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JP2007214615A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP2007214615A
JP2007214615A JP2006029146A JP2006029146A JP2007214615A JP 2007214615 A JP2007214615 A JP 2007214615A JP 2006029146 A JP2006029146 A JP 2006029146A JP 2006029146 A JP2006029146 A JP 2006029146A JP 2007214615 A JP2007214615 A JP 2007214615A
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circuit
transistor
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constant current
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JP2006029146A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kondo
智 近藤
Yasuo Nagai
康夫 永井
Koji Ogushi
幸司 大串
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device for realizing low power consumption and stable operations. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit device includes a plurality of function blocks operated by a current, corresponding to a constant current generated by a reference current source. One of the function blocks includes a first circuit that is operated by the constant current of a current source first transistor, in current-mirror connection with a second transistor of diode connection connected in series with a first transistor fur supplying the current corresponding to the constant current. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路装置に関し、例えば定電流源で動作する複数の回路機能ブロックを有するものに利用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, to a technique effective when used for a device having a plurality of circuit function blocks operating with a constant current source.

多段構成のカレントミラーを用いて複数の回路に定電流を供給する例として、特開2003−283267公報がある。同公報では、有機ELパネルの駆動方式を電流書き込み方式で行うために、多段構成のカレントミラーを利用するものである。
特開2003−283267公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-283267 discloses an example in which a constant current is supplied to a plurality of circuits using a multi-stage current mirror. In this publication, a multi-stage current mirror is used to drive the organic EL panel by a current writing method.
JP 2003-283267 A

図9には、本願発明者において先に検討された半導体集積回路装置のブロック図が示されている。図9では、複数の回路機能ブロックBLK1〜BLK3を有し、バンド・ギャップ・リファレンス回路BGRで定電流Ioを形成し、かかる定電流Ioに基づいて上記各回路機能ブロックBLK1〜BLK3を動作させる。同図では、バンド・ギャップ・リファレンス回路BGRにおいて、上記定電流Ioを流すダイオード接続のPチャネルMOSFETQ01を設け、各回路機能ブロックBLK1〜BLK3において、上記MOSFETQ01と電流ミラー接続されたMOSFETQ14〜Q15、Q24〜Q25、Q30〜Q31を設ける。   FIG. 9 shows a block diagram of the semiconductor integrated circuit device previously examined by the present inventors. In FIG. 9, a plurality of circuit function blocks BLK1 to BLK3 are provided, a constant current Io is formed by the band gap reference circuit BGR, and the circuit function blocks BLK1 to BLK3 are operated based on the constant current Io. In the figure, a diode-connected P-channel MOSFET Q01 for passing the constant current Io is provided in the band gap reference circuit BGR. In each circuit function block BLK1 to BLK3, MOSFETs Q14 to Q15 and Q24 which are current mirror connected to the MOSFET Q01. To Q25 and Q30 to Q31 are provided.

上記回路機能ブロックBLK1においては、上記MOSFETQ14〜Q15で形成された定電流をスイッチS1〜S2を制御して間欠的に機能回路CKT1に電流を流すものである。例えば、回路機能ブロックBLK1が何も動作を行わない期間中は、上記スイッチS1〜S2をオフ状態にして、機能回路CKT1での電流消費を低減させる。上記回路機能ブロックBLK2において、機能回路CKT2はリングオシレータであり、MOSFETQ24〜Q25で流れる定電流により発振周波数が制御される。回路機能ブロックBLK3は、MOSFETQ30〜Q31により形成される定電流により機能回路CKT3が定常的に動作する。   In the circuit function block BLK1, the constant current formed by the MOSFETs Q14 to Q15 is intermittently supplied to the functional circuit CKT1 by controlling the switches S1 and S2. For example, during a period in which the circuit function block BLK1 does not perform any operation, the switches S1 and S2 are turned off to reduce current consumption in the function circuit CKT1. In the circuit function block BLK2, the function circuit CKT2 is a ring oscillator, and the oscillation frequency is controlled by a constant current flowing in the MOSFETs Q24 to Q25. In the circuit function block BLK3, the function circuit CKT3 operates steadily by a constant current formed by the MOSFETs Q30 to Q31.

上記回路機能ブロックBLK1においてスイッチS1〜S2をオン状態にして機能回路が動作を停止又は再開するときにノイズが発生する。また、回路機能ブロックBLK2では、機能回路CKT2での発振動作によって定常的にノイズが発生している。一般的には、上記バンド・ギャップ・リファレンス回路BGRの定電流Ioによって、上記ノイズを吸収することができる。本願発明者においては、上記半導体集積回路装置において、低消費電力化のために上記定電流Ioを約1μA(マイクロアンペア)のように大幅に低減することを検討した。しかし、このように定電流Ioの電流値を微小電流にすると、上記ノイズを吸収することができず、例えば回路機能ブロックBLK3においては、上記回路機能ブロックBLK1及びBLK2からの双方のノイズを受けて、正常な動作が行えないという問題が生じることが判明した。なお、前記特許文献1は、専ら階調表示のための電流を分配するだけのものであり、上記のようなノイズに対する配慮はない。   In the circuit function block BLK1, noise is generated when the switches S1 and S2 are turned on to stop or restart the function circuit. In the circuit function block BLK2, noise is constantly generated by the oscillation operation in the function circuit CKT2. In general, the noise can be absorbed by the constant current Io of the band gap reference circuit BGR. The inventor of the present application studied to significantly reduce the constant current Io to about 1 μA (microampere) in order to reduce power consumption in the semiconductor integrated circuit device. However, if the current value of the constant current Io is set to a minute current in this way, the noise cannot be absorbed. For example, the circuit function block BLK3 receives both noises from the circuit function blocks BLK1 and BLK2. It has been found that there is a problem that normal operation cannot be performed. Note that Patent Document 1 only distributes a current for gradation display, and does not consider such noise.

この発明の目的は、低消費電力化と動作の安定化を実現した半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that realizes low power consumption and stable operation. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。基準電流源で形成された定電流に対応した電流で動作する複数の機能ブロックを有する。上記複数の機能ブロックのうちの1つは、上記定電流に対応した電流を流す第1トランジスタ、上記第1トランジスタと直列形態にされ、ダイオード接続された第2トランジスタ、及び上記第2トランジスタと電流ミラー接続にされた第1電流源トランジスタの定電流で動作する第1回路を含む。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. It has a plurality of functional blocks that operate with a current corresponding to a constant current formed by a reference current source. One of the plurality of functional blocks includes a first transistor for passing a current corresponding to the constant current, a second transistor connected in series with the first transistor, diode-connected, and a current with the second transistor. A first circuit that operates with a constant current of the first current source transistor that is mirror-connected is included.

上記第1、第2トランジスタは、第1電流源トランジスタ側からのノイズ伝達を禁止ないし低減させる。   The first and second transistors prohibit or reduce noise transmission from the first current source transistor side.

図1には、この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の概略ブロック図である。この実施例の半導体集積回路装置においては、複数の回路機能ブロックBLK1〜BLK3を有する。上記回路機能ブロックBLK1は、Pチャネル型の電流源MOSFETQ14〜Q15で形成された定電流により動作する機能回路CKT1を有する。上記機能回路CKT1は、スイッチS1〜S2を介して上記電流源MOSFETQ14〜Q15で形成された押し出し型の定電流により選択的に動作する。例えばスリープ状態又はスタンバイ状態では、上記スイッチS1〜S2がオフ状態にされる。このようなスリープ状態又はスタンバイ状態では回路機能CKT1での電流消費が削減される。   FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The semiconductor integrated circuit device of this embodiment has a plurality of circuit function blocks BLK1 to BLK3. The circuit function block BLK1 includes a function circuit CKT1 that operates with a constant current formed by P-channel type current source MOSFETs Q14 to Q15. The functional circuit CKT1 is selectively operated by an extrusion type constant current formed by the current source MOSFETs Q14 to Q15 via the switches S1 and S2. For example, in the sleep state or standby state, the switches S1 and S2 are turned off. In such a sleep state or standby state, current consumption in the circuit function CKT1 is reduced.

