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JP3695996B2 - Complementary source follower circuit - Google Patents

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JP3695996B2
JP3695996B2 JP19280599A JP19280599A JP3695996B2 JP 3695996 B2 JP3695996 B2 JP 3695996B2 JP 19280599 A JP19280599 A JP 19280599A JP 19280599 A JP19280599 A JP 19280599A JP 3695996 B2 JP3695996 B2 JP 3695996B2
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JP
Japan
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type fet
source follower
follower circuit
complementary source
terminal
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JP19280599A
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Japanese (ja)
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JP2001024446A (en
Inventor
充 原田
恒夫 束原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電源電圧での動作が可能な相補型ソースフォロア回路に係る。
【0002】
【従来の技術】
相補型ソースフォロワ回路としては従来図7に示す回路が知られている。図7はCMOS技術により構成した場合の例を示しており、図において、入力端子101から入力された信号の電圧レベルに応じてN型FET103とP型FET104のコンダクタンスが変化することによりこれらFETを流れる電流が変化し、出力端子102の電圧(出力電圧)が変化する。このような相補型ソースフォロワ回路は、ディジタル回路およびアナログ回路におけるバッファとして主に出力インピーダンスの変換と信号レベル変換を目的として広く用いられている。信号のレベル変換を要しない場合には、入力電圧Vinが電源電圧VDDの1/2になったとき、出力電圧Voutが入力電圧Vinと等しくなるように、N型FETとP型FETの電流駆動力を調整する。図8にこの場合の入出力特性の例を示す。しかしながら、一般にN型FETおよびP型FETの閾値電圧がそれぞれ正、負の有限な値を持っているため、特にアナログ回路で低電圧電源ではこの閾値電圧の影響が無視出来なくなる。出力端子側から見たCMOS回路の合成コンダクタンスは負荷電流がN型からP型に移行する境界付近すなわち、この閾値電圧近辺では入出力信号特性が非直線性を示し、このような入力電圧値の周辺では極端に電流駆動力が減少している。このため、図8に示すように電源電圧VDDの1/2付近では非直線特性を示す結果となり、このような非直線特性は各種伝送波形の歪の原因となっていた。
【0003】
このような歪発生の問題に対して、図9に示すような回路で歪を低減する方法が提案されている。すなわち、ダイオード105およびダイオード106をN型FET103およびP型FET104それぞれのゲート間に直列接続して挿入し、両FETのゲートにおける入力電圧にオフセットを与えてそれぞれN型FETとP型FETとに入力することにより、図8に現れた非線領域の補償を行っている。ただし、この方法が有効な電源電圧には下限があり、例えばダイオード105および106としてシリコンダイオードを使用した場合には少なくとも1V以下の電源電圧では使用不可である。このため、消費電力を低減する等の目的のために電源電圧を下げて使用する場合この方法は適用し得ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
相補型MOSFETの構成は消費電力が少なく、集積回路として製造が比較的容易であるためディジタルLSIに広く用いられているが、アナログ回路への適用を考えた場合には、以上述べたように低電圧動作の相補型回路、特に本発明における従来公知の相補型ソースフォロア回路では1V近辺あるいはそれ以下の低電源電圧で歪の少ない回路を実現するものがなかった。本発明は、以上のように低電源電圧動作に対してもこのような非直線性の発生しないソースフォロア回路を提供することを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては以下のような構成とした。
【0006】
すなわち、
