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JPS61237515A - インバ−タ回路 - Google Patents

インバ−タ回路

Info

Publication number
JPS61237515A
JPS61237515A JP60077829A JP7782985A JPS61237515A JP S61237515 A JPS61237515 A JP S61237515A JP 60077829 A JP60077829 A JP 60077829A JP 7782985 A JP7782985 A JP 7782985A JP S61237515 A JPS61237515 A JP S61237515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel mos
voltage
mos transistor
source
gate
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
JP60077829A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Murakami
村上 達雄
Hisashi Mori
森 久司
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.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems 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 NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority to JP60077829A priority Critical patent/JPS61237515A/ja
Publication of JPS61237515A publication Critical patent/JPS61237515A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、MO8LSIにおけるインバータ回路に関し
、特に入力回路などのスレッショルド電圧の設定に関す
る回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の相補型MO8のインバータ回路は、その
1例を第5図に示すように、電源端子間にPチャネルの
MOSトランジスタ1とNチャネルのMOSトランジス
タ2を継続的に接続し、PチャネルのMOSトランジス
タ1のゲートとNチャネルのMOSトランジスタ2のゲ
ートを入力端子4に接続し、PチャネルのMOSトラン
ジスタ1のドレインとNチャネルのMOSトランジスタ
2のドレインを出力端子5に接続している構成であって
、入力端子4の電圧が、スレッショルド電圧と高電圧電
源6の電圧とのあいだの時、出力端子5の電圧は、低電
圧電源7の電圧となり入力端子4の電圧がスレッショル
ド電圧と低電圧電源7の電圧とのあいだの時出力端子5
の電圧は、高電圧電源6の電圧となるので、入力信号の
反転信号を出力することができる。そのスレッショルド
電圧は、PチャネルのMOSトランジスタ1とNチャネ
ルのMOSトランジスタ2のトランジスタサイズによっ
て決定する。いま次のように仮定する。
VTP :PチャネルのMOSトランジスタ1における
スレッシミルド電圧、 VTN  :NチャネルのMOSトランジスタ2におけ
るスレッシミルド電圧、 Iosp:PチャネルのMO8I−ランジスタ1におけ
るドレイン・ソース間電流、 ID3N:NチャネルのMO8I−ランジスタ2におけ
るドレイン・ソース間電流、 Vxpt  :入力端子の電圧、 VOUT :出力端子の電圧、 wp:pチャネルのMO8I−ランジスタ1のゲート幅
、 WN  :NチャネルのMOSトランジスタ2のゲート
幅、 LP   :PチャネルのMOSトランジスタ1のゲー
ト長、 LN  :NチャネルのMOSトランジスタ2のゲート
長、 VG3P:PチャネルのMOSトランジスタ1における
ゲート・ソース間電圧、 VG8N:NチャネルのMOSトランジスタ2における
ゲート・ソース間電圧。
飽和領域のショックレーの式より 式(1)1式(2)においてよりsp = よりSN+
 ”O8P = vl)D−Vas+v オヨヒVTC
= VrN=VG3N= Your (7’、:だし、
vTc:スレッショルド電圧)とすると、スレッシ薯ル
ド電圧は、 で表わされる。
いま、電源電圧5.Ovでスレッショルド電圧を1.3
vに設定しようとする時のMOS)、ランジスタのサイ
ズ設計計算例は、式(3)より、となり、 vDD=5.0 Cv)t vTP:vTN:1.0C
v)# vTc:1.3vを代入すると、 BN/BP=81.0 となる。ここでBN、B、は、それぞれ、Bs = K
N x WN/LN      (5)Bp = Kp
 x Wp/Lp      (6)で表わされ、KN
およびKpはゲート電極の金属の種類、ゲート絶縁物の
種類と厚さ、基板シリコン中の不純物濃度およびソース
七基板間の電位差などによって決まる定数で、このバラ
ツキを考慮に入れるとすると一般的に±30%のバラツ
キで計算した場合、 BN/BP=1.3 / 0.7 X 81.O= 1
50.4となり、PチャネルのMOSトランジスタlの
サイズとNチャネルのMOSトランジスタ2のサイズの
差が大きくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のインバータ回路は、計算例よりスレッシ
ョルド電圧を大きくまたは、小さくする際Pチャネルと
NチャネルのMO8I−ランジスタ1と2のサイズの差
が大きくなり、マスク図面に占める面積が大きくなる。
それによって、MO8L8Iのチップサイズが大きくな
り価格が高くなる。また、ゲート容量およびドレイン容
量が大きくなるので動作スピードが遅くなるという欠点
がある。
本発明は、PチャネルとNチャネルのMOSトランジス
タのサイズの差を大きくすることなく回路のスレッショ
ールド電圧を調節し、もってMO8LSIのチップサイ
ズを小さくし、M O8L SIの価格を安くすること