上記回路機能ブロックBLK2は、上記同様にPチャネル型の電流源MOSFETQ24〜Q25で形成された定電流により動作する機能回路CKT2を有する。上記機能回路CKT2は、例えばリングオシレータであり、上記電流源MOSFETQ24〜Q25で形成された押し出し型の定電流により発振周波数が制御される。また、上記回路機能ブロックBLK3は、Pチャネル型の電流源MOSFETQ30〜Q31で形成された押し出し型の定電流により動作する機能回路CKT3を有する。上記機能回路CKT3は、上記電流源MOSFETQ30〜Q31で形成された定電流により定常的に動作する回路である。   The circuit function block BLK2 includes a function circuit CKT2 that operates by a constant current formed by the P-channel type current source MOSFETs Q24 to Q25, as described above. The functional circuit CKT2 is, for example, a ring oscillator, and the oscillation frequency is controlled by an extrusion type constant current formed by the current source MOSFETs Q24 to Q25. The circuit function block BLK3 has a function circuit CKT3 that operates by an extrusion type constant current formed by P-channel type current source MOSFETs Q30 to Q31. The functional circuit CKT3 is a circuit that operates steadily by a constant current formed by the current source MOSFETs Q30 to Q31.

上記回路機能ブロックBLK1〜BLK3の上記電流源MOSFETQ14〜Q15、Q24〜Q25及びQ30〜Q31は、それぞれが基準電流源BGRにより形成された定電流Ioに基づいて動作させられる。基準電流源BGRは、定電流Ioが流れるダイオード接続のPチャネルMOSFETQ01を有している。上記回路機能ブロックBLK1〜BLK3のうち、回路機能ブロックBLK1は、バッファアンプBA1が設けられる。バッファアンプBA1は、PチャネルMOSFETQ10,Q13とNチャネルMOSFETQ11,Q12とから構成される。上記基準電流源BGRのPチャネルMOSFETQ01と上記PチャネルMOSFETQ10とは電流ミラー形態に接続される。NチャネルMOSFETQ11とQ12は、電流ミラー形態に接続されており、上記MOSFETQ10からの押し出し電流を吸い込み電流に変換する。上記MOSFETQ13は、ダイオード接続されており、上記MOSFETQ11とQ12により構成された電流ミラー回路の出力電流が流れるようにされる。そして、上記MOSFETQ13は、上記電流源MOSFETQ14〜Q15と電流ミラー形態に接続される。   The current source MOSFETs Q14 to Q15, Q24 to Q25, and Q30 to Q31 of the circuit function blocks BLK1 to BLK3 are operated based on a constant current Io formed by the reference current source BGR. The reference current source BGR has a diode-connected P-channel MOSFET Q01 through which a constant current Io flows. Among the circuit function blocks BLK1 to BLK3, the circuit function block BLK1 is provided with a buffer amplifier BA1. The buffer amplifier BA1 is composed of P-channel MOSFETs Q10 and Q13 and N-channel MOSFETs Q11 and Q12. The P-channel MOSFET Q01 and the P-channel MOSFET Q10 of the reference current source BGR are connected in a current mirror form. The N-channel MOSFETs Q11 and Q12 are connected in a current mirror form, and convert the push-out current from the MOSFET Q10 into a sink current. The MOSFET Q13 is diode-connected so that an output current of a current mirror circuit constituted by the MOSFETs Q11 and Q12 flows. The MOSFET Q13 is connected to the current source MOSFETs Q14 to Q15 in a current mirror form.

上記回路機能ブロックBLK2は、バッファアンプBA2が設けられる。バッファアンプBA2も上記バッファアンプBA1と同様な構成とされる。すなわち、PチャネルMOSFETQ20,Q23とNチャネルMOSFETQ21,Q22とから構成される。上記基準電流源BGRのPチャネルMOSFETQ01と上記PチャネルMOSFETQ20とは電流ミラー形態に接続される。NチャネルMOSFETQ21とQ22は、電流ミラー形態に接続されており、上記MOSFETQ20からの押し出し電流を吸い込み電流に変換する。上記MOSFETQ23は、ダイオード接続されており、上記MOSFETQ21とQ22により構成された電流ミラー回路の出力電流が流れるようにされる。そして、上記MOSFETQ23は、上記電流源MOSFETQ24〜Q25と電流ミラー形態に接続される。   The circuit function block BLK2 is provided with a buffer amplifier BA2. The buffer amplifier BA2 has the same configuration as the buffer amplifier BA1. That is, it is composed of P-channel MOSFETs Q20 and Q23 and N-channel MOSFETs Q21 and Q22. The P-channel MOSFET Q01 and the P-channel MOSFET Q20 of the reference current source BGR are connected in a current mirror form. The N-channel MOSFETs Q21 and Q22 are connected in a current mirror form, and convert the push-out current from the MOSFET Q20 into a sink current. The MOSFET Q23 is diode-connected so that an output current of a current mirror circuit constituted by the MOSFETs Q21 and Q22 flows. The MOSFET Q23 is connected to the current source MOSFETs Q24 to Q25 in a current mirror form.

上記回路機能ブロックBLK3の電流源MOSFETQ30〜Q31は、上記基準電流源BGRのMOSFETQ01と電流ミラー形態に接続される。つまり、回路機能ブロックBLK3においては、前記バッファアンプBA1が省略されており、回路機能CKT3に動作電流を流す電流源MOSFETQ30〜Q31が上記基準電流源BGRのMOSFETQ01と直接的に電流ミラー形態にされている。   The current source MOSFETs Q30 to Q31 of the circuit function block BLK3 are connected to the MOSFET Q01 of the reference current source BGR in a current mirror form. That is, in the circuit function block BLK3, the buffer amplifier BA1 is omitted, and the current source MOSFETs Q30 to Q31 for supplying an operating current to the circuit function CKT3 are directly in the form of a current mirror with the MOSFET Q01 of the reference current source BGR. Yes.

この実施例では、低消費電力化等のために基準電流源BGRで形成された定電流Ioが約1μA程度に小さく形成される。これに対応して、回路機能ブロックBLK1においては、上記電流ミラー回路を構成するMOSFETQ01とQ10、Q11とQ12及びQ13とQ14〜Q15の素子サイズが適当に設定されており、その素子サイズ比に対応して電流増幅が行われる。つまり、回路機能CKT1の動作電流に対応した電流増幅が行われる。このことは、他の回路機能ブロックBLK2、BLK3においても同様である。回路機能ブロックBLK3は、上記のようなバッファアンプが存在しないから、MOSFETQ01とQ30〜31の素子サイズにより上記動作電流が設定される。   In this embodiment, the constant current Io formed by the reference current source BGR is made as small as about 1 μA in order to reduce the power consumption. Correspondingly, in the circuit function block BLK1, the element sizes of the MOSFETs Q01 and Q10, Q11 and Q12 and Q13 and Q14 to Q15 constituting the current mirror circuit are appropriately set, and correspond to the element size ratio. Thus, current amplification is performed. That is, current amplification corresponding to the operating current of the circuit function CKT1 is performed. The same applies to the other circuit function blocks BLK2 and BLK3. Since the circuit amplifier block BLK3 does not have the buffer amplifier as described above, the operating current is set according to the element sizes of the MOSFETs Q01 and Q30 to Q31.

上記回路機能ブロックBLK1において、スイッチS1〜S2をオン状態にして機能回路CKT1が動作を停止又は再開するときにノイズが発生する。このノイズは、上記バッファアンプBA1が介在することによって基準電流源BGRへの伝達が削減ないし低減される。例えば、MOSFETQ12のドレイン,ゲート間寄生容量及びMOSFETQ10のドレイン,ゲート間の寄生容量が上記ノイズの伝達経路となり、かかる寄生容量によりノイズが減衰されて実質的に削除することができる。回路機能ブロックBLK2では、機能回路CKT2での発振動作によって定常的にノイズが発生している。このノイズも、上記バッファアンプBA2によって前記同様に実質的に削除して基準電流源BGR側への伝達を禁止することができる。これにより、上記基準電流源BGRに直結されている回路機能ブロックBLK3においては、上記ノイズに影響されないで安定的な動作を行うようにすることができる。   In the circuit function block BLK1, noise is generated when the switches S1 and S2 are turned on to stop or restart the function circuit CKT1. This noise is reduced or reduced in transmission to the reference current source BGR due to the presence of the buffer amplifier BA1. For example, the parasitic capacitance between the drain and the gate of the MOSFET Q12 and the parasitic capacitance between the drain and the gate of the MOSFET Q10 serve as the noise transmission path, and the noise is attenuated by the parasitic capacitance and can be substantially eliminated. In the circuit function block BLK2, noise is constantly generated by the oscillation operation in the function circuit CKT2. This noise can also be substantially eliminated by the buffer amplifier BA2 in the same manner as described above to prohibit transmission to the reference current source BGR side. As a result, the circuit function block BLK3 directly connected to the reference current source BGR can perform a stable operation without being affected by the noise.