請求項1においては、N型FETとP型FETとのゲート端子が接続され、前記N型FETのドレイン端子が高電位を有する電源端子に接続され、前記P型FETのドレイン端子が低電位を有する電源端子に接続され、前記N型FETと前記P型FETとのソース端子が接続され、前記ゲート端子が入力端子であり、前記ソース端子が出力端子である相補型ソースフォロア回路であって、前記高電位と低電位との間の電圧が1V以下であり、上記N型FETが負の閾値電圧を有し、且つ上記P型FETが正の閾値電圧を有し、上記N型FETの閾値電圧と前記P型FETの閾値電圧の絶対値は印加電源電圧に比べて小さい値であり、出力電圧の変化分が入力電圧の変化分にほぼ等しい相補型ソースフォロア回路としている。
【0007】
請求項2においては、請求項1記載の相補型ソースフォロワを構成するN型FETおよびP型FETのチャネル部分の不純物濃度は1015cm-3以下となるようにしている。
【0008】
請求項3においては、請求項1または請求項2記載の相補型ソースフォロワ回路を構成するFETは、SOI基板上に形成された構成である相補型ソースフォロワ回路としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の相補型ソースフォロワ回路の構成について、図面によって具体的に説明する。
【0010】
図1は、本発明による第1の実施の形態による相補型ソースフォロワ回路の概略回路構成を示す図である。図1に示したように、N型FET10のソ−ス・ドレイン端子の一方を電源端子12に接続し、P型FET11のソース・ドレイン端子の一方を接地端子13に接続し、これらN型FETとP型FETの両FETのソース・ドレイン端子の他の一方を互いに接続すると同時にこの接続点を出力端子15に接続し、両FETのゲートも互いに接続しこれを入力端子14に接続する構成としている。このように相補型のMOSFETを組み合わせることにより、N型およびP型FETの動作は図2に示すようになる。図2(a)は、入力電圧がV1、出力電圧がVoutの時に、電流I1でバランスが取れている場合の状態を示している。このとき、N型FETの電流の曲線をゼロ電流に外挿した点であるVN1と|VtN|との和がVoutに等しく、P型FETの電流IPの曲線をゼロ電流に外挿した点VP1とVdd+|VtP|との差が(Vdd−Vout)に等しい関係がある。ここで、VtNおよびVtPはN型およびP型FETの閾値電圧を表している。いま、入力電圧がV1からV2に増加したとすると、図2(a)に示すように、IN(V2)とIP(V2)にアンバランスが生じ、Voutがこれを打ち消すように動く。その結果、図2(b)のようにVoutの変化分であるΔVoutの効果により電流曲線が変化したIN2およびIP2が現れる。ここで、図2から知れるようにΔVoutは常に入力電圧の変化分(V2−V1)にほぼ等しく、結果として本発明による相補型ソースフォロア回路の入出力特性は線形となり、図8に現れた非線型領域を消失させることが出来る。これにより、低振幅の入力信号でも確実に伝達でき、大振幅の入力に対しても歪の少ない出力信号を得ることができる。ただし、この場合入力端子の電位が電源電圧Vddの1/2程度になると、上記N型FET及びP型FETが双方ともオン状態となっており電流両方のFETに電流が流れ、これにより電源端子12と接地端子13との間に貫通電流と呼ばれるリーク電流が流れるため、この電圧領域では消費電力が部分的に増大する問題がある。しかし電源電圧が1V以下の用途であればその電流量は少なく、消費電力も小さいため大きな問題にならない。
【0011】
本発明における第2の実施の形態である集積回路の断面図を図3に示す。図3において、素子間の結線部は図示していないが回路構成は図1と同じものである。N型FET20及びP型FET21はMOSFETの構造を有しており、チャネル領域22の不純物濃度は1015cm-3以下となるようにしている。ここで、23はN型FETおよびP型FETのゲート電極を形成する領域であり、N型に対してはn+、P型に対してはp+の領域として形成されている。24は各FETのソース・ドレイン電極として使用するように形成されている領域、さらに25は図2におけるN型FETとP型FETとを絶縁分離するための素子分離領域であり、26はシリコン基板である。このような構成とすることによって、通常のCMOS回路に用いるMOSFETと同一のゲート電極・ゲート絶縁膜等を用いて、上記相補型ソースフォロワ回路を形成する閾値電圧の低いMOSFETを、上記CMOS回路と同一基板上に作製することができる。また、上記不純物濃度(1015cm-3以下)にすれば、FETの伝導型(N型あるいはP型)に対応する不純物種のいずれでも、図2に示した入出力特性を得ることができる。すなわち、上記相補型ソースフォロワ回路に用いるN型FET20およびP型FET21のチャネル領域22は、同一不純物・同一濃度で構成されるようにしてもよく。同時に形成できることから製造工程が容易になる。さらに、上記不純物濃度(1015cm-3以下)を有するシリコンウエハを用いて製造する場合には、通常のCMOS回路を構成するMOSFETのチャネル領域にのみ不純物を所望の量だけ含浸させ、その際上記相補型ソースフォロワ構成用のMOSFETのチャネル領域には選択的に含浸しないようにするだけで、上記相補型ソースフォロワ回路用FETが形成できるため、さらに容易に製造することが可能になる。
