチ回路は出力端子に接続される。
The source of the AND type nMOSFET is connected to the first power supply line, the drain is connected to the output terminal, one of the gate and the body is connected to the first input terminal, and the other is connected to the second input terminal. I do. The latch circuit is connected to the output terminal.

【0055】ミュラーのC素子はクロック信号を用いな
い非同期回路設計に用いられる重要な回路であり、第1
の入力端子と第2の入力端子がともにハイレベルあるい
はローレベルのときは出力端子がそれぞれローレベル、
ハイレベルに変化するが、第1の入力端子と第2の入力
端子の信号レベルが異なるときは出力端子は以前の値を
保持するという特性がある。
The Muller C element is an important circuit used for asynchronous circuit design without using a clock signal.
When both the input terminal and the second input terminal are at the high level or the low level, the output terminals are at the low level,
Although it changes to a high level, when the signal level of the first input terminal is different from the signal level of the second input terminal, the output terminal retains the previous value.

【0056】通常4つのMOSFETと一つのラッチ回路を用
いて構成されるミュラーのC素子がAND型pMOSFET、AND型
nMOSFETを用いることにより2つのMOSトランジスタとラ
ッチ回路で構成することができる。
Usually, Muller's C element composed of four MOSFETs and one latch circuit is an AND type pMOSFET, an AND type
By using the nMOSFET, it can be constituted by two MOS transistors and a latch circuit.

【0057】このように請求項14の発明によれば、ミ
ュラーのC素子を構成するMOSトランジスタの数を削減
し、半導体集積回路の小面積化を行うことができる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting the Muller C element can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0058】本発明の請求項15記載の半導体集積回路
は、請求項9から請求項13のいずれかに記載の半導体
集積回路において、第1の電位を供給する第1の電源線
と、前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する
第2の電源線と、第3の電位を供給する第3の電源線と
からなり、前記第3の電位をチップ内閾値電圧に対応し
て前記第2の電位に変換する電源回路を備える事を特徴
とする半導体集積回路である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to any one of the ninth to thirteenth aspects, a first power supply line for supplying a first potential and the first power supply line are provided. A second power supply line for supplying a second potential higher than the first potential, and a third power supply line for supplying a third potential, wherein the third potential corresponds to an in-chip threshold voltage. And a power supply circuit for converting the potential to the second potential.

【0059】このことにより、チップ内の閾値電圧に対
応して、第2の電位が設定されるため、製造ばらつきに
よる遅延特性変動、および歩留の改善を行うことができ
る。
As a result, the second potential is set according to the threshold voltage in the chip, so that it is possible to improve the delay characteristic variation due to manufacturing variations and the yield.

【0060】本発明の請求項16記載の半導体集積回路
は請求項1から請求項15の発明の半導体集積回路にお
いて、前記論理振幅をドレインとボディ間およびソース
とボディ間のダイオードの接合電位以下に設定して構成
される。
A semiconductor integrated circuit according to a sixteenth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the first to fifteenth aspects, wherein the logic amplitude is equal to or less than a junction potential of a diode between a drain and a body and between a source and a body. It is configured by setting.

【0061】これによりソース−ボディ間の電位が論理
振幅の大きさにバイアスされたときでもボディ−ソース
間およびボディ−ドレイン間のpn接合リーク電流が小
さくなる利点がある。
Thus, there is an advantage that the pn junction leakage current between the body and the source and between the body and the drain is reduced even when the potential between the source and the body is biased to the magnitude of the logic amplitude.

【0062】このように請求項16の発明によれば、論
理回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導
体集積回路の小面積化を行うことができると共に、pn
接合リーク電流を小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the sixteenth aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the pn
There is an advantage that the junction leak current can be reduced.

【0063】[0063]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0064】(第1の実施形態)図1、図2は本発明の
第1の実施形態を説明する図面である。第1の実施形態
は、3つの電源線とp型MOSトランジスタ及び/又はn型M
OSトランジスタより構成される論理ブロックと可変電源
で構成される。図1中、4は第1の電源線、5は第2の
電源線、6は論理ブロック、25は可変電源、7はMOS
トランジスタ、8aはゲートに加わる論理信号、8bは
ボディに加わる論理信号、Gはゲート端子、Bはボディ端
子である。MOSトランジスタ7のゲート端子Gとボディ端
子Bにはそれぞれ独立に論理信号8aおよび8bが加わって
いる。
(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 are drawings for explaining a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, three power supply lines and a p-type MOS transistor and / or an n-type M
It is composed of a logic block composed of OS transistors and a variable power supply. In FIG. 1, 4 is a first power supply line, 5 is a second power supply line, 6 is a logic block, 25 is a variable power supply, and 7 is a MOS.
A transistor, 8a is a logic signal applied to the gate, 8b is a logic signal applied to the body, G is a gate terminal, and B is a body terminal. Logic signals 8a and 8b are independently applied to the gate terminal G and the body terminal B of the MOS transistor 7, respectively.

【0065】AND型nMOSFETまたはAND型pMOSFETでは製造
ばらつきにより閾値電圧がチップごとにばらついたと
き、特性が大きく変動してしまう。これを説明する図を
図2に示す。図2 (a)の理想的な場合では、ゲートーソ
ース間電圧をVGS、ドレインーソース間電圧をVdd、ボデ
ィーソース間電圧をVBSとすると、VGS=Vdd, VBS=0のと
きのリーク電流を考慮して閾値電圧Vthは電源電圧Vddよ
り大きく設定される(これを閾値余裕と呼ぶことにす
る)。また、動作時の電流が十分大きくなるようにボデ
ィ正バイアス時の閾値電圧Vtbiasより電源電圧Vddが十
分大きくなるように設定される(以後Vdd-Vtbiasをドラ
イブ電圧と呼ぶ)。閾値余裕とドライブ電圧を十分大き
くとるためにはバイアス時の閾値電圧の変化が大きくな
るようなデバイス開発をすることが重要である。
In the case of an AND type nMOSFET or an AND type pMOSFET, when the threshold voltage varies from chip to chip due to manufacturing variations, the characteristics are greatly changed. FIG. 2 illustrates this. In the ideal case of Fig. 2 (a), if the gate-source voltage is VGS, the drain-source voltage is Vdd, and the body-source voltage is VBS, the leakage current when VGS = Vdd, VBS = 0 is considered. Therefore, the threshold voltage Vth is set higher than the power supply voltage Vdd (this is referred to as a threshold margin). Further, the power supply voltage Vdd is set to be sufficiently higher than the threshold voltage Vtbias at the time of the body positive bias so that the current during operation becomes sufficiently large (hereinafter, Vdd-Vtbias is referred to as a drive voltage). In order to sufficiently increase the threshold margin and the drive voltage, it is important to develop a device in which the change in the threshold voltage at the time of bias is large.

【0066】ここで、電源電圧は固定としたとき、製造
ばらつきにより閾値電圧が理想より上がる場合を考える
(図2 (b))。このとき閾値余裕は増すが、ドライブ電
圧が下がる。これにより駆動電流が小さくなるので遅延
時間が大きくなる。次に製造ばらつきにより閾値電圧が
理想より下がる場合を考える(図2 (c))。このときド
ライブ電圧は上がり、遅延時間は小さくなるが、閾値余
裕が減少し、本来オフであるVGS=Vdd, VBS=0のときに流
れる電流(リーク電流)が増してしまう。さらにひどい
ときには誤動作の原因になってしまう。
Here, consider a case where the threshold voltage is higher than ideal due to manufacturing variations when the power supply voltage is fixed (FIG. 2B). At this time, the threshold margin increases, but the drive voltage decreases. As a result, the drive current is reduced, and the delay time is increased. Next, consider the case where the threshold voltage is lower than ideal due to manufacturing variations (FIG. 2 (c)). At this time, the drive voltage increases and the delay time decreases, but the threshold margin decreases, and the current (leakage current) flowing when VGS = Vdd and VBS = 0, which are originally off, increases. In the worst case, it may cause a malfunction.

【0067】本発明の実施形態ではMOSトランジスタの
閾値電圧のばらつきは、チップごとに適した論理振幅を
論理ブロックに供給する電源回路を組み込むことで対応
する。チップ内の閾値電圧が当初見込みの値より大きく
なった場合は論理振幅をそれに従って大きくし、閾値電
圧が小さくなった場合は論理振幅を小さくするように設
定する。チップ検査時にチップ内部のMOSFETの閾値電圧
を測定し、それによってヒューズトリミングなどの手法
を用いてチップごとに適した論理振幅を与えるよう電源
電圧を設定する回路をチップ内に組み込み、閾値余裕と
ドライブ電圧のバランスをとることができる。
In the embodiment of the present invention, the variation in the threshold voltage of the MOS transistor is dealt with by incorporating a power supply circuit for supplying a logic amplitude suitable for each chip to the logic block. When the threshold voltage in the chip becomes larger than the initially expected value, the logic amplitude is increased accordingly, and when the threshold voltage becomes smaller, the logic amplitude is set smaller. At the time of chip inspection, the threshold voltage of the MOSFET inside the chip is measured, and a circuit that sets the power supply voltage to give the appropriate logic amplitude for each chip using a method such as fuse trimming is incorporated into the chip, and the threshold margin and drive The voltage can be balanced.

【0068】図3はnチャネル型MOSトランジスタのボデ
ィ-ソース間電圧と閾値電圧の関係を表すグラフであ
る。ボディにソースより高い電圧が加わるにつれて閾値
電圧は小さくなる。この特性を利用し、ボディに加わる
論理信号がローレベルとハイレベルで閾値電圧が論理振
幅を挟んで遷移したり、その符号が変化したりするよう
にデバイス設計を行うことにより、一つのMOSトランジ
スタで通常2つ以上のMOSトランジスタが必要な動作を
行わせることができる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the body-source voltage and the threshold voltage of an n-channel MOS transistor. As a voltage higher than the source is applied to the body, the threshold voltage decreases. By utilizing this characteristic, one MOS transistor can be designed by designing the device so that the threshold voltage changes with the logic amplitude between the low level and the high level of the logic signal applied to the body and the sign changes. Thus, usually two or more MOS transistors can perform necessary operations.

【0069】ゲートとボディにそれぞれ独立して論理信
号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理信号を出
力するMOSトランジスタを集積することにより、論理
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができるとともに、チッ
プごとの遅延時間のばらつきを減らして歩留まりを上げ
ることができる。
A logic signal is input to the gate and the body independently of each other, and a MOS transistor that outputs a logic signal according to a combination of the input logic signals is integrated, so that the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced. The area of the integrated circuit can be reduced, and the variation in delay time between chips can be reduced to increase the yield.

【0070】(第2の実施形態)図4は本発明の第2の
実施形態を説明する図面である。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a view for explaining a second embodiment of the present invention.

【0071】第2の実施形態は、3つの電源線とp型MOS
トランジスタ及び/又はn型MOSトランジスタより構成さ
れる論理ブロックと電源回路および閾値電圧検出回路で
構成される。図4中、4は第1の電源線、5は第2の電
源線、26は第3の電源線、6は論理ブロック、7はMOS
トランジスタ、8aはゲートに加わる論理信号、8bはボ
ディに加わる論理信号、27は電源回路、28は閾値電
圧検出回路、Gはゲート端子、Bはボディ端子である。MO
Sトランジスタ7のゲート端子Gとボディ端子Bにはそれ
ぞれ独立に論理信号8aおよび8bが加わっている。
In the second embodiment, three power supply lines and a p-type MOS
The logic block includes transistors and / or n-type MOS transistors, a power supply circuit, and a threshold voltage detection circuit. 4, reference numeral 4 denotes a first power supply line, 5 denotes a second power supply line, 26 denotes a third power supply line, 6 denotes a logic block, and 7 denotes a MOS.
A transistor, 8a is a logic signal applied to the gate, 8b is a logic signal applied to the body, 27 is a power supply circuit, 28 is a threshold voltage detection circuit, G is a gate terminal, and B is a body terminal. MO
Logic signals 8a and 8b are independently applied to the gate terminal G and the body terminal B of the S transistor 7, respectively.