図2には、この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実施例の概略ブロック図である。この実施例の半導体集積回路装置においては、前記同様な回路機能ブロックBLK1とBLK2において、機能回路CKT1は、Nチャネル型の電流源MOSFETQ16〜Q16で形成された吸い込み型の定電流により動作する。上記機能回路CKT1は、スイッチS3〜S4を介して上記電流源MOSFETQ16〜Q17で形成された定電流により選択的に動作する。例えば、機能回路CKT1が何も動作を行わない状態、例えばスリープ状態又はスタンバイ状態では、上記スイッチS3〜S4がオフ状態にされる。このようなスリープ状態又はスタンバイ状態では回路機能CKT1での電流消費が削減される。   FIG. 2 is a schematic block diagram of another embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. In the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, in the same circuit function blocks BLK1 and BLK2, the function circuit CKT1 operates with a suction type constant current formed by N-channel type current source MOSFETs Q16 to Q16. The functional circuit CKT1 is selectively operated by a constant current formed by the current source MOSFETs Q16 to Q17 via switches S3 to S4. For example, in a state where the functional circuit CKT1 does not perform any operation, for example, a sleep state or a standby state, the switches S3 to S4 are turned off. In such a sleep state or standby state, current consumption in the circuit function CKT1 is reduced.

上記回路機能ブロックBLK2は、Nチャネル型の電流源MOSFETQ26〜Q27で形成された吸い込み型の定電流により動作する機能回路CKT2を有する。上記機能回路CKT2は、例えばリングオシレータであり、上記電流源MOSFETQ27〜Q27で形成された吸い込み型の定電流により発振周波数が制御される。また、上記回路機能ブロックBLK3は、Pチャネル型の電流源MOSFETQ30〜Q31で形成された定電流により動作する機能回路CKT3を有する。上記機能回路CKT3は、上記電流源MOSFETQ30〜Q31で形成された定電流により定常的に動作する回路である。   The circuit function block BLK2 has a functional circuit CKT2 that operates by a suction type constant current formed by N-channel type current source MOSFETs Q26 to Q27. The functional circuit CKT2 is, for example, a ring oscillator, and the oscillation frequency is controlled by a suction type constant current formed by the current source MOSFETs Q27 to Q27. The circuit function block BLK3 includes a function circuit CKT3 that operates with a constant current formed by P-channel type current source MOSFETs Q30 to Q31. The functional circuit CKT3 is a circuit that operates steadily by a constant current formed by the current source MOSFETs Q30 to Q31.

上記スイッチS1〜S2により選択的に動作する回路機能CKT1を有する回路機能ブロックBLK1及び定常的に動作し、その動作において大きなノイズを発生する回路機能CKT2を有する回路機能ブロックBLK2においては、かかるノイズが他の回路機能ブロックBLK3等に影響を与えないようにするために、前記図1と同様にバッファアンプBA1、BA2が設けられる。   In the circuit function block BLK1 having the circuit function CKT1 that is selectively operated by the switches S1 and S2 and the circuit function block BLK2 having the circuit function CKT2 that operates steadily and generates large noise in the operation, such noise is generated. In order not to affect other circuit function blocks BLK3 and the like, buffer amplifiers BA1 and BA2 are provided as in FIG.

上記バッファアンプBA1は、基準電流源BGRのMOSFETQ01がPチャネルMOSFETであり、必要な電流源がNチャネルMOSFETQ16〜Q17により構成されて吸い込み型であることから、上記PチャネルMOSFETQ01と電流ミラー形態に接続されたPチャネルMOSFETQ10と、このMOSFETQ10に直列接続されたダイオード接続のNチャネルMOSFETQ11から構成される。つまり、このMOSFETQ11に対して、上記電流源MOSFETQ16〜Q17が電流ミラー形態に接続される。バッファアンプBA2も同様に、PチャネルMOSFETQ20とNチャネルMOSFETQ21から構成される。   The buffer amplifier BA1 is connected to the P-channel MOSFET Q01 in a current mirror form because the MOSFET Q01 of the reference current source BGR is a P-channel MOSFET and the necessary current source is composed of N-channel MOSFETs Q16 to Q17 and is a suction type. And a diode-connected N-channel MOSFET Q11 connected in series to the MOSFET Q10. That is, the current source MOSFETs Q16 to Q17 are connected to the MOSFET Q11 in the form of a current mirror. Similarly, the buffer amplifier BA2 includes a P-channel MOSFET Q20 and an N-channel MOSFET Q21.

上記回路機能ブロックBLK1において、スイッチS3〜S4をオン状態にして機能回路CKT1が動作を停止又は再開するときにノイズが発生する。このとき、上記バッファアンプBA1が介在することによって基準電流源BGRへの伝達が削減ないし低減される。例えば、MOSFETQ10のドレイン,ゲート間の寄生容量が上記ノイズの伝達経路となり、かかる寄生容量によりノイズが減衰されて実質的に削除することができる。回路機能ブロックBLK2では、機能回路CKT2での発振動作によって定常的に発生しているノイズも、上記バッファアンプBA2によって前記同様に実質的に削除して基準電流源BGR側への伝達を禁止することができる。これにより、上記基準電流源BGRに直結されている回路機能ブロックBLK3においては、上記ノイズに影響されないで安定的な動作を行うようにすることができる。   In the circuit function block BLK1, noise is generated when the switches S3 to S4 are turned on to stop or restart the function circuit CKT1. At this time, the transmission to the reference current source BGR is reduced or reduced by the presence of the buffer amplifier BA1. For example, the parasitic capacitance between the drain and gate of the MOSFET Q10 serves as a transmission path for the noise, and the noise is attenuated by the parasitic capacitance and can be substantially eliminated. In the circuit function block BLK2, the noise that is constantly generated by the oscillation operation in the function circuit CKT2 is also substantially deleted in the same manner as described above by the buffer amplifier BA2, and transmission to the reference current source BGR side is prohibited. Can do. As a result, the circuit function block BLK3 directly connected to the reference current source BGR can perform a stable operation without being affected by the noise.

図1と図2のバッファアンプは、基準電流源BGRの出力MOSFETの導電型と、回路機能CKTにおいて必要とされる電流源MOSFETの導電型に対応して、図1のタイプ又は図2のタイプのもののように使い分けるようにすればよい。例えば、半導体集積回路装置において、図1の回路機能ブロックBLK1と図2の回路機能ブロックBLK2とが組み合われるものであってもよい。   1 and 2 corresponds to the conductivity type of the output MOSFET of the reference current source BGR and the conductivity type of the current source MOSFET required in the circuit function CKT, and the type of FIG. You should use them properly like the ones. For example, in the semiconductor integrated circuit device, the circuit function block BLK1 in FIG. 1 and the circuit function block BLK2 in FIG. 2 may be combined.

回路動作CKT3のようにノイズを発生しない回路機能において、必要な電流源が吸い込み型の電流源であるなら、図2のバッファアンプBA1等のようなMOSFETが設けられるものである。基準電流源BGRにおいて、図2のバッファアンプBA1のようなNチャネルMOSFETQ10、Q11を設け、上記PチャネルMOSFETQ01、MOSFETQ11を出力MOSFETとしてPチャネルMOSFETからなる押し出し型電流源に向けた定電圧と、NチャネルMOSFETからなる吸い込み型電源源に向けた定電圧とを形成するようにしてもよい。   In a circuit function that does not generate noise as in the circuit operation CKT3, if a necessary current source is a suction type current source, a MOSFET such as the buffer amplifier BA1 of FIG. 2 is provided. In the reference current source BGR, N-channel MOSFETs Q10 and Q11 like the buffer amplifier BA1 of FIG. 2 are provided, and the constant voltage directed to the push-type current source composed of the P-channel MOSFET with the P-channel MOSFET Q01 and MOSFET Q11 as output MOSFETs, N You may make it form the constant voltage toward the suction type power source which consists of channel MOSFETs.