【0012】
図4は本発明における第3の実施の形態である集積回路の断面図を示すもので、素子間の結線部は図示していないが回路構成は図1と同じである。図4に示したように、N型FET30およびP型FET31はシリコン基板37上に形成された埋め込み絶縁層36の上に形成されたSOI(Si1icon−on−Insu1ator)構造を有している。N型FET30のチャネル領域32およびP型FET31のチャネル領域33の不純物濃度は、前記第2の実施の形態で記したように、1015cm-3以下となるようにしている。このような構成とすることによって、上記第2の実施の形態と同様の効果を得る事が出来、且つ、N型FET30のチャネル領域32およびP型FET31のチャネル領域33の不純物濃度が低いことに起因するパンチスルー、すなわち各FETのゲート電極34の下に形成されているチャネル部32又は33の両側に形成されているソース・ドレイン電極35間の耐圧低下をSOI構造によって防ぐことが出来、ゲート長を短くして高周波特性を高める等FETの性能向上に寄与し得るようになる。
【0013】
また、図5は本発明における第4の実施の形態である集積回路の断面図を示すもので、素子間の結線部は図示していないが回路構成は図1と同じ構成の相補型回路を2組同一基板上に構成したものである。相補型ソースフォロワ構成用のN型FET38およびP型FET39のチャネル領域は、通常のCMOS回路構成用N型FET40およびP型FET41のチャネル領域とは各々逆の伝導型を有するように構成してもよい。すなわち、N型FET40のチャネル領域には通常P型材料を使用するところをN型FET38のチャネル領域にn-の材料を使用し、同様にP型FET39のチャネル領域にp-の材料を使用している。このような構造のMOSFETを用いて相補型ソースフォロワ回路を構成しても、N型FET38の閾値電圧が負、P型FET39の閾値電圧が正となるため、上記第2の実施の形態と同様の効果が得られる。このとき、N型FET38とP型FET41、およびP型FET39とN型FET40のチャネル不純物濃度を等しくしてもよく、これによりそれぞれの領域が同時に形成できることから製造工程が容易になる。
【0014】
図6は本発明における第5の実施の形態である集積回路の断面図を示すもので、素子間の結線部は図示していないが回路構成は図1と同じである。埋め込みチャネル構造のN型FET42、埋め込みチャネル構造のP型FET43を用いて相補型ソースフォロワを形成するようにしたものである。この場合においても通常のCMOS製造工程に何等工程を追加することなく、上記の効果を有する相補型ソースフォロワ回路を形成することができる。また、上記図4、図5および図6に記した構成の相補型ソースフォロワ回路用FETを、使用電源電圧、入力レベルなどの条件に応じて、同一ウエハ上に任意の組み合わせで使うことも可能であり、この場合にも特に追加工程は必要としない。
【0015】
以上述べたように、本発明による相補型ソースフォロワ回路は、入力電圧が電源電圧の1/2付近においても、入出力特性に非線型性を有しないため、電源電圧をたとえば0.5V以下にしても、その伝達特性を悪化させることがない。従って、電源電圧を低くした場合でも動作可能な相補型ソースフォロワ回路を実現することができる。
【0016】
また、上記相補型ソースフォロワを構成するN型およびP型FETのチャネル部分の不純物濃度を、1015cm-3以下とすることにより、N型FETとP型FETのチャネル部分を同時に形成することが可能になり、製造工程が簡略化される。
【0017】
さらに、上記相補型ソースフォロワ回路を構成するFETをSOI基板上に形成することにより、ゲート長を短くして高速性能を上げた場合でも、良好な上記相補型ソースフォロワ回路の特性を得ることができる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デプレション型で閾値電圧を低く設定することにより、低電圧時の非線型領域の効果を実質的に打ち消すことが出来、電源電圧1V以下の場合でも歪の少ない動作が可能な相補型ソースフォロワ回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施の形態による相補型ソースフォロワ回路図。
【図2】本発明第1の実施の形態による相補型ソースフォロワ回路の入出力特性図。
【図3】本発明第2の実施の形態による相補型ソースフォロワ回路の概略構成を示す断面図。
【図4】本発明第3の実施の形態による相補型ソースフォロワ回路の概略構成を示す断面図。
【図5】本発明第4の実施の形態による相補型ソースフオロワ回路の概略構成を示す断面図。
【図6】本発明第5の実施の形態による相補型ソースフオロワ回路の概略構成を示す断面図。
【図7】従来技術によって構成される相補型ソースフオロワ回路図。
【図8】従来技術によって構成される相補型ソースフォロワ回路の入出力特性図。
【図9】従来技術によって構成される他の相補型ソースフォロワ回路図。
【符号の説明】
10 : N型FET 11 : P型FET
12 : 電源端子 13 : 接地端子
14 : 入力端子 15 : 出力端子
20 : N型FET 21 : P型FET