【0072】本発明の実施の形態ではチップごとに参照
するMOSトランジスタの閾値電圧を検出し、チップごと
に適した論理振幅を論理ブロックに供給する電源回路を
組み込む。本発明の実施形態では、第1の実施形態に比
べ、温度により閾値電圧が変化した場合にも対応できる
という特徴がある。
In the embodiment of the present invention, a power supply circuit for detecting a threshold voltage of a MOS transistor to be referred to for each chip and supplying a logic amplitude suitable for each chip to a logic block is incorporated. The embodiment of the present invention is characterized in that it can cope with a case where the threshold voltage changes due to the temperature as compared with the first embodiment.

【0073】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができるとともに、チップご
との遅延時間のばらつきを減らして歩留まりを上げるこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the variation in delay time between chips can be reduced. The yield can be increased.

【0074】(第3の実施形態)第3の実施形態は第1
または第2の実施形態の電源線を有する半導体集積回路
の論理ブロックに関するものである。
(Third Embodiment) The third embodiment is similar to the first embodiment.
Alternatively, the present invention relates to a logic block of a semiconductor integrated circuit having a power supply line according to the second embodiment.

【0075】図5は本発明の第3の実施形態で使用され
るAND型nMOSFETの特性を表す図面である。図5(a)はAND
型nMOSFETの回路構成を表す。Gはゲート端子、Dはドレ
イン端子、Sはソース端子、Bはボディ端子である。ま
た、VGSはゲート-ソース間電圧、VBSはボディ-ソース間
電圧、IdsはドレインDからソースSに流れる電流を表
す。そしてゲートGおよびボディBにはそれぞれ論理信号
8a、論理信号8bが加わる。
FIG. 5 is a drawing showing characteristics of an AND type nMOSFET used in the third embodiment of the present invention. Fig. 5 (a) is AND
1 shows a circuit configuration of a type nMOSFET. G is a gate terminal, D is a drain terminal, S is a source terminal, and B is a body terminal. VGS represents a gate-source voltage, VBS represents a body-source voltage, and Ids represents a current flowing from the drain D to the source S. The gate G and the body B have logic signals respectively.
8a and the logic signal 8b are added.

【0076】図5(b)はAND型nMOSFETの閾値電圧とボデ
ィ-ソース間電圧の関係を表す。VTHはAND型nMOSFETの閾
値電圧を表す。図5(b)に示すように、ボディBとソース
Sに加わる電圧が等しく、ボディ-ソース間電圧VBSがゼ
ロの時は閾値電圧VTHは論理振幅より大きく設定され
る。そして、ボディ-ソース間電圧VBSが論理振幅の大き
さに変化したときに閾値電圧VTHが論理振幅より小さく
なるように設定される。このようなMOSトランジスタの
閾値電圧の大きさの設定はチャネル領域に注入する不純
物濃度を変えることにより可能である。
FIG. 5B shows the relationship between the threshold voltage of the AND type nMOSFET and the voltage between the body and the source. VTH represents the threshold voltage of the AND nMOSFET. As shown in FIG. 5B, the body B and the source
When the voltages applied to S are equal and the body-source voltage VBS is zero, the threshold voltage VTH is set to be larger than the logical amplitude. Then, the threshold voltage VTH is set to be smaller than the logic amplitude when the body-source voltage VBS changes to the magnitude of the logic amplitude. Such setting of the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistor can be made by changing the concentration of the impurity implanted into the channel region.

【0077】図5(c)はソースSにローレベルの電位、ド
レインDにハイレベルの電位が加わっているときのAND型
nMOSFETの動作特性を表す。図5(c)の1番上のグラフは
論理信号8aの遷移を、2番目のグラフは論理信号8b
の遷移を、3番目のグラフは閾値電圧VTHとゲート-ソー
ス間電圧VGSの変化を、4番目のグラフはドレインDから
ソースSに流れる電流Idsを表す。電流Idsはゲート−ソ
ース間電圧VGSが閾値電圧VTHより大きいとき(VGS>VTH)
に流れる。図5(c)中領域(I)は論理信号8a、論理信号
8bともにローレベルのときを示す。このとき閾値電圧
VTHは論理振幅より大きく、かつゲート-ソース間電圧VG
Sはゼロであるため電流Idsは流れない。領域(II)では論
理信号8aがローレベルからハイレベルに変化する。こ
れに伴いVGSは論理振幅の大きさまで変化する。しかし
閾値電圧VTHは論理振幅よりも大きいため電流Idsは流れ
ない。領域(III)では論理信号8bがローレベルからハ
イレベルに変化する。これに伴いボディー-ソース間電
圧VBSは論理振幅の大きさまで変化するため、閾値電圧V
THは論理振幅以下に変化する。このときゲート-ソース
間電圧VGSは閾値電圧VTHよりも大きくなるため電流Ids
が流れる。領域(IV)では論理信号8aが再びハイレベル
からローレベルに変化する。このときVGSはゼロにな
り、閾値電圧VTHよりも小さくなるため電流Idsは流れな
い。このように論理信号8aがハイレベルかつ論理信号
8bがハイレベルのときのみ電流Idsが流れる。
FIG. 5C shows an AND type in which a low-level potential is applied to the source S and a high-level potential is applied to the drain D.
Indicates the operating characteristics of the nMOSFET. The top graph in FIG. 5C shows the transition of the logic signal 8a, and the second graph shows the logic signal 8b.
The third graph shows changes in the threshold voltage VTH and the gate-source voltage VGS, and the fourth graph shows the current Ids flowing from the drain D to the source S. The current Ids is when the gate-source voltage VGS is larger than the threshold voltage VTH (VGS> VTH)
Flows to An area (I) in the middle of FIG. 5C shows a case where the logic signals 8a and 8b are both at the low level. At this time, the threshold voltage
VTH is larger than the logic amplitude and the gate-source voltage VG
Since S is zero, no current Ids flows. In the area (II), the logic signal 8a changes from a low level to a high level. Along with this, VGS changes up to the magnitude of the logic amplitude. However, the current Ids does not flow because the threshold voltage VTH is larger than the logic amplitude. In the area (III), the logic signal 8b changes from a low level to a high level. As a result, the body-source voltage VBS changes to the magnitude of the logic amplitude, so the threshold voltage VBS
TH changes below the logic amplitude. At this time, since the gate-source voltage VGS becomes larger than the threshold voltage VTH, the current Ids
Flows. In the area (IV), the logic signal 8a changes from the high level to the low level again. At this time, VGS becomes zero and becomes smaller than the threshold voltage VTH, so that no current Ids flows. Thus, the current Ids flows only when the logic signal 8a is at the high level and the logic signal 8b is at the high level.

【0078】このような動作はボディに論理信号を加え
ない通常の手法の場合、nMOSトランジスタを2つ直列に
接続して実現するものである。本発明ではゲートのみな
らずボディにも論理信号を加え、閾値電圧を適切に設定
することにより一つのnMOSトランジスタで実現できる。
Such an operation is realized by connecting two nMOS transistors in series in the case of a normal method in which no logic signal is applied to the body. The present invention can be realized by one nMOS transistor by applying a logic signal not only to the gate but also to the body and setting the threshold voltage appropriately.

【0079】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0080】(第4の実施形態)第4の実施形態は第1
または第2の実施形態の電源線を有する半導体集積回路
の論理ブロックに関するものである。
(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is a first embodiment.
Alternatively, the present invention relates to a logic block of a semiconductor integrated circuit having a power supply line according to the second embodiment.

【0081】図6は本発明の第4の実施形態で使用され
るAND型pMOSFETの特性を表す図面である。図6(a)はAND
型pMOSFETの回路構成を表す。Gはゲート端子、Dはドレ
イン端子、Sはソース端子、Bはボディ端子である。ま
た、VGSはゲート-ソース間電圧、VBSはボディ-ソース間
電圧、IdsはドレインDからソースSに流れる電流を表
す。そしてゲートGおよびボディBにはそれぞれ論理信号
8a、論理信号8bが加わる。
FIG. 6 is a drawing showing the characteristics of the AND pMOSFET used in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) shows AND
1 shows the circuit configuration of a pMOSFET. G is a gate terminal, D is a drain terminal, S is a source terminal, and B is a body terminal. VGS represents a gate-source voltage, VBS represents a body-source voltage, and Ids represents a current flowing from the drain D to the source S. The logic signals 8a and 8b are applied to the gate G and the body B, respectively.

【0082】図6(b)はAND型pMOSFETの閾値電圧とボデ
ィー-ソース間電圧VBSの関係を表す。VTHはAND型pMOSFE
Tの閾値電圧を表す。pチャネル型MOSトランジスタでは
通常ソースSに高電位が加えられ、ボディBの電位がソー
スSの電位よりも低くなるときが正バイアスとなるの
で、グラフ中にはボディー-ソース間電圧の負の値-VBS
を示している。また、通常のエンハンスメント型のpチ
ャネル型MOSトランジスタでは閾値電圧は負の値で定義
されるので、グラフ中には閾値電圧の負の値-VTHを示
す。
FIG. 6B shows the relationship between the threshold voltage of the AND pMOSFET and the body-source voltage VBS. VTH is AND type pMOSFE
Indicates the threshold voltage of T. In a p-channel MOS transistor, a high potential is normally applied to the source S, and a positive bias is applied when the potential of the body B becomes lower than the potential of the source S. Therefore, the negative value of the body-source voltage is shown in the graph. -VBS
Is shown. Further, in a normal enhancement-type p-channel MOS transistor, the threshold voltage is defined by a negative value, and therefore, a negative value of the threshold voltage -VTH is shown in the graph.

【0083】図6(b)に示すように、ボディBとソースS
に加わる電圧が等しく、ボディ-ソース間電圧の負の値-
VBSがゼロの時は閾値電圧の負の値-VTHは論理振幅より
大きく設定される。そして、ボディ-ソース間電圧の負
の値-VBSが論理振幅の大きさに変化したときに閾値電圧
の負の値-VTHが論理振幅より小さくなるように設定され
る。このようなMOSトランジスタの閾値電圧の大きさの
設定はチャネル領域に注入する不純物濃度を変えること
により可能である。
As shown in FIG. 6B, the body B and the source S
And the negative value of the body-source voltage
When VBS is zero, the negative value -VTH of the threshold voltage is set larger than the logic amplitude. Then, the negative value -VTH of the threshold voltage is set to be smaller than the logical amplitude when the negative value -VBS of the body-source voltage changes to the magnitude of the logical amplitude. Such setting of the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistor can be made by changing the concentration of the impurity implanted into the channel region.