図3には、この発明に係る基準電流源の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路素子は、公知のBi−CMOS集積回路の製造技術によって、図示しない他の回路素子とともに単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。   FIG. 3 shows a circuit diagram of an embodiment of the reference current source according to the present invention. Each circuit element in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon together with other circuit elements (not shown) by a known Bi-CMOS integrated circuit manufacturing technique.

バンドギャップ発生部として、一対のnpn型のバイポーラトランジスタT1、T2と、抵抗R1〜R3から構成される。上記トランジスタT1とT2は、トランジスタT1のサイズがトランジスタT2のn倍に大きく形成される。つまり、上記トランジスタT1のサイズを大きく形成することにより、トランジスタT1とT2に同じ電流を流すようにしたとき、トランジスタT2のエミック電流密度がトランジスタT1のエミッタ電流密度のn倍となるように設定される。   The band gap generating unit includes a pair of npn-type bipolar transistors T1 and T2 and resistors R1 to R3. The transistors T1 and T2 are formed so that the size of the transistor T1 is n times larger than that of the transistor T2. That is, by setting the size of the transistor T1 large, when the same current flows through the transistors T1 and T2, the emic current density of the transistor T2 is set to be n times the emitter current density of the transistor T1. The

上記トランジスタのエミッタ電流密度差に対応して、トランジスタT1とT2のベース,エミッタ間電圧Vbe1 とVbe2 とは、シリコンバンドギャップに対応した定電圧ΔVbeだけトランジスタT2のベース,エミッタ間電圧Vbe1 が大きく形成される。トランジスタT1とT2のベースを共通にして、トランジスタT1のエミッタに抵抗R1の一端を接続し、抵抗R1の他端に上記トランジスタT2のエミッタと同じ回路の接地電位VSSを供給することより、上記定電圧ΔVbeが抵抗R1の両端に印加されて、ここで定電流が形成される。トランジスタT1とT2のコレクタは、同じ抵抗値にされた抵抗R2とR3が設けられる。   Corresponding to the difference between the emitter current densities of the transistors, the bases and emitter voltages Vbe1 and Vbe2 of the transistors T1 and T2 are formed so that the base and emitter voltage Vbe1 of the transistor T2 is increased by a constant voltage ΔVbe corresponding to the silicon band gap. Is done. The bases of the transistors T1 and T2 are made common, one end of the resistor R1 is connected to the emitter of the transistor T1, and the ground potential VSS of the same circuit as the emitter of the transistor T2 is supplied to the other end of the resistor R1. A voltage ΔVbe is applied across the resistor R1, where a constant current is formed. The collectors of the transistors T1 and T2 are provided with resistors R2 and R3 having the same resistance value.

上記トランジスタT2のベースとコレクタとは接続される。トランジスタT1のコレタクは、上記帰還増幅回路としてのトランジスタT3のベースと接続される。このトランジスタT3のエミッタは、回路の接地電位VSSとされる。そして、コレクタには負荷抵抗R4が設けられる。この増幅トランジスタT3のコレクタ出力は、エミッタフォロワ形態のトランジスタT4を介して上記抵抗R2とR3に帰還され、抵抗R2とR3との電圧降下が同じになるようにされる。つまり、抵抗R2とR3の抵抗値を等しくすることにより、トランジスタT1とT2は、同じ定電流(ΔVbe/R1)が流れるようにされる。増幅トランジスタT3の入力と出力であるベース,コレクタ間には、位相補償用キャパシタC1が設けられる。   The base and collector of the transistor T2 are connected. The collector of the transistor T1 is connected to the base of the transistor T3 as the feedback amplifier circuit. The emitter of the transistor T3 is set to the circuit ground potential VSS. The collector is provided with a load resistor R4. The collector output of the amplifying transistor T3 is fed back to the resistors R2 and R3 via the emitter-follower type transistor T4 so that the voltage drops across the resistors R2 and R3 are the same. That is, by making the resistance values of the resistors R2 and R3 equal, the transistors T1 and T2 are caused to flow the same constant current (ΔVbe / R1). A phase compensation capacitor C1 is provided between the base and collector which are the input and output of the amplification transistor T3.

上記バンドギャップ回路の動作は、次の通りである。バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧Vbeは、温度に対して負の電圧係数をもつ特性を持っている。これを温度に対して正の電圧係数をもつベース,エミッタ間電圧Vbe1 とVbe2 の電圧差ΔVbeにより補正して、温度に依存しない定電圧を帰還用のトランジスタT4のエミッタから得ることができる。上記帰還用のトランジスタT4と同様なエミッタフォロワトランジスタT5を設けて定電圧を抵抗R5に印加することによって基準電流Ioを形成する。このトランジスタT5のコレクタに上記ダイオード接続のPチャネルMOSFETQ01が設けられる。   The operation of the band gap circuit is as follows. The bipolar transistor base-emitter voltage Vbe has a characteristic of having a negative voltage coefficient with respect to temperature. This is corrected by the voltage difference ΔVbe between the base and emitter voltages Vbe1 and Vbe2 having a positive voltage coefficient with respect to temperature, and a constant voltage independent of temperature can be obtained from the emitter of the feedback transistor T4. An emitter follower transistor T5 similar to the feedback transistor T4 is provided and a constant voltage is applied to the resistor R5 to form the reference current Io. The diode-connected P-channel MOSFET Q01 is provided at the collector of the transistor T5.

図4には、図2の回路機能ブロックBLK1、2の一実施例の回路図が示されている。外部端子PとNは、入力抵抗R11、R12を介して差動トランジスタT10とT11のベースに接続される。上記差動トランジスタT10とT11のベース間には抵抗R21とR22が接続され、その中点にはバイアス電圧VBが供給される。バイアス電圧VBは、上記外部端子PとNに供給されるハイレベル/ロウレベルの中点電圧にされる。上記差動トランジスタT10とT11のエミッタは共通接続され、動作電流を流すバイアス電流源IOが設けられる。このバイアス電流源IOは、前記MOSFETQ16、Q26等から構成される。   FIG. 4 shows a circuit diagram of one embodiment of the circuit function blocks BLK1 and BLK2 of FIG. The external terminals P and N are connected to the bases of the differential transistors T10 and T11 via input resistors R11 and R12. Resistors R21 and R22 are connected between the bases of the differential transistors T10 and T11, and a bias voltage VB is supplied to the middle point thereof. The bias voltage VB is a midpoint voltage of the high level / low level supplied to the external terminals P and N. The emitters of the differential transistors T10 and T11 are connected in common, and a bias current source IO for supplying an operating current is provided. The bias current source IO is composed of the MOSFETs Q16 and Q26.

この実施例では、差動トランジスタT10とT11のコレクタと電源電圧VDDとの間には、ダイオード接続されたPチャネルMOSFETQ40、Q41が設けられる。これらのPチャネルMOSFETQ40、Q41には、電流ミラー形態にされたPチャネルMOSFETQ42とQ43がそれぞれ設けられる。そして、上記MOSFETQ42のドレインのドレイン電流は、ダイオード形態に接続されたNチャネルMOSFETQ44に流すようにされる。このMOSFETQ44に対して電流ミラー形態にされたNチャネルMOSFETQ46が設けられる。そして、このMOSFETQ46と上記MOSFETQ43のドレイン同士が接続されて出力端子とされる。   In this embodiment, diode-connected P-channel MOSFETs Q40 and Q41 are provided between the collectors of the differential transistors T10 and T11 and the power supply voltage VDD. These P-channel MOSFETs Q40 and Q41 are respectively provided with P-channel MOSFETs Q42 and Q43 in the form of current mirrors. The drain current of the drain of the MOSFET Q42 is caused to flow through an N-channel MOSFET Q44 connected in a diode form. An N-channel MOSFET Q46 in the form of a current mirror is provided for this MOSFET Q44. The drains of the MOSFET Q46 and the MOSFET Q43 are connected to serve as an output terminal.