22 : チャネル領域 23 : ゲート電極
24 : ソース・ドレイン領域 25 : 素子分離領域
30 : N型FET 31 : P型FET
32 : チャネル領域 33 : チャネル領域
34 : ゲート電極 35 : ソース・ドレイン領域
36 : 埋め込み絶縁層 37 : シリコン基板
38 : N型FET 39 : P型FET
40 : N型FET 41 : P型FET
42 : 埋め込みチャネル型NFET
43 : 埋め込みチャネル型PFET
101 : 入力端子 102 : 出力端子
102 : 出力端子 103 : N型FET
104 : P型FET 105 : ダイオード
106 : ダイオード 107 : 電源端子
108 接地端子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a complementary source follower circuit capable of operating at a low power supply voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a circuit shown in FIG. 7 is known as a complementary source follower circuit. FIG. 7 shows an example in the case of being configured by CMOS technology. In the figure, the conductances of the N-type FET 103 and the P-type FET 104 change according to the voltage level of the signal input from the input terminal 101. The flowing current changes, and the voltage (output voltage) of the output terminal 102 changes. Such a complementary source follower circuit is widely used as a buffer in digital circuits and analog circuits mainly for the purpose of output impedance conversion and signal level conversion. If not required the level conversion of the signal, when the input voltage V in becomes half of the power supply voltage V DD, so that the output voltage V out is equal to the input voltage V in, N type FET and a P-type Adjust the current driving force of the FET. FIG. 8 shows an example of input / output characteristics in this case. However, since the threshold voltages of the N-type FET and the P-type FET generally have finite positive and negative values, the influence of the threshold voltage cannot be ignored particularly in an analog circuit and a low-voltage power supply. The combined conductance of the CMOS circuit viewed from the output terminal side is near the boundary where the load current shifts from the N-type to the P-type, that is, in the vicinity of the threshold voltage, the input / output signal characteristics exhibit nonlinearity. In the surrounding area, the current driving force is extremely reduced. For this reason, as shown in FIG. 8, the result shows a non-linear characteristic in the vicinity of ½ of the power supply voltage V DD , and this non-linear characteristic causes distortion of various transmission waveforms.