【0084】図6(c)はソースSにハイレベルの電位、ド
レインDにローレベルの電位が加わっているときのAND型
pMOSFETの動作特性を表す。図6(c)の1番上のグラフは
論理信号8aの遷移を、2番目のグラフは論理信号8b
の遷移を、3番目のグラフは閾値電圧の負の値-VTHとゲ
ート-ソース間電圧の負の値-VGSの変化を、4番目のグ
ラフはドレインDからソースSに流れる電流の負の値-Ids
を表す。電流-Idsはゲート−ソース間電圧の負の値-VGS
が閾値電圧の負の値-VTHより大きいとき(-VGS>-VTH)に
流れる。図6(c)中領域(I)は論理信号8a、論理信号8
bともにハイレベルのときを示す。このとき閾値電圧の
負の値-VTHは論理振幅より大きく、かつゲート-ソース
間電圧の負の値-VGSはゼロであるため電流-Idsは流れな
い。領域(II)では論理信号8aがハイレベルからローレ
ベルに変化する。これに伴い-VGSは論理振幅の大きさま
で変化する。しかし閾値電圧の負の値-VTHは論理振幅よ
りも大きいため電流-Idsは流れない。領域(III)では論
理信号8bがハイレベルからローレベルに変化する。こ
れに伴いボディー-ソース間電圧の負の値-VBSは論理振
幅の大きさまで変化するため、閾値電圧の負の値-VTHは
論理振幅以下に変化する。このときゲート-ソース間電
圧の負の値-VGSは閾値電圧の負の値-VTHよりも大きくな
るため電流-Idsが流れる。領域(IV)では論理信号8aが
再びローレベルからハイレベルに変化する。このとき-V
GSはゼロになり、閾値電圧の負の値-VTHよりも小さくな
るため電流-Idsは流れない。このように論理信号8aが
ローレベルかつ論理信号8bがローレベルのときのみ電
流-Idsが流れる。
FIG. 6C shows an AND type in which a high-level potential is applied to the source S and a low-level potential is applied to the drain D.
Indicates the operating characteristics of the pMOSFET. The top graph in FIG. 6C shows the transition of the logic signal 8a, and the second graph shows the logic signal 8b.
The third graph shows the change in the negative value of the threshold voltage -VTH and the negative value of the gate-source voltage -VGS. The fourth graph shows the negative value of the current flowing from the drain D to the source S. -Ids
Represents The current -Ids is the negative value of the gate-source voltage -VGS
Is larger than the negative threshold voltage -VTH (-VGS> -VTH). The middle area (I) in FIG. 6C shows the logic signal 8a and the logic signal 8
b indicates a high level. At this time, since the negative value -VTH of the threshold voltage is larger than the logical amplitude and the negative value -VGS of the gate-source voltage is zero, no current -Ids flows. In the area (II), the logic signal 8a changes from a high level to a low level. Accordingly, -VGS changes to the magnitude of the logic amplitude. However, since the negative value -VTH of the threshold voltage is larger than the logic amplitude, the current -Ids does not flow. In the area (III), the logic signal 8b changes from the high level to the low level. Accordingly, the negative value -VBS of the body-source voltage changes up to the magnitude of the logic amplitude, and thus the negative value -VTH of the threshold voltage changes below the logic amplitude. At this time, the current -Ids flows because the negative value -VGS of the gate-source voltage is larger than the negative value -VTH of the threshold voltage. In the area (IV), the logic signal 8a changes from low level to high level again. Then -V
Since GS becomes zero and becomes smaller than the negative value -VTH of the threshold voltage, no current -Ids flows. Thus, the current -Ids flows only when the logic signal 8a is at the low level and the logic signal 8b is at the low level.

【0085】このような動作はボディに論理信号を加え
ない通常の手法の場合、pMOSトランジスタを2つ直列に
接続して実現するものである。本発明ではゲートのみな
らずボディにも論理信号を加え、閾値電圧を適切に設定
することにより一つのpMOSトランジスタで実現できる。
Such an operation is realized by connecting two pMOS transistors in series in the case of a normal method in which no logic signal is applied to the body. The present invention can be realized by one pMOS transistor by applying a logic signal not only to the gate but also to the body and setting the threshold voltage appropriately.

【0086】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0087】(第5の実施形態)第5の実施形態は第1
または第2の実施形態の電源線を有する半導体集積回路
の論理ブロックに関するものである。
(Fifth Embodiment) The fifth embodiment is similar to the first embodiment.
Alternatively, the present invention relates to a logic block of a semiconductor integrated circuit having a power supply line according to the second embodiment.

【0088】図7は本発明の第5の実施形態で使用され
るOR型nMOSFETの特性を表す図面である。図7(a)はOR型
nMOSFETの回路構成を表す。Gはゲート端子、Dはドレイ
ン端子、Sはソース端子、Bはボディ端子である。また、
VGSはゲート-ソース間電圧、VBSはボディ-ソース間電
圧、IdsはドレインDからソースSに流れる電流を表す。
そしてゲートGおよびボディBにはそれぞれ論理信号8
a、論理信号8bが加わる。
FIG. 7 is a drawing showing characteristics of the OR type nMOSFET used in the fifth embodiment of the present invention. Fig. 7 (a) shows the OR type
Indicates the circuit configuration of the nMOSFET. G is a gate terminal, D is a drain terminal, S is a source terminal, and B is a body terminal. Also,
VGS represents a gate-source voltage, VBS represents a body-source voltage, and Ids represents a current flowing from the drain D to the source S.
A logic signal 8 is applied to the gate G and the body B, respectively.
a, a logic signal 8b is added.

【0089】図7(b)はOR型nMOSFETの閾値電圧とボディ
ー-ソース間電圧の関係を表す。VTHはOR型nMOSFETの閾
値電圧を表す。図7(b)に示すように、ボディBとソース
Sに加わる電圧が等しく、ボディ-ソース間電圧VBSがゼ
ロの時は閾値電圧VTHは正でありかつ論理振幅より小さ
く設定される。そして、ボディ-ソース間電圧VBSが論理
振幅の大きさに変化したときに閾値電圧VTHは負の値に
なるように設定される。このようなMOSトランジスタの
閾値電圧の大きさの設定はチャネル領域に注入する不純
物濃度を変えることにより可能である。
FIG. 7B shows the relationship between the threshold voltage of the OR type nMOSFET and the voltage between the body and the source. VTH represents a threshold voltage of the OR type nMOSFET. As shown in FIG. 7B, the body B and the source
When the voltages applied to S are equal and the body-source voltage VBS is zero, the threshold voltage VTH is positive and smaller than the logic amplitude. Then, the threshold voltage VTH is set to a negative value when the body-source voltage VBS changes to the magnitude of the logic amplitude. Such setting of the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistor can be made by changing the concentration of the impurity implanted into the channel region.

【0090】図7(c)はソースSにローレベルの電位、ド
レインDにハイレベルの電位が加わっているときのOR型n
MOSFETの動作特性を表す。図7(c)の1番上のグラフは
論理信号8aの遷移を、2番目のグラフは論理信号8b
の遷移を、3番目のグラフは閾値電圧VTHとゲート-ソー
ス間電圧VGSの変化を、4番目のグラフはドレインDから
ソースSに流れる電流Idsを表す。電流Idsはゲート−ソ
ース間電圧VGSが閾値電圧VTHより大きいとき(VGS>VTH)
に流れる。図7(c)中領域(I)は論理信号8a、論理信号
8bともにローレベルのときを示す。このときゲート-
ソース間電圧VGSはゼロであり、閾値電圧VTHより小さい
ため電流Idsは流れない。領域(II)では論理信号8aが
ローレベルからハイレベルに変化する。これに伴いVGS
は論理振幅の大きさまで変化し、閾値電圧VTHより大き
くなるため電流Idsが流れる。領域(III)では論理信号8
bがローレベルからハイレベルに変化する。これに伴い
ボディー-ソース間電圧VBSは論理振幅の大きさまで変化
するため、閾値電圧VTHは負の値に変化する。このとき
ゲート-ソース間電圧VGSと閾値電圧VTHの差が大きくな
るためより大きな電流Idsが流れる。領域(IV)では論理
信号8aが再びハイレベルからローレベルに変化する。
このときVGSはゼロになるが、閾値電圧VTHより大きいた
め電流Idsが流れる。このように論理信号8aがハイレ
ベル又は論理信号8bがハイレベルのとき電流Idsが流
れる。
FIG. 7C shows an OR type n when a low-level potential is applied to the source S and a high-level potential is applied to the drain D.
Indicates operating characteristics of MOSFET. The top graph in FIG. 7C shows the transition of the logic signal 8a, and the second graph shows the logic signal 8b.
, The third graph shows changes in the threshold voltage VTH and the gate-source voltage VGS, and the fourth graph shows the current Ids flowing from the drain D to the source S. The current Ids is when the gate-source voltage VGS is larger than the threshold voltage VTH (VGS> VTH)
Flows to An area (I) in the middle of FIG. 7C shows a case where the logic signals 8a and 8b are both at the low level. At this time the gate
Since the source-to-source voltage VGS is zero and smaller than the threshold voltage VTH, no current Ids flows. In the area (II), the logic signal 8a changes from a low level to a high level. With this, VGS
Changes to the magnitude of the logic amplitude and becomes larger than the threshold voltage VTH, so that the current Ids flows. Logic signal 8 in region (III)
b changes from a low level to a high level. Accordingly, the body-source voltage VBS changes to the magnitude of the logic amplitude, and thus the threshold voltage VTH changes to a negative value. At this time, a larger current Ids flows because the difference between the gate-source voltage VGS and the threshold voltage VTH increases. In the area (IV), the logic signal 8a changes from the high level to the low level again.
At this time, VGS becomes zero, but the current Ids flows because it is larger than the threshold voltage VTH. Thus, when the logic signal 8a is at the high level or the logic signal 8b is at the high level, the current Ids flows.

【0091】このような動作はボディに論理信号を加え
ない通常の手法の場合、nMOSトランジスタを2つ並列に
接続して実現するものである。本発明ではゲートのみな
らずボディにも論理信号を加え、閾値電圧を適切に設定
することにより一つのnMOSトランジスタで実現できる。
Such an operation is realized by connecting two nMOS transistors in parallel in the case of a normal method in which no logic signal is applied to the body. The present invention can be realized by one nMOS transistor by applying a logic signal not only to the gate but also to the body and setting the threshold voltage appropriately.

【0092】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0093】(第6の実施形態)第6の実施形態は第1
または第2の実施形態の電源線を有する半導体集積回路
の論理ブロックに関するものである。
(Sixth Embodiment) The sixth embodiment is a first embodiment.
Alternatively, the present invention relates to a logic block of a semiconductor integrated circuit having a power supply line according to the second embodiment.

【0094】図8は本発明の第6の実施形態で使用され
るOR型pMOSFETの特性を表す図面である。図8(a)はOR型
pMOSFETの回路構成を表す。Gはゲート端子、Dはドレイ
ン端子、Sはソース端子、Bはボディ端子である。また、
VGSはゲート-ソース間電圧、VBSはボディ-ソース間電
圧、IdsはドレインDからソースSに流れる電流を表す。
そしてゲートGおよびボディBにはそれぞれ論理信号8
a、論理信号8bが加わる。
FIG. 8 is a drawing showing the characteristics of the OR type pMOSFET used in the sixth embodiment of the present invention. Fig. 8 (a) shows the OR type
Indicates the circuit configuration of the pMOSFET. G is a gate terminal, D is a drain terminal, S is a source terminal, and B is a body terminal. Also,
VGS represents a gate-source voltage, VBS represents a body-source voltage, and Ids represents a current flowing from the drain D to the source S.
A logic signal 8 is applied to the gate G and the body B, respectively.
a, a logic signal 8b is added.