上記差動増幅回路は、外部端子PとNから供給された信号電圧を電流信号の形態で出力させる。つまり、外部端子PとNの電圧差に対応して差動トランジスタT10とT11は、バイアス電流源IOの分配比率を決める。上記電流ミラー回路Q40とQ42、Q41とQ43により、その素子サイズ比に対応して電流増幅する。MOSFETQ44とQ46は、同じサイズにされており、上記MOSFETQ42のドレイン電流を押し出し電流から吸い込み電流に変換する動作を行う。これにより、MOSFETQ43とQ46のドレイン同士が接続された出力端子からは、上記電流分配比の差分に対応した電流を出力することになる。   The differential amplifier circuit outputs the signal voltage supplied from the external terminals P and N in the form of a current signal. That is, the differential transistors T10 and T11 determine the distribution ratio of the bias current source IO corresponding to the voltage difference between the external terminals P and N. The current mirror circuits Q40 and Q42 and Q41 and Q43 amplify the current corresponding to the element size ratio. The MOSFETs Q44 and Q46 have the same size, and perform an operation of converting the drain current of the MOSFET Q42 from a pushing current into a sinking current. As a result, a current corresponding to the difference in the current distribution ratio is output from the output terminal to which the drains of the MOSFETs Q43 and Q46 are connected.

例えば、外部端子Pが外部端子Nより高い電圧のとき、トランジスタT10のコレクタ電流がトランジスタT11のコレクタ電流より大きくなり、上記のような電流ミラーを介することにより、MOSFETQ46のドレイン電流に比べてMOSFETQ43のドレイン電流が小さくなって、CMOSインバータ回路のゲート電圧を差分電流により引き下げる。これにより、CMOSインバータ回路は、入力信号がロウレベルとなってハイレベルの出力信号OUTを形成する。逆に、外部端子Nが外部端子Pより高い電圧のとき、トランジスタT11のコレクタ電流がトランジスタT10のコレクタ電流より大きくなり、MOSFETQ43のドレイン電流に比べてMOSFETQ46のドレイン電流が小さくなって、CMOSインバータ回路のゲート電圧を差分電流により引き上げる。これにより、CMOSインバータ回路は、入力信号がハイレベルとなってロウレベルの出力信号OUTを形成する。   For example, when the external terminal P is higher in voltage than the external terminal N, the collector current of the transistor T10 becomes larger than the collector current of the transistor T11, and the current of the MOSFET Q43 is compared with the drain current of the MOSFET Q46 through the current mirror as described above. As the drain current becomes smaller, the gate voltage of the CMOS inverter circuit is lowered by the differential current. Thus, the CMOS inverter circuit forms a high level output signal OUT with the input signal at a low level. Conversely, when the external terminal N has a higher voltage than the external terminal P, the collector current of the transistor T11 becomes larger than the collector current of the transistor T10, and the drain current of the MOSFET Q46 becomes smaller than the drain current of the MOSFET Q43, and the CMOS inverter circuit. Is increased by the differential current. As a result, the CMOS inverter circuit forms a low level output signal OUT with the input signal at a high level.

この構成では、上記のような差動増幅回路に供給される電源電圧VDDに対して小振幅で中間電位の受信信号を直接的にCMOSレベルの出力信号OUTに変換することができる。これにより、例えば、ECLレベルのような小振幅をCMOSレベルに変換するようなレベルシフト回路を用いるような場合に比べて、入力回路IBの簡素化及び信号伝達速度の改善を行うことができる。上記差動増幅回路では十分な電流利得が得られない場合、同様な差動増幅回路を縦列形態に設けて2段増幅構成により利得を高くするようにしてもよい。   With this configuration, it is possible to directly convert a received signal having a small amplitude and an intermediate potential with respect to the power supply voltage VDD supplied to the differential amplifier circuit as described above into a CMOS level output signal OUT. Thereby, for example, the input circuit IB can be simplified and the signal transmission speed can be improved as compared with a case where a level shift circuit that converts a small amplitude such as an ECL level into a CMOS level is used. In the case where a sufficient current gain cannot be obtained with the differential amplifier circuit, a similar differential amplifier circuit may be provided in a tandem configuration to increase the gain by a two-stage amplifier configuration.

前記図2の回路機能CKT2のように入力回路を定常的に動作させるときには、同図のように電流源IOは差動トランジスタT10とT11のエミッタに接続されている。これに対して、図2の回路機能CKT1のようにスリープ状態又はスタンバイ状態のときに入力回路の動作を停止させるようにするには、上記スイッチS1〜S2が設けられて、オフ状態にされる。あるいは、定電流MOSFETQ16、Q17のゲートとソースを短絡するMOSFETが設けられて、かかる定電流MOSFETQ16、Q17がオフ状態にされる。   When the input circuit is steadily operated as in the circuit function CKT2 of FIG. 2, the current source IO is connected to the emitters of the differential transistors T10 and T11 as shown in FIG. On the other hand, in order to stop the operation of the input circuit in the sleep state or the standby state as in the circuit function CKT1 of FIG. 2, the switches S1 to S2 are provided and turned off. . Alternatively, MOSFETs that short-circuit the gates and sources of the constant current MOSFETs Q16 and Q17 are provided, and the constant current MOSFETs Q16 and Q17 are turned off.

図5には、この発明に係る半導体集積回路装置の出力回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例は、特に制限されないが、車載LANの中でも現在事実上の標準となっているプロトコルであるCAN(Controller Area Network)に向けられている。つまり、この実施例の出力回路は、前記図4の入力回路に伝えられる出力信号を形成する。一対からなる外部端子PとNは、上記図4の外部端子に対応しており、2線式の信号配線に接続される。この2線間には抵抗Rが接続される。   FIG. 5 is a circuit diagram showing one embodiment of the output circuit of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. This embodiment is not particularly limited, but is directed to a CAN (Controller Area Network), which is a protocol that is currently a de facto standard among in-vehicle LANs. That is, the output circuit of this embodiment forms an output signal transmitted to the input circuit of FIG. The pair of external terminals P and N correspond to the external terminals in FIG. 4 and are connected to a two-wire signal wiring. A resistor R is connected between the two wires.

一方の外部端子Pは、Pチャネル出力MOSFETQ2のドレインに接続される。この出力MOSFETQ2のソースと電源電圧VDDとの間には、逆流防止のためのダイオードD2が設けられる。そして、出力MOSFETQ2のゲートとドレインとの間には、直列接続されたn個のツェナーダイオードZ21〜Z2nが接続される。外部端子Nは、逆流防止のためのダイオードD1を介してNチャネル出力MOSFETQ1のドレインに接続される。出力MOSFETQ1のゲートとドレインとの間には、直列接続されたn個のツェナーダイオードZ11〜Z1nが接続される。   One external terminal P is connected to the drain of the P-channel output MOSFET Q2. A diode D2 for preventing a backflow is provided between the source of the output MOSFET Q2 and the power supply voltage VDD. Further, n Zener diodes Z21 to Z2n connected in series are connected between the gate and drain of the output MOSFET Q2. The external terminal N is connected to the drain of the N-channel output MOSFET Q1 through a diode D1 for preventing backflow. N Zener diodes Z11 to Z1n connected in series are connected between the gate and drain of the output MOSFET Q1.

上記MOSFETQ1とQ2のゲートには、ドライバDRVからの駆動信号が供給される。上記CAM出力回路では、例えば論理1の信号出力を行うときには、上記NチャネルMOSFETQ1とPチャネルMOSFETQ2がオン状態となり、上記外部端子PとNとの間に信号配線を介して接続された抵抗Rに電流が流れて、外部端子Pにはハイレベルの信号が送出され、外部端子Nにはロウレベルの信号が送出される。論理0の信号出力を行うときには、上記NチャネルMOSFETQ1とPチャネルMOSFETQ2が共にオフ状態となり、上記外部端子PとNは、信号配線を介して接続された抵抗Rによって同電位にされる。このような外部端子PとNとの間に、上記抵抗Rで発生した電位差が存在するか、あるいは同電位であるかの2つの電位状態を出力する。   A drive signal from the driver DRV is supplied to the gates of the MOSFETs Q1 and Q2. In the CAM output circuit, for example, when a logic 1 signal is output, the N-channel MOSFET Q1 and the P-channel MOSFET Q2 are turned on, and the resistor R connected between the external terminals P and N via a signal wiring is connected to the CAM output circuit. A current flows, a high level signal is sent to the external terminal P, and a low level signal is sent to the external terminal N. When a logic 0 signal is output, both the N-channel MOSFET Q1 and the P-channel MOSFET Q2 are turned off, and the external terminals P and N are set to the same potential by a resistor R connected through a signal wiring. Two potential states are output between the external terminals P and N, whether there is a potential difference generated by the resistor R or the same potential.