[0003]
In order to solve such a problem of distortion, a method of reducing the distortion with a circuit as shown in FIG. 9 has been proposed. That is, the diode 105 and the diode 106 are inserted in series between the gates of the N-type FET 103 and the P-type FET 104, and an offset is given to the input voltage at the gates of both FETs to input to the N-type FET and the P-type FET, respectively. Thus, the non-linear region appearing in FIG. 8 is compensated. However, the power supply voltage for which this method is effective has a lower limit. For example, when a silicon diode is used as the diodes 105 and 106, it cannot be used at a power supply voltage of 1 V or less. For this reason, this method cannot be applied when the power supply voltage is lowered for the purpose of reducing power consumption.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The complementary MOSFET configuration is widely used in digital LSIs because it consumes less power and is relatively easy to manufacture as an integrated circuit. However, when considering application to analog circuits, it is low as described above. In the complementary circuit of voltage operation, particularly the conventionally known complementary source follower circuit in the present invention, there is no circuit that realizes a circuit with low distortion near 1 V or less and with little distortion. An object of the present invention is to provide a source follower circuit in which such non-linearity does not occur even in the low power supply voltage operation as described above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0006]
That is,
In claim 1, the gate terminals of the N-type FET and the P-type FET are connected, the drain terminal of the N-type FET is connected to a power supply terminal having a high potential, and the drain terminal of the P-type FET has a low potential. A complementary source follower circuit in which source terminals of the N-type FET and the P-type FET are connected, the gate terminal is an input terminal, and the source terminal is an output terminal, voltage between the high potential and the low potential is not less 1V or less, the upper Symbol N-type FET has a negative threshold voltage, and the P-type FET has a positive threshold voltage, the N-type FET The absolute values of the threshold voltage and the threshold voltage of the P-type FET are smaller than the applied power supply voltage, and the complementary source follower circuit is such that the change in the output voltage is substantially equal to the change in the input voltage.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the impurity concentration of the channel portion of the N-type FET and the P-type FET constituting the complementary source follower according to the first aspect is set to 10 15 cm −3 or less.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the FET constituting the complementary source follower circuit according to the first or second aspect is a complementary source follower circuit having a configuration formed on an SOI substrate.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of the complementary source follower circuit of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic circuit configuration of a complementary source follower circuit according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, one of the source / drain terminals of the N-type FET 10 is connected to the power supply terminal 12, and one of the source / drain terminals of the P-type FET 11 is connected to the ground terminal 13. And the other one of the source and drain terminals of both FETs of the P-type FET are connected to each other, and at the same time, this connection point is connected to the output terminal 15, and the gates of both FETs are also connected to each other and connected to the input terminal 14. Yes. By combining complementary MOSFETs in this way, the operations of the N-type and P-type FETs are as shown in FIG. FIG. 2A shows a state in which the current I 1 is balanced when the input voltage is V 1 and the output voltage is V out . At this time, the sum of V N1 and | V tN | which is an extrapolation of the current curve of the N-type FET to zero current is equal to V out, and the curve of the current I P of the P-type FET is out of zero current. There is a relationship in which the difference between the inserted point V P1 and V dd + | V tP | is equal to (V dd −V out ). Here, V tN and V tP represent threshold voltages of N-type and P-type FETs. Assuming that the input voltage increases from V 1 to V 2 , as shown in FIG. 2A, an imbalance occurs between I N (V2) and I P (V2), and V out cancels this. It moves to. As a result, as shown in FIG. 2B, I N2 and I P2 in which the current curve has changed due to the effect of ΔV out which is a change in V out appear. Here, as can be seen from FIG. 2, ΔV out is always substantially equal to the change in input voltage (V 2 −V 1 ). As a result, the input / output characteristics of the complementary source follower circuit according to the present invention are linear. The appearing non-linear region can be eliminated. Thereby, even an input signal with a low amplitude can be transmitted reliably, and an output signal with little distortion can be obtained even with an input with a large amplitude. However, in this case, when the potential of the input terminal is about ½ of the power supply voltage Vdd , both the N-type FET and the P-type FET are in an on state, and current flows through both FETs, thereby causing the power supply Since a leakage current called a through current flows between the terminal 12 and the ground terminal 13, there is a problem that power consumption partially increases in this voltage region. However, if the power supply voltage is 1 V or less, the amount of current is small and the power consumption is small.