【0095】図8(b)はOR型pMOSFETの閾値電圧とボディ
ー-ソース間電圧VBSの関係を表す。VTHはOR型nMOSFETの
閾値電圧を表す。pチャネル型MOSトランジスタでは通常
ソースSに高電位が加えられ、ボディBの電位がソースS
の電位よりも低くなるときが正バイアスとなるので、グ
ラフ中にはボディー-ソース間電圧の負の値-VBSを示し
ている。また、通常のエンハンスメント型のpチャネル
型MOSトランジスタでは閾値電圧は負の値で定義される
ので、グラフ中には閾値電圧の負の値-VTHを示す。
FIG. 8B shows the relationship between the threshold voltage of the OR pMOSFET and the body-source voltage VBS. VTH represents a threshold voltage of the OR type nMOSFET. In a p-channel MOS transistor, a high potential is normally applied to the source S, and the potential of the body B is
When the potential becomes lower than the potential, the positive bias is applied. Therefore, the negative value of the body-source voltage -VBS is shown in the graph. Further, in a normal enhancement-type p-channel MOS transistor, the threshold voltage is defined by a negative value, and therefore, a negative value of the threshold voltage -VTH is shown in the graph.

【0096】図8(b)に示すように、ボディBとソースS
に加わる電圧が等しく、ボディ-ソース間電圧の負の値-
VBSがゼロの時は閾値電圧の負の値-VTHは正でありかつ
論理振幅より小さく設定される。そして、ボディ-ソー
ス間電圧の負の値-VBSが論理振幅の大きさに変化したと
きに閾値電圧の負の値-VTHは負の値になるように設定さ
れる。このようなMOSトランジスタの閾値電圧の大きさ
の設定はチャネル領域に注入する不純物濃度を変えるこ
とにより可能である。
As shown in FIG. 8B, the body B and the source S
And the negative value of the body-source voltage
When VBS is zero, the negative value -VTH of the threshold voltage is positive and smaller than the logic amplitude. Then, the negative value -VTH of the threshold voltage is set to be a negative value when the negative value -VBS of the body-source voltage changes to the magnitude of the logic amplitude. Such setting of the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistor can be made by changing the concentration of the impurity implanted into the channel region.

【0097】図8(c)はソースSにハイレベルの電位、ド
レインDにローレベルの電位が加わっているときのOR型p
MOSFETの動作特性を表す。図8(c)の1番上のグラフは
論理信号8aの遷移を、2番目のグラフは論理信号8b
の遷移を、3番目のグラフは閾値電圧の負の値-VTHとゲ
ート-ソース間電圧の負の値-VGSの変化を、4番目のグ
ラフはドレインDからソースSに流れる電流の負の値-Ids
を表す。電流-Idsはゲート−ソース間電圧の負の値-VGS
が閾値電圧の負の値-VTHより大きいとき(-VGS>-VTH)に
流れる。図8(c)中領域(I)は論理信号8a、論理信号8
bともにハイレベルのときを示す。このときゲート-ソ
ース間電圧の負の値-VGSはゼロであり、閾値電圧の負の
値-VTHより小さいため電流-Idsは流れない。領域(II)で
は論理信号8aがハイレベルからローレベルに変化す
る。これに伴い-VGSは論理振幅の大きさまで変化する。
このときゲート-ソース間電圧の負の値-VGSは閾値電圧
の負の値-VTHより大きくなるため電流-Idsが流れる。領
域(III)では論理信号8bがハイレベルからローレベル
に変化する。これに伴いボディー-ソース間電圧の負の
値-VBSは負の値に変化する。このときゲート-ソース間
電圧の負の値-VGSと閾値電圧の負の値-VTHの差が大きく
なるためより大きな電流-Idsが流れる。領域(IV)では論
理信号8aが再びローレベルからハイレベルに変化す
る。このとき-VGSはゼロになるが、閾値電圧の負の値-V
THより大きいため電流-Idsが流れる。このように論理信
号8aがローレベル又は論理信号8bがローレベルのと
きに電流-Idsが流れる。
FIG. 8C shows an OR type p when a high-level potential is applied to the source S and a low-level potential is applied to the drain D.
Indicates operating characteristics of MOSFET. The top graph in FIG. 8C shows the transition of the logic signal 8a, and the second graph shows the logic signal 8b.
The third graph shows the change in the negative value of the threshold voltage -VTH and the negative value of the gate-source voltage -VGS. The fourth graph shows the negative value of the current flowing from the drain D to the source S. -Ids
Represents The current -Ids is the negative value of the gate-source voltage -VGS
Is larger than the negative threshold voltage -VTH (-VGS> -VTH). In FIG. 8C, the middle area (I) shows the logic signal 8a and the logic signal 8
b indicates a high level. At this time, the negative value -VGS of the gate-source voltage is zero, and the current -Ids does not flow because it is smaller than the negative value -VTH of the threshold voltage. In the area (II), the logic signal 8a changes from a high level to a low level. Accordingly, -VGS changes to the magnitude of the logic amplitude.
At this time, the current -Ids flows because the negative value -VGS of the gate-source voltage becomes larger than the negative value -VTH of the threshold voltage. In the area (III), the logic signal 8b changes from the high level to the low level. Accordingly, the negative value -VBS of the body-source voltage changes to a negative value. At this time, a larger current -Ids flows because the difference between the negative value -VGS of the gate-source voltage and the negative value -VTH of the threshold voltage increases. In the area (IV), the logic signal 8a changes from low level to high level again. At this time, -VGS becomes zero, but the negative threshold voltage -V
Current -Ids flows because it is larger than TH. Thus, when the logic signal 8a is at the low level or the logic signal 8b is at the low level, the current -Ids flows.

【0098】このような動作はボディに論理信号を加え
ない通常の手法の場合、pMOSトランジスタを2つ並列に
接続して実現するものである。本発明ではゲートのみな
らずボディにも論理信号を加え、閾値電圧を適切に設定
することにより一つのpMOSトランジスタで実現できる。
Such an operation is realized by connecting two pMOS transistors in parallel in the case of a normal method in which no logic signal is applied to the body. The present invention can be realized by one pMOS transistor by applying a logic signal not only to the gate but also to the body and setting the threshold voltage appropriately.

【0099】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0100】(第7の実施形態)第7の実施形態は第1
または第2の実施形態の電源線を有する半導体集積回路
の論理ブロックに関するものである。
(Seventh Embodiment) The seventh embodiment is a first embodiment.
Alternatively, the present invention relates to a logic block of a semiconductor integrated circuit having a power supply line according to the second embodiment.

【0101】図9は本発明の第7の実施形態を示す図面
である。
FIG. 9 is a drawing showing a seventh embodiment of the present invention.

【0102】図9(a)はAND型nMOSFET一つと低閾値電圧
の単入力型pMOSFET3つと低閾値電圧の単入力型nMOSFET
を一つ用いて構成した2入力AND回路である。図中4
は第1の電源線、図中5は第2の電源線、図中6は論理ブ
ロック、図中MAN1はAND型nMOSFET、MP1、MP2、MP3は単
一入力型pMOSFET、MN1は単一入力型nMOSFETを表す。ま
た、図中Ain,Bin,NY,Yは論理信号を表す。通常のCMOS回
路では6個のMOSFETが必要であるが、AND型MOSFETを用い
ることにより5個のMOSFETで構成できる。
FIG. 9A shows one AND-type nMOSFET, three low-threshold-voltage single-input pMOSFETs, and a low-threshold-voltage single-input nMOSFET.
Is a two-input AND circuit configured using one. 4 in the figure
Is the first power supply line, 5 is the second power supply line, 6 is the logic block, MAN1 is an AND nMOSFET, MP1, MP2, and MP3 are single-input pMOSFETs, and MN1 is a single-input type. Indicates nMOSFET. Ain, Bin, NY, and Y in the figure represent logic signals. A normal CMOS circuit requires six MOSFETs, but by using an AND-type MOSFET, it can be configured with five MOSFETs.

【0103】また図9(b)はAND型nMOSFET、OR型nMOSFE
T、低閾値電圧の単入力型nMOSFET、低閾値電圧の単入力
型pMOSFETをそれぞれ一つずつ用いて構成した2入力AND
回路である。図中4は第1の電源線、図中5は第2の電源
線、図中6は論理ブロック、図中MAN1はAND型nMOSFET、
MOP1はOR型pMOSFET、MP1は単一入力型pMOSFET、MN1は単
一入力型nMOSFETを表す。この場合は4個のMOSFETで構成
でき、従来構成にくらべ2/3のMOSFET数に削減可能であ
る。
FIG. 9B shows an AND nMOSFET and an OR nMOSFE.
T, two-input AND using one low-threshold voltage single-input nMOSFET and one low-threshold voltage single-input pMOSFET
Circuit. 4 is a first power line, 5 is a second power line, 6 is a logic block, MAN1 is an AND nMOSFET,
MOP1 is an OR-type pMOSFET, MP1 is a single-input pMOSFET, and MN1 is a single-input nMOSFET. In this case, the number of MOSFETs can be reduced to two-thirds compared to the conventional configuration.

【0104】図9(a)の構成のAND回路をシミュレーショ
ンし、動作の検証を行った。MOSFETの特性は以下の通り
である。
The operation of the AND circuit having the configuration shown in FIG. 9A was verified by simulation. The characteristics of the MOSFET are as follows.

【0105】 ・電源電圧: 0.5V ・ゲート長: 0.18μm ・AND型nMOSFET閾値電圧 ゼロバイアス時: 0.56V 0.5Vの正バイアス時閾値電圧: 0.46V ・単一入力型pMOSFET閾値電圧: -0.3V ・単一入力型nMOSFET閾値電圧: 0.3V 図10に論理信号Ain、論理信号Binが変化したときの論
理信号NYの変化を示す。このとき論理信号Ainが立ち上
がり遷移してから論理信号NYが立ち下がり遷移をするま
での遅延時間は1.1nsだった。回路速度を向上させるた
めにはAND型nMOSFETの正バイアス時の閾値電圧がより小
さくなるようにデバイス設計することが必要である。こ
れはボディ、チャネル領域への不純物注入濃度を調節し
て基板バイアス効果係数γがより大きくなるようにすれ
ば良い。
Power supply voltage: 0.5 V Gate length: 0.18 μm AND nMOSFET threshold voltage Zero bias: 0.56 V Threshold voltage at positive bias of 0.5 V: 0.46 V Single input pMOSFET threshold voltage: -0.3 V -Single-input nMOSFET threshold voltage: 0.3 V FIG. 10 shows a change in the logic signal NY when the logic signal Ain and the logic signal Bin change. At this time, the delay time from the rising transition of the logic signal Ain to the falling transition of the logic signal NY was 1.1 ns. In order to improve the circuit speed, it is necessary to design the device so that the threshold voltage of the AND type nMOSFET at the time of forward bias becomes smaller. This can be achieved by adjusting the concentration of impurity implantation into the body and channel regions so that the substrate bias effect coefficient γ becomes larger.

【0106】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, and the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0107】(第8の実施形態)図11は本発明の第8
の実施形態を説明する図面である。図11(a)はバルクM
OSFETの断面図を、図11(b)は絶縁体である埋め込み酸
化膜上の薄膜シリコン層(SOI)に形成されたMOSトラン
ジスタ(SOI MOSFET)の断面図を示している。図中9は
絶縁体で構成される素子分離層、10はゲート領域、1
1はソース領域、12はドレイン領域、13はボディ領
域、14はチャネル領域、15は埋め込み酸化膜領域、
16は基板領域を表す。SOI MOSFETは各素子がそれぞれ
完全に絶縁されているのでラッチアップを起こさないと
いう利点がある。またボディを各MOSFET毎に制御するの
が容易であるという利点がある。
(Eighth Embodiment) FIG. 11 shows an eighth embodiment of the present invention.
It is a drawing explaining an embodiment. FIG. 11 (a) shows bulk M
FIG. 11B is a cross-sectional view of an OSFET, and FIG. 11B is a cross-sectional view of a MOS transistor (SOI MOSFET) formed in a thin silicon layer (SOI) on a buried oxide film as an insulator. In the figure, 9 is an element isolation layer made of an insulator, 10 is a gate region, 1
1 is a source region, 12 is a drain region, 13 is a body region, 14 is a channel region, 15 is a buried oxide film region,
Reference numeral 16 denotes a substrate area. SOI MOSFETs have the advantage of not latch-up because each element is completely insulated. Further, there is an advantage that it is easy to control the body for each MOSFET.