特に制限されないが、上記外部端子PとNには、入力回路IBの入力端子に接続される。入力回路IBは、前記図4に示したような入力回路からなり、外部端子PとNとの間に上記抵抗Rで発生した電位差が存在するか、あるいは同電位であるかの2つの電位状態を判定して、上記論理1又は論理0の受信信号を形成する。入力回路IBは、上記論理1の出力信号に対応した入力電圧よりも小さな入力オフセットを持っている。したがって、入力回路IBは、信号配線に接続された他の半導体集積回路装置から送信された受信信号に対応して外部端子PとNとが同電位のときには上記オフセットに従った一方のレベル(論理0)の出力信号を形成する。上記外部端子PとNに上記抵抗Rで発生した電位差は、上記入力オフセットをキャンセルして差動増幅回路の入力電圧を逆転させて、他方のレベル(論理1)の出力信号を形成する。   Although not particularly limited, the external terminals P and N are connected to the input terminal of the input circuit IB. The input circuit IB includes the input circuit as shown in FIG. 4 and has two potential states, that is, whether the potential difference generated by the resistor R exists between the external terminals P and N or is the same potential. And the received signal of logic 1 or logic 0 is formed. The input circuit IB has an input offset smaller than the input voltage corresponding to the logic 1 output signal. Therefore, when the external terminals P and N are at the same potential corresponding to the received signal transmitted from another semiconductor integrated circuit device connected to the signal wiring, the input circuit IB has one level (logic) according to the offset. 0) output signal. The potential difference generated by the resistor R at the external terminals P and N cancels the input offset and reverses the input voltage of the differential amplifier circuit to form the other level (logic 1) output signal.

CANにおいては、上記2線からなる信号配線に他の配線が並走して配線され、電磁誘導や電波によって過大なサージ電圧がのり、出力MOSFETQ1、Q2や、上記のように入力回路IBが接続されている場合には、入力素子を破壊される。そこで、この実施例では、出力MOSFETQ1とQ2に保護機能を兼ねて持たせるように工夫されている。つまり、MOSFETQ1とQ2のゲートとドレインとの間設けられたツェナーダイオードZ11〜Z1n及びZ21〜Z2nがサージ電圧検出素子として作用し、上記MOSFETQ1又はQ2をオン状態にしてサージ電流を流すようにするものである。   In CAN, other wirings run in parallel with the above two signal wirings, and an excessive surge voltage is applied by electromagnetic induction or radio waves, so that the output MOSFETs Q1, Q2 and the input circuit IB are connected as described above. If so, the input element is destroyed. Therefore, in this embodiment, the output MOSFETs Q1 and Q2 are devised so as to have a protective function. That is, the Zener diodes Z11 to Z1n and Z21 to Z2n provided between the gates and drains of the MOSFETs Q1 and Q2 act as surge voltage detecting elements, and the MOSFET Q1 or Q2 is turned on to allow a surge current to flow. It is.

CANでは、後述するように電源電圧VDDが5Vで、論理1の信号出力を行うときには、上記外部端子Pを3.5Vのようなハイレベルにし、外部端子Nを1.5Vのようなロウレベルにする。そして、論理0の信号出力を行うときには、上記外部端子PとNは、2.5Vのような中間レベルにされる。そして、電磁誘導や電波によるサージ電圧は±50V程度までは許容電圧として保護機能が動作しないようにされる。上記出力MOSFETQ1、Q2や上記入力回路IBの入力素子は、80V程度の耐圧が保証されているので、上記50V以上で上記80V以下で上記ツェナーダイオードZ11〜Z1n及びZ21〜Z2nがオン状態になるようにされる。   In CAN, when the power supply voltage VDD is 5 V and a logic 1 signal is output as described later, the external terminal P is set to a high level such as 3.5 V, and the external terminal N is set to a low level such as 1.5 V. To do. When a logic 0 signal is output, the external terminals P and N are set to an intermediate level such as 2.5V. The surge voltage caused by electromagnetic induction or radio waves is allowed up to about ± 50 V so that the protection function does not operate. Since the output MOSFETs Q1 and Q2 and the input elements of the input circuit IB are guaranteed to have a breakdown voltage of about 80V, the Zener diodes Z11 to Z1n and Z21 to Z2n are turned on at 50V or more and 80V or less. To be.

上記ツェナーダイオードZ11〜Z1n及びZ21〜Z2nは、5V〜6Vの降伏電圧を持つツェナーダイオードが10個程度上記のように直列接続されて構成される。例えば、5.6V程度の降伏電圧を持つツェナーダイオードを10個接続した場合には、MOSFETQ2のゲート電圧が+5Vでオフ状態のとき、外部端子Pに上記のように約−51Vを超えるようなサージ電圧が印加されると上記ツェナーダイオードZ21〜Z2nがオン状態となり、MOSFETQ2のゲートに負電圧を供給する。これによって、PチャネルMOSFETQ2がオン状態となり、電源電圧VDDから上記外部端子Pに向けて電流を流して負電圧を吸収し、かかるMOSFETQ2のドレイン−チャネル間の接合破壊や、入力回路IBの入力素子の破壊を防止する。   The zener diodes Z11 to Z1n and Z21 to Z2n are configured by connecting about ten zener diodes having a breakdown voltage of 5V to 6V in series as described above. For example, when ten Zener diodes having a breakdown voltage of about 5.6V are connected, when the gate voltage of the MOSFET Q2 is + 5V and in the off state, the external terminal P has a surge exceeding about −51V as described above. When a voltage is applied, the Zener diodes Z21 to Z2n are turned on to supply a negative voltage to the gate of the MOSFET Q2. As a result, the P-channel MOSFET Q2 is turned on, a current flows from the power supply voltage VDD toward the external terminal P to absorb the negative voltage, and the junction breakdown between the drain and the channel of the MOSFET Q2 or the input element of the input circuit IB Prevent the destruction of.

また、MOSFETQ1のゲートに0Vでオフ状態のときに、外部端子Nに上記のように約+56Vを超えるようなサージ電圧が印加されると上記ツェナーダイオードZ11〜Z1nがオン状態となり、MOSFETQ1のゲートに正電圧を供給する。これによって、NチャネルMOSFETQ1がオン状態となり、上記外部端子Nから回路の接地電位VSSに向けて電流を流して上記正のサージ電圧を吸収し、かかるMOSFETQ1のドレイン−チャネル間の接合破壊や、入力回路IBの入力素子の破壊を防止する。   Further, when a surge voltage exceeding about + 56V is applied to the external terminal N when the gate of the MOSFET Q1 is off at 0V, the Zener diodes Z11 to Z1n are turned on, and the gate of the MOSFET Q1 is turned on. Supply positive voltage. As a result, the N-channel MOSFET Q1 is turned on, a current flows from the external terminal N toward the circuit ground potential VSS to absorb the positive surge voltage, and the junction between the drain and the channel of the MOSFET Q1 is broken. The destruction of the input element of the circuit IB is prevented.

上記出力MOSFETQ1、Q2は、それ自体が比較的大きな電流を流すように形成されているので、上記のようなサージ電圧を吸収するための電流を十分に流すことができる。したがって、上記ツェナーダイオードZ11〜Z1nやZ21〜Z2nは、MOSFETQ1やQ2をオン状態にさせるためのゲート電圧を伝えるだけでよいので、前記特許文献1に設けられるツェナーダイオードのように大きな電流を流す必要はない。それ故、半導体集積回路に形成してもチップ面積は小さく形成できる。そして、このようにサージ保護機能を半導体集積回路に内蔵させることによって、CANインターフェイスを有する半導体集積回路装置に必要な外部素子数を低減させることができる。   Since the output MOSFETs Q1 and Q2 themselves are formed so as to flow a relatively large current, the current for absorbing the surge voltage as described above can sufficiently flow. Therefore, the Zener diodes Z11 to Z1n and Z21 to Z2n only need to transmit a gate voltage for turning on the MOSFETs Q1 and Q2, so that it is necessary to pass a large current like the Zener diode provided in Patent Document 1. There is no. Therefore, even if the semiconductor integrated circuit is formed, the chip area can be reduced. By incorporating the surge protection function in the semiconductor integrated circuit in this way, the number of external elements necessary for the semiconductor integrated circuit device having the CAN interface can be reduced.