[0011]
FIG. 3 shows a cross-sectional view of an integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, connection portions between elements are not shown, but the circuit configuration is the same as that in FIG. The N-type FET 20 and the P-type FET 21 have a MOSFET structure, and the impurity concentration of the channel region 22 is set to 10 15 cm −3 or less. Here, reference numeral 23 denotes a region for forming gate electrodes of the N-type FET and the P-type FET, which is formed as an n + region for the N-type and a p + region for the P-type. Reference numeral 24 denotes a region formed to be used as a source / drain electrode of each FET. Reference numeral 25 denotes an element isolation region for insulating and separating the N-type FET and the P-type FET in FIG. It is. With such a configuration, a MOSFET with a low threshold voltage that forms the complementary source follower circuit using the same gate electrode, gate insulating film, etc. as the MOSFET used in a normal CMOS circuit is connected to the CMOS circuit. It can be manufactured on the same substrate. Further, if the impurity concentration is set to 10 15 cm −3 or less, the input / output characteristics shown in FIG. 2 can be obtained for any impurity species corresponding to the FET conductivity type (N-type or P-type). . That is, the channel regions 22 of the N-type FET 20 and the P-type FET 21 used in the complementary source follower circuit may be configured with the same impurity and the same concentration. Since it can be formed simultaneously, the manufacturing process becomes easy. Further, when manufacturing using a silicon wafer having the above-mentioned impurity concentration (10 15 cm −3 or less), a desired amount of impurities is impregnated only in the channel region of a MOSFET constituting a normal CMOS circuit. Since the complementary source follower circuit FET can be formed only by not selectively impregnating the channel region of the complementary source follower configuration MOSFET, it can be manufactured more easily.
[0012]
FIG. 4 shows a cross-sectional view of an integrated circuit according to a third embodiment of the present invention. The connection portion between elements is not shown, but the circuit configuration is the same as FIG. As shown in FIG. 4, the N-type FET 30 and the P-type FET 31 have an SOI (Si1 on-Insulator) structure formed on a buried insulating layer 36 formed on a silicon substrate 37. The impurity concentration of the channel region 32 of the N-type FET 30 and the channel region 33 of the P-type FET 31 is set to 10 15 cm −3 or less as described in the second embodiment. By adopting such a configuration, the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and the impurity concentration of the channel region 32 of the N-type FET 30 and the channel region 33 of the P-type FET 31 is low. The SOI structure can prevent the punch-through caused, that is, the breakdown voltage drop between the source / drain electrodes 35 formed on both sides of the channel portion 32 or 33 formed under the gate electrode 34 of each FET. It is possible to contribute to improving the performance of the FET, such as shortening the length and improving the high frequency characteristics.
[0013]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an integrated circuit according to the fourth embodiment of the present invention. The connection portion between elements is not shown, but the circuit configuration is a complementary circuit having the same configuration as FIG. Two sets are configured on the same substrate. The channel regions of the N-type FET 38 and the P-type FET 39 for the complementary source follower configuration may be configured to have opposite conductivity types to the channel regions of the normal CMOS circuit configuration N-type FET 40 and the P-type FET 41, respectively. Good. That is, the channel region of the N-type FET 40 normally uses a P-type material, whereas the channel region of the N-type FET 38 uses an n material and similarly uses a p material for the channel region of the P-type FET 39. ing. Even if the complementary source follower circuit is configured using the MOSFET having such a structure, the threshold voltage of the N-type FET 38 is negative and the threshold voltage of the P-type FET 39 is positive, so that it is the same as in the second embodiment. The effect is obtained. At this time, the channel impurity concentrations of the N-type FET 38 and the P-type FET 41, and the P-type FET 39 and the N-type FET 40 may be equalized, whereby the respective regions can be formed simultaneously, thereby facilitating the manufacturing process.
[0014]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of an integrated circuit according to a fifth embodiment of the present invention. The connection portion between elements is not shown, but the circuit configuration is the same as FIG. A complementary source follower is formed using an N-type FET 42 with a buried channel structure and a P-type FET 43 with a buried channel structure. Even in this case, a complementary source follower circuit having the above-described effect can be formed without adding any process to the normal CMOS manufacturing process. Also, the complementary source follower circuit FETs configured as shown in FIGS. 4, 5, and 6 can be used in any combination on the same wafer according to conditions such as power supply voltage used and input level. In this case as well, no additional steps are required.
[0015]
As described above, the complementary source follower circuit according to the present invention does not have non-linearity in the input / output characteristics even when the input voltage is in the vicinity of ½ of the power supply voltage. However, the transfer characteristic is not deteriorated. Therefore, a complementary source follower circuit that can operate even when the power supply voltage is lowered can be realized.