【0108】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができると共に、ラッチアッ
プを起こさない、各MOSトランジスタ毎にボディを制御
できるという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and each MOS transistor does not cause latch-up. There is an advantage that the body can be controlled.

【0109】(第9の実施形態)第1の電源線と第2の
電源線より電源が供給され、SOIMOSにより形成さ
れたMOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独
立に論理信号が入力され、入力論理信号の組合せにより
論理信号を出力するMOSトランジスタを少なくとも1
つ以上含む論理ブロックが、プリチャージ回路とnMO
S回路ブロックを少なくとも1つ以上含む構成となって
いる。
(Ninth Embodiment) Power is supplied from a first power supply line and a second power supply line, and a logic signal is input independently to a gate and a body of a MOS transistor formed by SOIMOS. At least one MOS transistor that outputs a logic signal according to a combination of signals
A precharge circuit and an nMO
The configuration includes at least one or more S circuit blocks.

【0110】図12、図13は本発明の第9の実施形態
を説明する図面である。図12は本発明の第9の実施形
態の構成を示す。図中4は第1の電源線、5は第2の電
源線、6は論理ブロック、18はnMOS回路ブロック、1
9は出力ノード、20は入力の論理信号、17はプリチ
ャージ回路、29はnMOS回路ブロックの電流を阻止す
る回路を示す。PRはプリチャージ信号、DSは電流を阻止
する信号、OUTは出力ノード19の論理信号を表す。図
13はその動作の説明をする図である。
FIGS. 12 and 13 are views for explaining a ninth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows the configuration of the ninth embodiment of the present invention. In the figure, 4 is a first power supply line, 5 is a second power supply line, 6 is a logic block, 18 is an nMOS circuit block, 1
Reference numeral 9 denotes an output node, reference numeral 20 denotes an input logic signal, reference numeral 17 denotes a precharge circuit, and reference numeral 29 denotes a circuit for blocking the current of the nMOS circuit block. PR represents a precharge signal, DS represents a current blocking signal, and OUT represents a logic signal at the output node 19. FIG. 13 is a diagram for explaining the operation.

【0111】AND型nMOSFET、AND型pMOSFETではボディあ
るいはゲートのどちらか一方のみにハイレベルの信号が
加わっているとき、閾値電圧とゲート-ソース間電圧の
差が小さくなっているためリーク電流が流れやすくなる
という問題がある。図12に示す構成は一般にダイナミ
ック回路と呼ばれるが、この構成を本発明に用いるとよ
りリーク電流を小さくすることができる。プリチャージ
信号PRによりプリチャージ回路がオンとなる信号の間
(以後プリチャージ期間と呼ぶ)、入力信号はすべてロ
ーレベルとなるように制御される場合もあるが、図に示
すようにプリチャージの期間電流を阻止するDS信号によ
りnMOS回路ブロックの電流の流れを阻止し入力論理信
号20は通常の所定の信号を入力する。このとき出力端
子OUTはハイレベルに充電される。プリチャージ信号PR
によりプリチャージ回路がオフとなる信号の間(以後デ
ィスチャージ期間と呼ぶ)、入力の論理信号20はそれ
ぞれ所定のレベルに変化する。このときnMOS回路ブロッ
クを通って出力端子OUTと第1の電源線4との間に導通す
る経路がある場合は出力端子19に溜まった電荷が放電
され、出力端子19はローレベルになる。出力端子19
と第1の電源線4との間に導通する経路が無い場合は出
力端子19はハイレベルのままである。このようにして
論理回路を構成することが出来る。プリチャージ回路1
7をリーク電流の小さな回路、例えば高閾値電圧のMOSF
ETなどで構成することによりディスチャージ期間のリー
ク電流を小さくすることができる。ディスチャージ期間
は、nMOS回路ブロック18のリーク電流により出力端子
19が論理閾値電圧より低下してしまう時間よりも十分
短く設定する必要がある。
In the AND type nMOSFET and the AND type pMOSFET, when a high level signal is applied to only one of the body and the gate, a leak current flows because the difference between the threshold voltage and the gate-source voltage is small. There is a problem that it becomes easier. The configuration shown in FIG. 12 is generally called a dynamic circuit. However, when this configuration is used in the present invention, the leak current can be further reduced. While the precharge circuit turns on the precharge circuit by the precharge signal PR (hereinafter referred to as a precharge period), the input signals may be controlled to be all at a low level, but as shown in FIG. A current signal of the nMOS circuit block is blocked by the DS signal for blocking the current for a period, and the input logic signal 20 receives a normal predetermined signal. At this time, the output terminal OUT is charged to a high level. Precharge signal PR
Accordingly, the input logic signal 20 changes to a predetermined level during a signal in which the precharge circuit is turned off (hereinafter referred to as a discharge period). At this time, if there is a conductive path between the output terminal OUT and the first power supply line 4 through the nMOS circuit block, the charges accumulated in the output terminal 19 are discharged, and the output terminal 19 becomes low level. Output terminal 19
When there is no conductive path between the output terminal 19 and the first power supply line 4, the output terminal 19 remains at the high level. Thus, a logic circuit can be formed. Precharge circuit 1
7 is a circuit having a small leakage current, for example, a MOSF having a high threshold voltage.
By using ET or the like, the leakage current during the discharge period can be reduced. The discharge period needs to be set sufficiently shorter than the time during which the output terminal 19 falls below the logical threshold voltage due to the leakage current of the nMOS circuit block 18.

【0112】このように本実施形態によれば、ダイナミ
ック回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半
導体集積回路の小面積化を行うことができると共に、消
費電流をより小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be further reduced. .

【0113】(第10の実施形態)図14は本発明の第
10の実施形態を示す図面である。第9の実施形態にお
けるプリチャージ回路として、ゲートとボディを接続し
たp型MOSFETを用いる。図中4は第1の電源線、5は第2
の電源線、6は論理ブロック、18はnMOS回路ブロッ
ク、19は出力ノード、20は入力の論理信号、21は
ゲートとボディを接続したp型MOSFETを示す。また、PR
はプリチャージ信号、OUTは出力ノード19の論理信号
を表す。
(Tenth Embodiment) FIG. 14 is a drawing showing a tenth embodiment of the present invention. As the precharge circuit in the ninth embodiment, a p-type MOSFET having a gate and a body connected is used. In the figure, 4 is the first power supply line and 5 is the second power supply line.
Reference numeral 6 denotes a logic block, reference numeral 18 denotes an nMOS circuit block, reference numeral 19 denotes an output node, reference numeral 20 denotes an input logic signal, and reference numeral 21 denotes a p-type MOSFET connecting a gate and a body. Also PR
Represents a precharge signal, and OUT represents a logic signal of the output node 19.

【0114】ゲートとボディを接続したMOSFETはDT-MOS
FET(Dynamic Threshold MOSFET)と呼ばれている。DT-MO
SFETはオフ時に流れるリーク電流が小さく、オン時に流
れる電流が大きいという特徴を持つ。よってプリチャー
ジ回路をゲートとボディを接続したp型MOSFET21で構
成することにより、プリチャージ期間を短くして回路の
高速化を図ることと、ディスチャージ期間の低リーク電
流化を行うことができる。
The MOSFET connecting the gate and the body is a DT-MOS
It is called FET (Dynamic Threshold MOSFET). DT-MO
SFETs have the characteristic that the leakage current flowing when off is small and the current flowing when on is large. Therefore, by configuring the precharge circuit with the p-type MOSFET 21 having the gate and the body connected, it is possible to shorten the precharge period, increase the speed of the circuit, and reduce the leakage current during the discharge period.

【0115】このように本実施形態によれば、ダイナミ
ック回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半
導体集積回路の小面積化を行うことができると共に、消
費電流をより小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, there are advantages that the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced. .

【0116】(第11の実施形態)図15は本発明の第
11の実施形態を説明する図面である。第9の実施形態
におけるnMOS回路ブロックの電流阻止回路として、ゲ
ートとボディを接続したn型MOSFETを用いる。図中4は
第1の電源線、5は第2の電源線、6は論理ブロック、
18はnMOS回路ブロック、19は出力ノード、20は入
力の論理信号、21はゲートとボディを接続したp型MO
SFET、30はゲートとボディを接続したn型MOSFETを示
す。また、PRはプリチャージ信号、OUTは出力ノード1
9の論理信号を表す。
(Eleventh Embodiment) FIG. 15 is a view for explaining an eleventh embodiment of the present invention. As a current blocking circuit of the nMOS circuit block in the ninth embodiment, an n-type MOSFET having a gate and a body connected is used. In the figure, 4 is a first power line, 5 is a second power line, 6 is a logic block,
18 is an nMOS circuit block, 19 is an output node, 20 is an input logic signal, 21 is a p-type MO having a gate and a body connected.
SFET 30 indicates an n-type MOSFET having a gate and a body connected. PR is a precharge signal, OUT is output node 1
9 represents a logic signal.

【0117】電流を阻止する回路をゲートとボディをプ
リチャージ信号に接続したn型MOSFET30で構成するこ
とにより、ディスチャージ期間を短くして回路の高速化
を図ることと、プリチャージ期間の低リーク電流化を行
うことができる。
The current blocking circuit is constituted by an n-type MOSFET 30 having a gate and a body connected to a precharge signal, thereby shortening the discharge period and increasing the speed of the circuit, and reducing the leakage current during the precharge period. Can be performed.

【0118】このように本実施形態によれば、ダイナミ
ック回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半
導体集積回路の小面積化を行うことができると共に、消
費電流をより小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, there are advantages that the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced. .

【0119】(第12の実施形態)図16、図17は本
発明の第12の実施形態を説明する図面である。図16
(a)はトライステートインバータ回路のスケマティック
図を示す。図16(b)はトライステートインバータ回路
の真理値表を示す。図16(c)は従来のトライステート
インバータの回路構成を示す。図中4は第1の電源線、
5は第2の電源線、6は論理ブロック、MP1,MP2は単入
力型pMOSFET、MN1, MN2は単入力型nMOSFET、INは入力信
号、OUTは出力信号、SELは選択信号、/SELは反転の選択
信号である。図17は本発明の第12の実施形態の回路
構成を示す。
(Twelfth Embodiment) FIGS. 16 and 17 are views for explaining a twelfth embodiment of the present invention. FIG.
(a) shows a schematic diagram of the tri-state inverter circuit. FIG. 16B shows a truth table of the tri-state inverter circuit. FIG. 16C shows a circuit configuration of a conventional tri-state inverter. In the figure, 4 is a first power supply line,
5 is a second power supply line, 6 is a logic block, MP1 and MP2 are single-input pMOSFETs, MN1 and MN2 are single-input nMOSFETs, IN is an input signal, OUT is an output signal, SEL is a selection signal, and / SEL is inverted. Is a selection signal. FIG. 17 shows a circuit configuration of the twelfth embodiment of the present invention.