図6には、この発明が用いられる車載LANの一実施例のブロック図が示されている。前記図1のような出力回路及び入力回路をそれぞれ備えたインターフェイス回路を持つ複数のデバイスDVC1〜DVCmが並走して配置された2本の配線に対して並列形態に接続される。外部端子P同士は上記2本の配線のうちの一方に対して共通に接続される。外部端子N同士も上記2本の配線のうちの他方に対して共通に接続される。   FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of an in-vehicle LAN in which the present invention is used. A plurality of devices DVC1 to DVCm having interface circuits each having an output circuit and an input circuit as shown in FIG. 1 are connected in parallel to two wirings arranged in parallel. The external terminals P are commonly connected to one of the two wires. The external terminals N are also commonly connected to the other of the two wirings.

特に制限されないが、上記2つの配線間の一端側には抵抗R11が接続され、他端側には2つの抵抗R12が直列形態に接続される。この抵抗R12の相互接続点は、抵抗R13を介してキャパシタC2の一方の電極に接続される。このキャパシタC2の他方の電極は、回路の接地電位が与えられる。この実施例では、デバイスDVC1〜DVCm間での前記説明したような信号伝達動作において、抵抗R12により中点電圧(2.5V)が形成され、それがキャパシタC2に保持される。これにより、上記出力回路のPチャネルMOSFETQ1とQ2が共にオフ状態となったときに、上記2配線を共に2.5Vのような中点電圧に安定的に維持させる。   Although not particularly limited, a resistor R11 is connected to one end side between the two wirings, and two resistors R12 are connected in series to the other end side. The interconnection point of the resistor R12 is connected to one electrode of the capacitor C2 via the resistor R13. The other electrode of the capacitor C2 is given a circuit ground potential. In this embodiment, in the signal transmission operation as described above between the devices DVC1 to DVCm, a midpoint voltage (2.5 V) is formed by the resistor R12 and is held in the capacitor C2. As a result, when the P-channel MOSFETs Q1 and Q2 of the output circuit are both turned off, both the two wirings are stably maintained at a midpoint voltage such as 2.5V.

図7には、この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の概略素子レアイウト図が示されている。この実施例の半導体集積回路装置は、前記図3のような基準電流源BGRや図4の入力回路のようにバイポーラトランジスタとMOSFET及びCMOS回路を有するものであるので、Bi−CMOSプロセスによって形成される。PMOS部には、前記図5に示したような出力回路を構成するPチャネルMOSFETQ2と、前記ダイオードD2が形成される。NMOS部には、前記出力回路を構成するNチャネルMOSFETQ1と、前記ダイオードD1が形成される。IB1は、定常的に動作する入力回路である。IB2は、通常動作時に動作し、低電力モードになると動作が停止させられる入力回路である。これらの入力回路IB1とIB2は、前記図1、図2の回路機能ブロックBLK2とBLK1に対応している。OSCは、発振回路であり、前記図1、図2の回路機能ブロックBLK2に対応している。BGRは、バンド・ギャップ・リファレンス回路であり、基準電圧ないし基準定電流を形成する。そして、OCDは、過電流検知回路であり、定常動作時に動作し低電力モードになると動作が停止させられる。LOGは、論理回路部であり、CMOS回路から構成されて、送受信動作の制御信号及び送信データを形成し、受信データの処理を行う。   FIG. 7 is a schematic element layout diagram of an embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The semiconductor integrated circuit device of this embodiment has a bipolar transistor, a MOSFET, and a CMOS circuit like the reference current source BGR as shown in FIG. 3 and the input circuit as shown in FIG. 4, and is formed by a Bi-CMOS process. The In the PMOS section, a P-channel MOSFET Q2 constituting the output circuit as shown in FIG. 5 and the diode D2 are formed. In the NMOS portion, an N-channel MOSFET Q1 constituting the output circuit and the diode D1 are formed. IB1 is an input circuit that operates constantly. IB2 is an input circuit that operates during normal operation and is stopped when the low power mode is entered. These input circuits IB1 and IB2 correspond to the circuit function blocks BLK2 and BLK1 shown in FIGS. OSC is an oscillation circuit and corresponds to the circuit function block BLK2 in FIGS. BGR is a band gap reference circuit, and forms a reference voltage or a reference constant current. The OCD is an overcurrent detection circuit, which is stopped during operation in a steady operation and in a low power mode. The LOG is a logic circuit unit, which is composed of a CMOS circuit, forms a control signal for transmission / reception operation and transmission data, and processes reception data.

上記PMOS部及びNMOS部の周辺に前記MOSFETQ2、Q1に前記保護機能を持たせるためのツェナーダイオードZ21〜Z2n、Z11〜1nが形成されている。これらのツェナーダイオードZ21〜Z2n、Z11〜1nは、前記のようにそれぞれ10個程度設けられるものであるが、前記のように流れる電流が小さくてもよいので、前記PMOS部及びNMOS部の周辺の小さな面積の領域内に形成することができる。同図に四角の内部に×を付した部分は、外部端子に接続される電極を示している。   Zener diodes Z21 to Z2n and Z11 to 1n for providing the MOSFETs Q2 and Q1 with the protection function are formed around the PMOS and NMOS portions. These Zener diodes Z21 to Z2n and Z11 to 1n are each provided with about ten pieces as described above. However, since the flowing current may be small as described above, the periphery of the PMOS unit and the NMOS unit may be reduced. It can be formed in a small area region. In the same figure, the portion marked with x in the square indicates an electrode connected to the external terminal.

図8には、この発明に係る半導体集積回路の一実施例の概略素子断面図が示されている。同図においては、PチャネルMOSFET(PMOS)、NチャネルMOSFET(NMOS)及びバイポーラトランジスタBip−Trが例示的に示されている。PチャネルMOSFET(PMOS)は、P型基板(PSUB)に形成された深いウェルDNWLと素子分離領域で分離されたNウェルNWにP+型のソース,ドレインが形成される。かかるソース,ドレインに挟まれたウェル(基板ゲート)上にゲート絶縁膜を介して上記ソース,ドレインを跨ぐようなFGPからなるゲート電極が形成されて構成される。NチャネルMOSFET(NMOS)は、P型基板(PSUB)に形成された深いウェルDNWLと素子分離領域で分離されたPウェルPWにN+型のソース,ドレインが形成される。かかるソース,ドレインに挟まれたウェル(基板ゲート)上にゲート絶縁膜を介して上記ソース,ドレインを跨ぐようなFGNからなるゲート電極が形成されて構成される。半導体集積回路装置が、5Vで動作させられるとき、深いウェルDNWLとNウェルNWには5Vが供給され、PウェルPWと基板PSUBには、P+領域、ウェルPWを介して0Vが与えられる。   FIG. 8 is a schematic element cross-sectional view of one embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In the figure, a P-channel MOSFET (PMOS), an N-channel MOSFET (NMOS), and a bipolar transistor Bip-Tr are exemplarily shown. In the P channel MOSFET (PMOS), P + type sources and drains are formed in a deep well DNWL formed in a P type substrate (PSUB) and an N well NW separated by an element isolation region. A gate electrode made of FGP is formed on a well (substrate gate) sandwiched between the source and drain via a gate insulating film so as to straddle the source and drain. In an N-channel MOSFET (NMOS), N + type sources and drains are formed in a deep well DNWL formed in a P type substrate (PSUB) and a P well PW separated by an element isolation region. A gate electrode made of FGN is formed on a well (substrate gate) sandwiched between the source and drain via a gate insulating film so as to straddle the source and drain. When the semiconductor integrated circuit device is operated at 5V, 5V is supplied to the deep well DNWL and the N well NW, and 0V is applied to the P well PW and the substrate PSUB via the P + region and the well PW.