[0016]
Further, the channel portions of the N-type FET and the P-type FET are simultaneously formed by setting the impurity concentration of the channel portions of the N-type and P-type FETs constituting the complementary source follower to 10 15 cm −3 or less. And the manufacturing process is simplified.
[0017]
Further, by forming the FET constituting the complementary source follower circuit on the SOI substrate, even when the gate length is shortened and the high-speed performance is improved, good characteristics of the complementary source follower circuit can be obtained. it can.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by setting the threshold voltage to a depletion type, the effect of the non-linear region at a low voltage can be substantially canceled, and even when the power supply voltage is 1 V or less. A complementary source follower circuit capable of operation with less distortion can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a complementary source follower according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an input / output characteristic diagram of the complementary source follower circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a complementary source follower circuit according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a complementary source follower circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a complementary source follower circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a complementary source follower circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a complementary source follower circuit diagram constructed according to the prior art.
FIG. 8 is an input / output characteristic diagram of a complementary source follower circuit configured by a conventional technique.
FIG. 9 is another complementary source follower circuit diagram configured in accordance with the prior art.
[Explanation of symbols]
10: N-type FET 11: P-type FET
12: Power supply terminal 13: Ground terminal 14: Input terminal 15: Output terminal 20: N-type FET 21: P-type FET
22: Channel region 23: Gate electrode 24: Source / drain region 25: Element isolation region 30: N-type FET 31: P-type FET
32: Channel region 33: Channel region 34: Gate electrode 35: Source / drain region 36: Buried insulating layer 37: Silicon substrate 38: N-type FET 39: P-type FET
40: N-type FET 41: P-type FET
42: buried channel NFET
43: buried channel type PFET
101: Input terminal 102: Output terminal 102: Output terminal 103: N-type FET
104: P-type FET 105: Diode 106: Diode 107: Power supply terminal 108 Ground terminal

Claims (3)

N型FETとP型FETとのゲート端子が接続され、
前記N型FETのドレイン端子が高電位を有する電源端子に接続され、
前記P型FETのドレイン端子が低電位を有する電源端子に接続され、
前記N型FETと前記P型FETとのソース端子が接続され、
前記ゲート端子が入力端子であり、前記ソース端子が出力端子である相補型ソースフォロア回路であって、
前記高電位と低電位との間の電位差が1V以下であり
上記N型FET負の閾値電圧を有し、且つ上記P型FET正の閾値電圧を有し、
上記N型FETの閾値電圧と前記P型FETの閾値電圧の絶対値は印加電源電圧に比べて小さい値であり、
出力電圧の変化分が入力電圧の変化分にほぼ等しい
ことを特徴とする相補型ソースフォロア回路。
The gate terminals of the N-type FET and P-type FET are connected,
A drain terminal of the N-type FET is connected to a power supply terminal having a high potential;
A drain terminal of the P-type FET is connected to a power supply terminal having a low potential;
Source terminals of the N-type FET and the P-type FET are connected,
A complementary source follower circuit in which the gate terminal is an input terminal and the source terminal is an output terminal;
A potential difference between the high potential and the low potential is 1 V or less ;
The N-type FET has a negative threshold voltage, and the P-type FET has a positive threshold voltage;
The absolute value of the threshold voltage and the threshold voltage of the P-type FET of the N-type FET is Ri smaller der than the applied power supply voltage,
A complementary source follower circuit characterized in that a change in output voltage is substantially equal to a change in input voltage .
請求項1記載の相補型ソースフォロアを構成するN型FETおよびP型FETのチャネル部分の不純物濃度は1015cm−3以下であること
を特徴とする相補型ソースフォロア回路。
The complementary source follower circuit according to claim 1, wherein the impurity concentration of the channel portion of the N-type FET and the P-type FET constituting the complementary source follower according to claim 1 is 10 15 cm -3 or less.
請求項1または請求項2記載の相補型ソースフォロワ回路を構成するFETは、
SOI基板上に形成されたこと
を特徴とする相補型ソースフォロワ回路。
The FET constituting the complementary source follower circuit according to claim 1 or 2 is:
A complementary source follower circuit formed on an SOI substrate.
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