【0120】従来のトライステートインバータ回路は4
つのMOSFETより構成されるが、本発明ではAND型pMOSFET
とAND型nMOSFETをそれぞれ一つずつ用いることにより2
つのMOSFETで構成できる。
The conventional tri-state inverter circuit has four
In this invention, an AND pMOSFET
And one AND-type nMOSFET
It can be composed of two MOSFETs.

【0121】このように本実施形態によれば、トライス
テートインバータ回路を構成するMOSトランジスタの数
を削減し、半導体集積回路の小面積化を行うことができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the tri-state inverter circuit can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0122】(第13の実施形態)図18は本発明の第
13の実施形態を示す図面である。図18はフリップフ
ロップ回路の構成を示す。図中22は第12の実施形態
のトライステートインバータ回路、23はインバータ回
路を表す。トライステートインバータ回路として本発明
の第12の実施形態で示したトライステートインバータ
回路22を用いることにより構成するMOSFET数を従来の
トライステートインバータ回路を用いて構成した場合の
20個から12個に削減することができる。
(Thirteenth Embodiment) FIG. 18 is a drawing showing a thirteenth embodiment of the present invention. FIG. 18 shows a configuration of a flip-flop circuit. In the figure, reference numeral 22 denotes a tristate inverter circuit according to the twelfth embodiment, and reference numeral 23 denotes an inverter circuit. By using the tri-state inverter circuit 22 shown in the twelfth embodiment of the present invention as a tri-state inverter circuit, the number of MOSFETs configured is reduced from 20 to 12 when the conventional tri-state inverter circuit is used. can do.

【0123】このように本実施形態によれば、フリップ
フロップ回路を構成するMOSトランジスタの数を削減
し、半導体集積回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the flip-flop circuit can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0124】(第14の実施形態)図19、図20は本
発明の第14の実施形態を説明する図面である。図19
(a)はミュラーのC素子の真理値表を示す。ミュラーのC
素子はクロックを用いない非同期回路において用いられ
る基本的な素子である。図19(b)は従来のミュラーのC
素子の回路構成を示す。図中4は第1の電源線、5は第
2の電源線、6は論理ブロック、MP1〜MP4は単入力型pM
OSFET、MN1〜MN4は単入力型nMOSFET、A, Bは入力の論理
信号、OUTは出力の論理信号である。図20は本発明の
第14の実施形態によるミュラーのC素子の回路構成を
示す。図中4は第1の電源線、5は第2の電源線、6は
論理ブロック、MAP1はAND型pMOSFET、MAN1はAND型MP1,
MP2は単入力型pMOSFET、MN1, MN2は単入力型nMOSFET、
A, Bは入力の論理信号、OUTは出力の論理信号である。
このように従来の回路構成ではMOSFETを8個用いていた
が、本発明では6個で構成することが出来る。
(Fourteenth Embodiment) FIGS. 19 and 20 are views for explaining a fourteenth embodiment of the present invention. FIG.
(a) shows a truth table of Mueller's C element. Müller's C
The element is a basic element used in an asynchronous circuit that does not use a clock. FIG. 19 (b) shows a conventional Mueller C
1 shows a circuit configuration of an element. In the figure, 4 is a first power supply line, 5 is a second power supply line, 6 is a logic block, and MP1 to MP4 are single-input pM.
OSFETs, MN1 to MN4 are single-input nMOSFETs, A and B are input logic signals, and OUT is an output logic signal. FIG. 20 shows a circuit configuration of a Mueller C element according to a fourteenth embodiment of the present invention. In the figure, 4 is a first power supply line, 5 is a second power supply line, 6 is a logic block, MAP1 is an AND pMOSFET, and MAN1 is an AND MP1,
MP2 is a single-input pMOSFET, MN1 and MN2 are single-input nMOSFETs,
A and B are input logic signals, and OUT is an output logic signal.
Thus, in the conventional circuit configuration, eight MOSFETs are used, but in the present invention, six MOSFETs can be used.

【0125】このように本実施形態によれば、ミュラー
のC素子を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導
体集積回路の小面積化を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the Muller C element can be reduced, and the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【0126】(第15の実施形態)図21は本発明の第
15の実施形態を説明する図面である。図21はpn接合
ダイオードの電流電圧特性を示しており、横軸がpn接合
ダイオードの両端の電圧、縦軸が流れる電流を表してい
る。nMOSFETの場合、ボディはp型シリコン、ソースおよ
びドレインはn型シリコンで形成されており、ボディ-ソ
ース間、ボディ-ドレイン間はそれぞれpn接合ダイオー
ドとなっている。電圧がある電圧を過ぎたところから電
流が急激に流れるようになる。この電流が急激に流れ始
める電圧を接合電位と呼ぶ。論理振幅をこの接合電位以
下にすることにより、AND型nMOSFET,OR型nMOSFETのボデ
ィにハイレベルが加わったときおよびAND型pMOSFET, OR
型pMOSFETのボディにローレベルが加わったときにソー
ス-ボディ間、ドレイン-ボディ間を流れる電流を小さく
することができ、低消費電力化できるという利点があ
る。
(Fifteenth Embodiment) FIG. 21 is a view for explaining a fifteenth embodiment of the present invention. FIG. 21 shows the current-voltage characteristics of the pn junction diode, with the horizontal axis representing the voltage across the pn junction diode and the vertical axis representing the current flowing. In the case of an nMOSFET, the body is formed of p-type silicon, the source and drain are formed of n-type silicon, and a pn junction diode is formed between the body and the source and between the body and the drain. When the voltage passes a certain voltage, a current suddenly flows. The voltage at which this current begins to flow rapidly is called the junction potential. By setting the logic amplitude to be equal to or lower than this junction potential, when a high level is applied to the body of the AND nMOSFET and OR nMOSFET, and when the AND pMOSFET and OR
When a low level is applied to the body of the pMOSFET, the current flowing between the source and the body and between the drain and the body can be reduced, and there is an advantage that power consumption can be reduced.

【0127】このように本実施形態によれば、論理回路
を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積
回路の小面積化を行うことができると共に、消費電流を
より小さく出来るという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be further reduced. .

【0128】(第16の実施形態)ゲートとボディに印
加される論理信号の少なくともボディの論理信号の論理
振幅はドレインとボディ間およびソースとボディ間のpn
接合ダイオードの接合電位以下に設定する。
(Sixteenth Embodiment) The logic amplitude of at least the logic signal of the body of the logic signal applied to the gate and the body should be smaller than that of the pn between the drain and the body and between the source and the body.
It is set below the junction potential of the junction diode.

【0129】このことにより論理信号を伝達する論理ブ
ロックの誤動作を無くし、論理回路のリーク電流の削減
する効果が得られる。
As a result, the malfunction of the logic block transmitting the logic signal is eliminated, and the effect of reducing the leak current of the logic circuit can be obtained.

【0130】[0130]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、論
理回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導
体集積回路の小面積化を行うことができるとともに、チ
ップごとの遅延時間のばらつきを減らして歩留まりを上
げることができる。
As described above, according to the first aspect, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced, and the delay time of each chip can be reduced. Can be reduced and the yield can be increased.

【0131】また、第2の発明によれば、論理回路を構
成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積回路
の小面積化を行うことができると共に、ラッチアップを
起こさない、より高集積化できるという利点がある。
According to the second aspect of the present invention, the number of MOS transistors constituting a logic circuit can be reduced, the area of a semiconductor integrated circuit can be reduced, and higher integration without causing latch-up can be achieved. There is an advantage that you can.

【0132】また、第3の発明によれば、論理回路を構
成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体集積回路
の小面積化を行うことができると共に、消費電流を小さ
く出来るという利点がある。
Further, according to the third aspect, there are advantages that the number of MOS transistors constituting the logic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced.

【0133】また、第4の発明によれば、ダイナミック
回路を構成するMOSトランジスタの数を削減し、半導体
集積回路の小面積化を行うことができると共に、消費電
流を小さく出来るという利点がある。
Further, according to the fourth invention, there are advantages that the number of MOS transistors constituting the dynamic circuit can be reduced, the area of the semiconductor integrated circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態における半導体集積回
路の構成を示す図
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の第1の実施形態において、AND型MOSFE
Tにおいて閾値電圧の変動が特性に与える影響を説明す
る図
FIG. 2 shows an AND-type MOSFE according to the first embodiment of the present invention;
Diagram illustrating the effect of threshold voltage fluctuation on characteristics at T

【図3】nMOSトランジスタの閾値電圧とボディ-ソース
間電圧の相関を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between a threshold voltage of an nMOS transistor and a body-source voltage.

【図4】本発明の第2の実施形態における半導体集積回
路の構成を示す図
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第3の実施形態におけるAND型nMOSFET
の特性を説明する図 (a)AND型nMOSFET回路図 (b)AND型nMOSFET閾値電圧とボディ-ソース電圧特性
を示す図 (c)AND型nMOSFETのドレインがハイレベル、ソースが
ローレベルのときの動作特性を示す図
FIG. 5 shows an AND nMOSFET according to a third embodiment of the present invention;
(A) AND-type nMOSFET circuit diagram (b) Diagram showing AND-type nMOSFET threshold voltage and body-source voltage characteristics (c) AND-type nMOSFET with drain at high level and source at low level Diagram showing operating characteristics

【図6】本発明の第4の実施形態におけるAND型pMOSFET
の特性を説明する図 (a)AND型pMOSFET回路図 (b)AND型pMOSFET閾値電圧とボディ-ソース電圧特性
を示す図 (c)AND型pMOSFETのドレインがハイレベル、ソースが
ローレベルのときの動作特性を示す図
FIG. 6 shows an AND pMOSFET according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) AND-type pMOSFET circuit diagram (b) Diagram showing AND-type pMOSFET threshold voltage and body-source voltage characteristics (c) AND-type pMOSFET with drain at high level and source at low level Diagram showing operating characteristics

【図7】本発明の第5の実施形態におけるOR型nMOSFET
の特性を説明する図 (a)OR型nMOSFET回路図 (b)OR型nMOSFET閾値電圧とボディ-ソース電圧特性を
示す図 (c)OR型nMOSFETのドレインがハイレベル、ソースが
ローレベルのときの動作特性を示す図
FIG. 7 shows an OR-type nMOSFET according to a fifth embodiment of the present invention.
(A) OR-type nMOSFET circuit diagram (b) Diagram showing OR-type nMOSFET threshold voltage and body-source voltage characteristics (c) OR-type nMOSFET when drain is at high level and source is at low level Diagram showing operating characteristics

【図8】本発明の第6の実施形態におけるOR型pMOSFET
の特性を説明する図 (a)OR型pMOSFET回路図 (b)OR型pMOSFET閾値電圧とボディ-ソース電圧特性を
示す図 (c)OR型pMOSFETのドレインがハイレベル、ソースが
ローレベルのときの動作特性を示す図
FIG. 8 shows an OR-type pMOSFET according to a sixth embodiment of the present invention.
(A) OR-type pMOSFET circuit diagram (b) Diagram showing OR-type pMOSFET threshold voltage and body-source voltage characteristics (c) OR-type pMOSFET with drain at high level and source at low level Diagram showing operating characteristics

【図9】本発明の第7の実施形態における2入力ANDの回
路図 (a)AND型nMOSFETを用いた2入力AND回路図 (b)AND型nMOSFETとOR型pMOSFETを用いた2入力AND回
路図
FIG. 9 is a circuit diagram of a two-input AND circuit according to a seventh embodiment of the present invention. (A) A two-input AND circuit using an AND-type nMOSFET. (B) A two-input AND circuit using an AND-type nMOSFET and an OR-type pMOSFET. Figure

【図10】AND型nMOSFETを用いた2入力AND回路のシミ
ュレーション波形を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a simulation waveform of a two-input AND circuit using an AND nMOSFET.