バイポーラトランジスタBip−Trは、N+からなるエミッリ領域がP型のベース領域の表面部に形成される。コレクタは、N−型領域及びNBLから構成され、コレクタ電極Cは、N+領域及びCNを介してNBLと電気的に接続される。エミッタ電極は、上記N+からなるエミッリ領域上に形成され、ベース電極は、エミッタ電極を取り囲むようにして上記ベース領域Pと電気的に接続される。バイポーラトランジスタBip−Trは、それを取り囲むように形成された素子分離領域及び基板とのPN接合によって、電気的に独立した素子として用いることができる。   In the bipolar transistor Bip-Tr, an Emily region made of N + is formed on the surface portion of the P-type base region. The collector is composed of an N− type region and NBL, and the collector electrode C is electrically connected to NBL via the N + region and CN. The emitter electrode is formed on the emily region made of N +, and the base electrode is electrically connected to the base region P so as to surround the emitter electrode. The bipolar transistor Bip-Tr can be used as an electrically independent element by an element isolation region formed so as to surround the bipolar transistor Bip-Tr and a PN junction with the substrate.

以上本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、回路機能ブロックは、定電流源によって動作する回路部分を有するものであれば何であってもよい。基準電流源の具体的構成は、種々の実施形態をとることができるものである。この発明は、基準電流源で形成された基準電流に基づいて動作する複数の回路機能ブロックを有するものに半導体集積回路装置に広く利用することができる。   Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the circuit function block may be anything as long as it has a circuit portion that is operated by a constant current source. The specific configuration of the reference current source can take various embodiments. The present invention can be widely used in a semiconductor integrated circuit device having a plurality of circuit function blocks that operate based on a reference current formed by a reference current source.

この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実施例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows another Example of the semiconductor integrated circuit device based on this invention. この発明に係る基準電流源の一実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Example of the reference current source which concerns on this invention. 図2の回路機能ブロックBLK1、2の一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the circuit function blocks BLK1, 2 of FIG. この発明に係る半導体集積回路装置の出力回路の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing one embodiment of an output circuit of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. FIG. この発明が用いられる車載LANの一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the vehicle-mounted LAN with which this invention is used. この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を示す概略素子レアイウト図である。1 is a schematic element layout diagram showing one embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. この発明に係る半導体集積回路の一実施例を示す概略素子断面図である。1 is a schematic device sectional view showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. 本願発明者において先に検討された半導体集積回路装置のブロック図である。It is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device examined previously by the inventor of the present application.

符号の説明Explanation of symbols

BLK1〜BLK3…回路機能ブロック、CKT1〜CKT3…機能回路、BA1,BA2…バッファアンプ、BGR…基準電流源、Q1〜Q48…MOSFET、T1〜T11…トランジスタ、R1〜R13…抵抗、C1,C2…キャパシタ、D1〜D4…ダイオード、Z11〜Z4n…ツェナーダイオード、DRV…駆動回路、IB…入力回路、P,N…外部端子、OSC…発振回路、LOG…論理回路、OCD…過電流保護回路、DVC1〜DVCm…デバイス、PSUB…P型基板、DMWL…深いウェル、NW…Nウェル、PW…Pウェル。   BLK1 to BLK3: circuit functional block, CKT1 to CKT3: functional circuit, BA1, BA2: buffer amplifier, BGR: reference current source, Q1 to Q48: MOSFET, T1 to T11: transistor, R1 to R13: resistor, C1, C2 ... Capacitor, D1 to D4 ... Diode, Z11 to Z4n ... Zener diode, DRV ... Drive circuit, IB ... Input circuit, P, N ... External terminal, OSC ... Oscillator circuit, LOG ... Logic circuit, OCD ... Overcurrent protection circuit, DVC1 ~ DVCm ... device, PSUB ... P-type substrate, DMWL ... deep well, NW ... N well, PW ... P well.

Claims (9)

定電流を形成する基準電流源と、
上記定電流に対応した電流で動作する複数の回路機能ブロックとを有し、
上記複数の回路機能ブロックのうちの少なくとも1つは、
上記定電流に対応した電流を流す第1トランジスタと、
上記第1トランジスタと直列形態にされ、ダイオード接続された第2トランジスタと、
上記第2トランジスタと電流ミラー接続にされた第1電流源トランジスタと、
上記第1電流源トランジスタからの定電流で動作する第1回路とを含む半導体集積回路装置。
A reference current source for forming a constant current;
A plurality of circuit functional blocks that operate at a current corresponding to the constant current,
At least one of the plurality of circuit functional blocks is
A first transistor for passing a current corresponding to the constant current;
A second transistor in series with the first transistor and diode-connected;
A first current source transistor in current mirror connection with the second transistor;
And a first circuit that operates with a constant current from the first current source transistor.
定電流を形成する基準電流源と、
上記定電流に対応した電流で動作する複数の回路機能ブロックとを有し、
上記複数の回路機能ブロックのうちの少なくとも1つは、
上記定電流に対応した電流を流す第1トランジスタと、
上記第1トランジスタと直列形態にされ、ダイオード接続された第2トランジスタと、
上記第2トランジスタと電流ミラー接続にされた第3トランジスタと、
上記第3トランジスタと直列形態にされ、ダイオード接続された第4トランジスタとを備え、
上記第1電流源トランジスタは、上記第4トランジスタと電流ミラー接続される半導体集積回路装置。
A reference current source for forming a constant current;
A plurality of circuit functional blocks that operate at a current corresponding to the constant current,
At least one of the plurality of circuit functional blocks is
A first transistor for passing a current corresponding to the constant current;
A second transistor in series with the first transistor and diode-connected;
A third transistor in current mirror connection with the second transistor;
A fourth transistor connected in series with the third transistor and diode-connected;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first current source transistor is current mirror connected to the fourth transistor.
請求項1において、
上記複数の回路機能ブロックのうちの他の1つは、
上記定電流に対応した電流を流す第2電流源トランジスタと、
上記第2電流源トランジスタからの定電流で動作する第2回路とを含む半導体集積回路装置。
In claim 1,
Another one of the plurality of circuit functional blocks is:
A second current source transistor for supplying a current corresponding to the constant current;
And a second circuit that operates with a constant current from the second current source transistor.
請求項2において、
上記複数の回路機能ブロックのうちの他の1つは、
上記定電流に対応した電流を流す第2電流源トランジスタと、
上記第2電流源トランジスタからの定電流で動作する第2回路とを含む半導体集積回路装置。
In claim 2,
Another one of the plurality of circuit functional blocks is:
A second current source transistor for supplying a current corresponding to the constant current;
And a second circuit that operates with a constant current from the second current source transistor.
請求項3において、
上記第1回路は、上記第1電流源トランジスタの上記定電流が間欠的に供給されることで上記電流源トランジスタの入力部にノイズが発生する半導体集積回路装置。
In claim 3,
The first circuit is a semiconductor integrated circuit device in which noise is generated in an input portion of the current source transistor when the constant current of the first current source transistor is intermittently supplied.
請求項4において、
上記第1回路は、第1回路の動作によって上記電流源トランジスタの入力部にノイズを発生する半導体集積回路装置。
In claim 4,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first circuit generates noise at an input portion of the current source transistor by an operation of the first circuit.
請求項1又は2において、
上記基準電流源は、バンド・ギャップ・リファレンス回路で構成される半導体集積回路装置。
In claim 1 or 2,
The reference current source is a semiconductor integrated circuit device composed of a band gap reference circuit.
請求項7において、
上記基準電流源で形成される定電流は、上記基準電流源と上記複数の回路機能ブロックとを接続する配線に容量結合によりノイズが伝えられたときに、それを吸収できない程度の微小電流にされる半導体集積回路装置。
In claim 7,
The constant current formed by the reference current source is set to a minute current that cannot be absorbed when noise is transmitted to the wiring connecting the reference current source and the plurality of circuit function blocks by capacitive coupling. Semiconductor integrated circuit device.
請求項8において、
上記トランジスタは、MOSFETであり、
上記バンド・ギャップ・リファレンス回路は、2つのバイポーラトランジスタのエミッタ電流密度差を利用する半導体集積回路装置。
In claim 8,
The transistor is a MOSFET,
The band gap reference circuit is a semiconductor integrated circuit device that utilizes a difference in emitter current density between two bipolar transistors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009171557A (en) * 2007-12-20 2009-07-30 Canon Inc Integrated circuit device, imaging apparatus using the same, and imaging system
GB2529505A (en) * 2014-05-20 2016-02-24 Cambridge Silicon Radio Ltd Current regulated transimpedence amplifiers

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