【図11】バルクMOSトランジスタとSOI MOSトランジス
タの違いを説明する図 (a)バルクMOSトランジスタの断面図 (b)SOI MOSトランジスタの断面図
11A and 11B illustrate a difference between a bulk MOS transistor and an SOI MOS transistor. (A) Cross-sectional view of a bulk MOS transistor. (B) Cross-sectional view of an SOI MOS transistor.

【図12】本発明の第9の実施形態におけるダイナミッ
ク回路の図
FIG. 12 is a diagram of a dynamic circuit according to a ninth embodiment of the present invention.

【図13】図12の動作を説明する図FIG. 13 is a view for explaining the operation of FIG. 12;

【図14】本発明の第10の実施形態におけるダイナミ
ック回路の図
FIG. 14 is a diagram of a dynamic circuit according to a tenth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第11の実施形態における電流阻止
回路の図
FIG. 15 is a diagram of a current blocking circuit according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図16】トライステートインバータ回路の説明をする
ための図 (a)トライステートインバータ回路のシンボル図 (b)トライステートインバータ回路の真理値表を示す
図 (c)従来のトライステートインバータ回路の回路構成
16A and 16B are diagrams for explaining a tri-state inverter circuit. FIG. 16A is a symbol diagram of the tri-state inverter circuit. FIG. 16B is a diagram showing a truth table of the tri-state inverter circuit. Diagram

【図17】本発明の第12の実施形態におけるトライス
テートインバータ回路の図
FIG. 17 is a diagram of a tri-state inverter circuit according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第13の実施形態におけるフリップ
フロップ回路の図
FIG. 18 is a diagram illustrating a flip-flop circuit according to a thirteenth embodiment of the present invention;

【図19】従来の構成によるミュラーのC素子の図 (a)ミュラーのC素子の真理値表を示す図 (b)従来のミュラーのC素子の回路構成図FIG. 19 is a diagram of a Muller C element according to a conventional configuration. (A) A diagram showing a truth table of a Muller C element. (B) A circuit configuration diagram of a conventional Muller C element.

【図20】本発明の第14の実施形態におけるミュラー
のC素子の図
FIG. 20 is a diagram of a Muller C element according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図21】ダイオード特性の電流電圧特性を表す図FIG. 21 is a diagram showing current-voltage characteristics of diode characteristics.

【図22】nチャネルMOSトランジスタにおける従来のボ
ディ端子の取り扱い方の図 (a)ボディをグランド電位に固定した構成図 (b)ボディにバイアス回路より電位を供給した構成図 (c)ボディをソースに接続した構成図 (d)ボディとゲートを接続した構成図 (e)ボディをMOSトランジスタを介してゲートと接続
した構成図
FIG. 22 is a diagram of a conventional body terminal handling method in an n-channel MOS transistor. (A) A configuration diagram in which the body is fixed to the ground potential. (B) A configuration diagram in which a potential is supplied to the body from a bias circuit. (D) Structural diagram connecting body and gate (e) Structural diagram connecting body to gate via MOS transistor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 nチャネル型MOSトランジスタ 2 接地線 3 バイアス発生回路 4 第1の電源線 5 第2の電源線 6 論理ブロック 7 MOSトランジスタ 8 論理信号 9 素子分離層 10 ゲート領域 11 ソース領域 12 ドレイン領域 13 ボディ領域 14 チャネル領域 15 埋め込み酸化膜領域 16 基板領域 17 プリチャージ回路 18 nMOS回路ブロック 19 出力ノード 20 入力の論理信号 21 DT-MOSで構成したプリチャージ回路 22 本発明の第11の実施形態のトライステートイン
バータ回路 23 インバータ回路 25 可変電源 26 第3の電源線 27 電源回路 28 閾値電圧検出回路 29 電流の流れを阻止する回路 30 DT-MOSで構成した電流阻止回路 G ゲート端子 B ボディ端子 D ドレイン端子 S ソース端子 VGS ゲート-ソース間電圧 VBS ボディ-ソース間電圧 VTH 閾値電圧 Ids ドレイン-ソース間を流れる電流 MP 単入力型pMOSFET MN 単入力型nMOSFET MAN AND型nMOSFET MON OR型nMOSFET MOP OR型pMOSFET PR プリチャージ信号 DS 電流阻止信号 Ain 入力の論理信号 Bin 入力の論理信号 OUT 出力の論理信号 IN 入力の論理信号 SEL トライステートインバータ回路の選択信号 /SEL トライステートインバータ回路の選択信号の反転
信号 Din D フリップフロップのデータ入力信号 CLK D フリップフロップのクロック信号 /CLK D フリップフロップのクロック信号の反転信号 Q D フリップフロップの出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N-channel type MOS transistor 2 Ground line 3 Bias generating circuit 4 First power supply line 5 Second power supply line 6 Logic block 7 MOS transistor 8 Logic signal 9 Element isolation layer 10 Gate region 11 Source region 12 Drain region 13 Body region Reference Signs List 14 channel region 15 buried oxide film region 16 substrate region 17 precharge circuit 18 nMOS circuit block 19 output node 20 input logic signal 21 precharge circuit constituted by DT-MOS 22 tristate inverter of eleventh embodiment of the present invention Circuit 23 Inverter circuit 25 Variable power supply 26 Third power supply line 27 Power supply circuit 28 Threshold voltage detection circuit 29 Circuit for blocking current flow 30 Current blocking circuit composed of DT-MOS G Gate terminal B Body terminal D Drain terminal S Source Terminal VGS Gate-source voltage VBS Body-source Inter-voltage VTH Threshold voltage Ids Current flowing between drain and source MP Single-input pMOSFET MN Single-input nMOSFET MAN AND-type nMOSFET MON OR-type nMOSFET MOP OR-type pMOSFET PR Precharge signal DS Current blocking signal Ain Input logic signal Bin input Logic signal of OUT output Logic signal of IN input SEL selection signal of tri-state inverter circuit / Inversion signal of selection signal of SEL tri-state inverter circuit Din D flip-flop data input signal CLK D flip-flop clock signal / CLK D flip-flop inverted clock signal QD flip-flop output signal

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 19/00 Fターム(参考) 5F038 AZ10 BB08 BG06 BG09 BH18 BH19 CD02 CD04 CD09 CD15 DF01 DF08 DF14 DT12 EZ06 EZ10 EZ20 5F048 AA01 AB03 AC00 AC01 AC03 BA01 BA16 BB00 BB14 BE09 5J056 AA03 BB17 BB57 CC03 CC19 DD13 DD18 DD28 EE04 FF09 HH00 KK01 KK02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (reference) H03K 19/00 F term (reference) 5F038 AZ10 BB08 BG06 BG09 BH18 BH19 CD02 CD04 CD09 CD15 DF01 DF08 DF14 DT12 EZ06 EZ10 EZ20 5F048 AA01 AB03 AC00 AC01 AC03 BA01 BA16 BB00 BB14 BE09 5J056 AA03 BB17 BB57 CC03 CC19 DD13 DD18 DD28 EE04 FF09 HH00 KK01 KK02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電位を供給する第1の電源線と、
前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する第2
の電源線と、第3の電位を供給する第3の電源線と、pチ
ャネル型MOSトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSト
ランジスタより構成され第1の論理信号をローレベルの
信号とし第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理
信号を伝達する論理ブロックと、前記第3の電位を前記
第2の電位に変換する電源回路とから成る半導体集積回
路であり、前記論理ブロック中に、MOSトランジスタの
ゲートとボディにそれぞれ独立に論理信号を入力し、入
力論理信号の組合せにより論理信号を出力するMOSトラ
ンジスタを少なくとも一つ以上含むことを特徴とする半
導体集積回路。
A first power supply line for supplying a first potential;
A second supplying a second potential higher than the first potential;
, A third power supply line for supplying a third potential, and a p-channel type MOS transistor and / or an n-channel type MOS transistor. And a power supply circuit for converting the third potential to the second potential. A MOS transistor is provided in the logic block. A semiconductor integrated circuit comprising at least one MOS transistor that inputs a logic signal to each of the gate and the body independently and outputs a logic signal according to a combination of the input logic signals.
【請求項2】 前記論理ブロックと同一チップ上に、チ
ップ内部のMOSトランジスタの閾値電圧を検出する回路
を含み、検出された閾値電圧の値に応じて前記第2の電
位の値を変動させることを特徴とする請求項1に記載の
半導体集積回路。
2. A circuit for detecting a threshold voltage of a MOS transistor in a chip on the same chip as the logic block, wherein the value of the second potential is varied according to the detected value of the threshold voltage. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記論理ブロック中に含まれるMOSトラ
ンジスタにおいて、前記ボディに前記ローレベルの信号
が加わっているとき閾値電圧が正でありかつ前記第2の
電位と前記第1の電位の差(以後論理振幅と呼ぶ)以上
であり、前記ボディに前記ハイレベルの信号が加わって
いるとき閾値電圧が正でありかつ前記論理振幅以下にな
る、nチャネル型MOSトランジスタ(以後、AND型nMOSFE
Tと呼ぶ)を含むことを特徴とする請求項1または2記
載の半導体集積回路。
3. A MOS transistor included in the logic block, wherein when the low-level signal is applied to the body, a threshold voltage is positive and a difference between the second potential and the first potential ( An n-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an AND-type nMOSFE) having a threshold voltage that is positive when the high-level signal is applied to the body and becomes equal to or less than the logical amplitude when the high-level signal is applied to the body.
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 前記論理ブロック中に含まれるMOSトラ
ンジスタにおいて、 前記ボディに前記ハイレベルの信号が加わっているとき
閾値電圧が負でありかつその絶対値が前記論理振幅以上
であり、前記ボディに前記ローレベルの信号が加わって
いるとき閾値電圧が負でありかつその絶対値が前記論理
振幅以下になる、pチャネル型MOSトランジスタ(以
後、AND型pMOSFETと呼ぶ)を含むことを特徴とする請求
項1または2記載の半導体集積回路。
4. A MOS transistor included in the logic block, wherein when the high-level signal is applied to the body, a threshold voltage is negative and an absolute value thereof is greater than or equal to the logic amplitude. A p-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an AND-type pMOSFET) having a negative threshold voltage when the low-level signal is applied and an absolute value of which is equal to or less than the logical amplitude is included. Item 3. The semiconductor integrated circuit according to item 1 or 2.
【請求項5】 前記論理ブロック中に含まれるMOSトラ
ンジスタにおいて、 前記ボディに前記ローレベルの信号が加わっているとき
閾値電圧が正でありかつ前記論理振幅以下であり、前記
ボディに前記ハイレベルの信号が加わっているとき閾値
電圧が負になる、nチャネル型MOSトランジスタ(以
後、OR型nMOSFET)を含むことを特徴とする請求項1ま
たは2記載の半導体集積回路。
5. The MOS transistor included in the logic block, wherein when the low-level signal is applied to the body, a threshold voltage is positive and equal to or less than the logic amplitude, and the high-level signal is applied to the body. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising an n-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an OR-type nMOSFET) whose threshold voltage becomes negative when a signal is applied.
【請求項6】 前記論理ブロック中に含まれるMOSトラ
ンジスタにおいて、 前記ボディに前記ハイレベルの信号が加わっているとき
閾値電圧が負でありかつその絶対値が前記論理振幅以下
であり、前記ボディに前記ローレベルの信号が加わって
いるとき閾値電圧が正になる、pチャネル型MOSトラン
ジスタ(以後、OR型pMOSFET)を含むことを特徴とする
請求項1または2記載半導体集積回路。
6. The MOS transistor included in the logic block, wherein, when the high-level signal is applied to the body, a threshold voltage is negative and an absolute value thereof is equal to or less than the logic amplitude. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a p-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an OR-type pMOSFET) whose threshold voltage becomes positive when the low-level signal is applied.
【請求項7】 前記論理ブロック中に含まれるMOSトラ
ンジスタにおいて、 ボディを未接続又は第1の電源線に接続又はソースと接
続又は第2の電源線に接続又はゲートと接続し、閾値電
圧が正でありかつ前記論理振幅より小さいnチャネル型
MOSFET(以後、単入力型nMOSFET)を一つ以上及び/又
は、 ボディを未接続又は第1の電源線に接続又はソースと接
続又は第2の電源線に接続又はゲートと接続し、閾値電
圧が負でありかつその絶対値が前記論理振幅より小さい
pチャネル型MOSFET(以後、単入力型pMOSFET)を一つ
以上及び/又は、前記AND型nMOSFET、前記AND型pMOSFE
T、前記OR型nMOSFET、前記OR型pMOSFETのうちいずれか
又は複数を少なくとも一つ以上含んで構成されることを
特徴とする請求項1または2記載半導体集積回路。
7. A MOS transistor included in the logic block, wherein a body is not connected, connected to a first power supply line, connected to a source, connected to a second power supply line, or connected to a gate, and the threshold voltage is positive. And an n-channel type smaller than the logic amplitude
One or more MOSFETs (hereinafter single-input nMOSFET) and / or body not connected or connected to the first power line or connected to the source or connected to the second power line or connected to the gate and the threshold voltage is One or more p-channel MOSFETs (hereinafter, single-input pMOSFETs) that are negative and whose absolute value is smaller than the logic amplitude and / or the AND-type nMOSFET and the AND-type pMOSFE
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein at least one of T, the OR-type nMOSFET, and the OR-type pMOSFET is included.
【請求項8】 MOSトランジスタを絶縁体上に形成され
た薄膜シリコン層に形成したことを特徴とする請求項1
から7のいずれかに記載の半導体集積回路。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the MOS transistor is formed on a thin silicon layer formed on an insulator.
8. The semiconductor integrated circuit according to any one of items 1 to 7.
【請求項9】 第1の電位を供給する第1の電源線と、
前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する第2
の電源線と、 絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル型MO
Sトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジスタ
より構成され、第1の論理信号をローレベルの信号とし
第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号を、
MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立に論
理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理信号
を出力するnチャンネル型MOSトランジスタを少なくと
も一つ以上含むnMOS回路ブロックと、 電源端子、出力端子、信号端子からなるプリチャージ回
路と、を少なくとも一以上含む半導体集積回路であっ
て、 前記プリチャージ回路は、前記電源端子を前記第2の電
源線に接続し、前記出力端子を出力ノードに接続し、前
記信号端子にプリチャージ信号を接続し前記プリチャー
ジ信号が前記プリチャージ回路をオンさせる信号のとき
前記出力ノードの電位を前記第2の電位に充電し、 前記nMOS回路ブロックは、前記プリチャージ回路がオ
ンしている期間、電流の流れを阻止する機能を有し、一
端を前記出力ノードに接続しもう一端を前記第1の電源
線に接続したnMOS回路ブロックからなる構成を少なくと
も一つ以上含むことを特徴とする半導体集積回路。
9. A first power supply line for supplying a first potential,
A second supplying a second potential higher than the first potential;
Power line and the p-channel type MO on the thin silicon layer formed on the insulator.
A logic signal comprising an S transistor and / or an n-channel MOS transistor, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level signal;
An nMOS circuit block including at least one n-channel MOS transistor that inputs a logic signal independently to a gate and a body of a MOS transistor and outputs a logic signal according to a combination of input logic signals; a power supply terminal, an output terminal, and a signal A precharge circuit comprising at least one terminal, wherein the precharge circuit connects the power terminal to the second power line, connects the output terminal to an output node, A precharge signal is connected to the signal terminal, and when the precharge signal is a signal for turning on the precharge circuit, the potential of the output node is charged to the second potential; Has a function of blocking the flow of current while the switch is on, and has one end connected to the output node and the other The semiconductor integrated circuit which comprises a first at least one configuration consisting of nMOS circuit block connected to the power supply line.
【請求項10】 前記プリチャージ回路において、 ゲートとボディの両方が前記プリチャージ信号に接続さ
れ、ソースが前記第2の電源線に接続され、ドレインが
前記出力端子に接続されたpチャネル型MOSトランジスタ
より構成したことを特徴とする請求項9記載の半導体集
積回路。
10. The p-channel MOS transistor, wherein both a gate and a body are connected to the precharge signal, a source is connected to the second power supply line, and a drain is connected to the output terminal. 10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, comprising a transistor.
【請求項11】 ゲートとボディの両方が前記プリチャ
ージ信号に接続され、ドレインが前記nMOS回路ブロッ
クに接続され、ソースが第1の電源線に接続されたnチ
ャンネル型MOSトランジスタより構成され、プリチャー
ジ回路がオンしている期間、nMOS回路ブロックの電流
の流れを阻止する機能を備えた請求項9または10記載
の半導体集積回路。
11. An n-channel MOS transistor having both a gate and a body connected to the precharge signal, a drain connected to the nMOS circuit block, and a source connected to a first power supply line, 11. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, further comprising a function of blocking a current flow in the nMOS circuit block while the charge circuit is on.
【請求項12】 第1の電位を供給する第1の電源線
と、前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する
第2の電源線と、 絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル型MO
Sトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジスタ
より構成され、第1の論理信号をローレベルの信号とし
第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号を、
MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立に論
理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理信号
を出力するMOSトランジスタを少なくとも一つ以上含む
論理ブロック中に、 ソースを前記第1の電源線に接続し、ドレインを出力端
子に接続し、ゲート又はボディの一方を入力端子に接続
し、他方を選択信号端子に接続した前記AND型nMOSFET
と、 ソースを前記第2の電源線に接続し、ドレインを前記出
力端子に接続し、ゲート又はボディの一方を前記入力端
子に接続し、他方を前記選択信号の反転信号端子に接続
した前記AND型pMOSFETとから構成されるトライステート
インバータ回路を含むことを特徴とする半導体集積回
路。
12. A first power supply line for supplying a first potential, a second power supply line for supplying a second potential higher than the first potential, and a thin film formed on an insulator. P-channel type MO on silicon layer
A logic signal comprising an S transistor and / or an n-channel MOS transistor, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level signal;
Connect a source to the first power supply line in a logic block including at least one MOS transistor that inputs a logic signal independently to a gate and a body of a MOS transistor and outputs a logic signal according to a combination of input logic signals. The AND nMOSFET having a drain connected to an output terminal, one of a gate and a body connected to an input terminal, and the other connected to a selection signal terminal.
The AND having a source connected to the second power supply line, a drain connected to the output terminal, one of a gate and a body connected to the input terminal, and the other connected to an inverted signal terminal of the selection signal. A semiconductor integrated circuit including a tri-state inverter circuit including a p-type MOSFET.
【請求項13】 第1の電位を供給する第1の電源線
と、前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する
第2の電源線と、 絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル型MO
Sトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジスタ
より構成され、第1の論理信号をローレベルの信号とし
第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号を、
MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立に論
理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理信号
を出力するMOSトランジスタを少なくとも一つ以上含む
論理ブロック中に、 請求項11記載の前記トライステートインバータ回路を
含んで構成されたフリップフロップ回路を含むことを特
徴とする半導体集積回路。
13. A first power supply line for supplying a first potential, a second power supply line for supplying a second potential higher than the first potential, and a thin film formed on an insulator. P-channel type MO on silicon layer
A logic signal comprising an S transistor and / or an n-channel MOS transistor, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level signal;
The tri-state inverter circuit according to claim 11, wherein the logic block includes at least one MOS transistor that inputs a logic signal independently to a gate and a body of the MOS transistor and outputs a logic signal according to a combination of the input logic signals. A semiconductor integrated circuit comprising a flip-flop circuit including:
【請求項14】 第1の電位を供給する第1の電源線
と、前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する
第2の電源線と、 絶縁体上に形成された薄膜シリコン層にpチャネル型MO
Sトランジスタ及び/又はnチャネル型MOSトランジスタ
より構成され、第1の論理信号をローレベルの信号とし
第2の論理信号をハイレベルの信号とする論理信号を、
MOSトランジスタのゲートとボディにそれぞれ独立に論
理信号を入力し、入力論理信号の組合せにより論理信号
を出力するMOSトランジスタを少なくとも一つ以上含む
論理ブロック中に、 ソースを前記第2の電源線に接続し、ドレインを出力端
子に接続し、ゲート又はボディの一方を第1の入力端子
に接続し、他方を第2の入力端子に接続した前記AND型p
MOSFETと、 ソースを前記第1の電源線に接続し、ドレインを前記出
力端子に接続し、ゲート又はボディの一方を前記第1の
入力端子に接続し、他方を前記第2の入力端子に接続し
た前記AND型nMOSFETと、出力端子に接続されたラッチ回
路から構成されるミュラーのC素子を含むことを特徴と
する半導体集積回路。
14. A first power supply line for supplying a first potential, a second power supply line for supplying a second potential higher than the first potential, and a thin film formed on an insulator. P-channel type MO on silicon layer
A logic signal comprising an S transistor and / or an n-channel MOS transistor, wherein the first logic signal is a low level signal and the second logic signal is a high level signal;
A logic signal is input independently to the gate and body of the MOS transistor, and a source is connected to the second power supply line in a logic block including at least one MOS transistor that outputs a logic signal according to a combination of input logic signals. The AND type p having a drain connected to an output terminal, one of a gate and a body connected to a first input terminal, and the other connected to a second input terminal.
A MOSFET and a source are connected to the first power supply line, a drain is connected to the output terminal, one of a gate and a body is connected to the first input terminal, and the other is connected to the second input terminal. A semiconductor integrated circuit, comprising: the above-mentioned AND-type nMOSFET and a Muller C element comprising a latch circuit connected to an output terminal.
【請求項15】 第1の電位を供給する第1の電源線
と、前記第1の電位より高電位の第2の電位を供給する
第2の電源線と、第3の電位を供給する第3の電源線とか
らなり、前記第3の電位を前記第2の電位に変換する電
源回路を備えることを特徴とする請求項9,10,1
1,12または13のいずれかに記載の半導体集積回
路。
15. A first power supply line for supplying a first potential, a second power supply line for supplying a second potential higher than the first potential, and a second power supply line for supplying a third potential. 3. A power supply circuit comprising three power supply lines, wherein the power supply circuit converts the third potential to the second potential.
14. The semiconductor integrated circuit according to any one of 1, 12, and 13.
【請求項16】 ゲートとボディに印加される論理信号
の少なくともボディの論理信号の前記論理振幅はドレイ
ンとボディ間およびソースとボディ間のpn接合ダイオー
ドの接合電位以下に設定することを特徴とする請求項1
から14記載の半導体集積回路。
16. The logic amplitude of at least the logic signal of the body of the logic signal applied to the gate and the body is set to be equal to or less than the junction potential of the pn junction diode between the drain and the body and between the source and the body. Claim 1
15. The semiconductor integrated circuit according to items 14 to 14.
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