と、ゲート容量およびドレイン容量を小さくし動作スピ
ードを速くするということを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、互いに異なるチャネルの2個のMOSトラン
ジスタを継続的に接続したインバータ回路において、そ
の2個のMOSトランジスタのどちらか一方と電源端子
とのあいだに、ゲートとドレインとを直接接続したMO
Sトランジスタを直列に接続した構成を有している。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例の回路図である。
PチャネルのMOSトランジスタ1およびNチャネルの
MOSトランジスタ2のゲートは入力端子4に接続し、
ドレインは出力端子5に接続し、NチャネルのMOSト
ランジスタ2のソースは低電圧源端子7に接続し、Pチ
ャネルのMOSトランジスタ2のソースはPチャネルの
MOSトランジスタ3のゲートおよびドレインに接続し
、PチャネルのMOSトランジスタ3のソースは高電圧
電源端子6に接続した構成となっている。入力端子4の
電圧が、スレッショルド電圧より高電圧であれば、出力
端子5の電圧は、低電圧源端子7の電圧となり入力端子
4の電圧がスレッショルド電圧より低電圧であれば、出
力端子5の電圧は、高電圧源端子6の電圧となる。その
スレッシ1゛ルド電圧は、PチャネルのMOSトランジ
スタ1,3とNチャネルのMOSトランジスタ2のトラ
ンジスタサイズによって決定する。
@1図において、2個のPチャネルMOSトランジスタ
1,3のサイズを同じとすると。
Vosp = (VDn −VTC)/2VG3N =
 VTC である。シlツクレーの式より、スレッショルド電圧は で表わされる。
いま、電源電圧5、QVでスレッショルド電圧を1.3
vに設定しようとする時のMOSトランジスタのサイズ
設計計算例は、式(5)よりで、VDD=5.0(V)
  VTP=VTN=1.0(V)IVrc = 1.
3 Vを代入すると BN/BP = 8.03 となり、KsおよびKpのバラツキを考慮に入れ5一般
的に±30%のバラツキで計算すると、BN/BP =
 1.310.7 X 8.03 = 14.9となり
、マスク設計上困難な値とはならない。
いま、第1図は、互いに異なる2個のMOSトランジス
タを縦続的に接続したインバータ回路において、Pチャ
ネルのMOSトランジスタ1と高電圧電源端子6とのあ
いだにゲートとドレインを直接接続したPチャネルのM
OSトランジスタ3を直列に接続したことによって、ス
レッショルド電圧を低電圧にする一実施例であって、第
2図のようにNチャネルのMOSトランジスタ2と低電
圧電源端子7とのあいだに、ゲートとドレインを直接接
続したNチャネルのMOSトランジスタ8を直列に接続
し、それによって、スレッショルド電圧を高電圧にする
ことも可能である。また、第1図においてPチャネルの
MOSトランジスタ1のバックゲートは、Pチャネルの
MOS1−ランジスタ3のドレインに接続しても同様の
効果を得ることができ、第2図においてもNチャネルの
MOSトランジスタ2のバックゲートをNチャネルのM
OSトランジスタ8のドレインに接続しても同様の効果
を得ることができる。
それに、第1図において、PチャネルのMOSトランジ
スタ3はNチャネルのMOSトランジスタでもよく、そ
の場合、バックゲートは、PチャネルのMOSトランジ
スタ1のソースかまたは。
低電圧電源端子7のどちらに接続しても、同様にスレッ
シ1ルド電圧を低電圧にすることができ、第2図におい
ても、NチャネルのMOSトランジスタ8を同様にして
、スレッショルド電圧を高電圧にすることができる。
また、第3図のようにPチャネルのMO8I−ランジス
タ1と高電圧電源端子6とのあいだに、ゲートとドレイ
ンを直接接続した2個のPチャネルのMOSトランジス
タ3.10を直列に接続した場合についても同様の効果
を得るこきができる。
この場合、PチャネルのMOSトランジスタ1゜3.!
0のバックゲートについては高電圧電源端子6に接続す
るかそれ以外に接続するかは任意とする。同様に第4図
のように接続しても同じ効果を得ることができる。また
、第3図、第4図においてPチャネルのMO8I−ラン
ジスタ3,10、NチャネルのMOSトランジスタ8,
9に少くとも1つ以上のトランジスタを直列接続に追加
しても同様の効果を得る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は従来のインバータ回路に
おいてMOSトランジスタのゲートとドレインとを直接
接続したものを直列に接続することにより、スレッショ
ルド電圧を大きくあるいは小さくすることができる。そ
れに、従来技術に比らべMOSトランジスタのサイズが
小さくとれるので、チップサイズを小さくすることがで
き、それにより、MO8LSHの価格で安くなる。また
ゲート容量およびドレイン容量が小さくなるので動作ス
ピードも速くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
@1図乃至第4図は、それぞれ本発明のインバータ回路
の実施例の回路図である。第5図は、従来のインバータ
回路の回路図である。 1・・・・・・PチャネルのMOSトランジスタ、2・
・・・・・NチャネルのMOSトランジスタ、3・・・
・・・PチャネルのMOSトランジスタ、4・・・・・
・入力端子、5・・・・・・出力端子、6・・・・・・
高電圧電源端子、7・旧・・低電圧電源端子、8・・・
・・・NチャネルのΔ、10Bトランジスタ、9・・・
・・・r4チャネルのMOSトランジスタ、10・・・
・・・PチャネルのMOSトランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 互いに異なるチャネルの2個のMOSトランジスタを継
    続的に接続したインバータ回路において、前記2個のM
    OSトランジスタのどちらか一方と、電源端子とのあい
    だにゲートとドレインを直接接続した少なくとも1つ以
    上のMOSトランジスタを直列に接続したことを特徴と
    するインバータ回路。
JP60077829A 1985-04-12 1985-04-12 インバ−タ回路 Pending JPS61237515A (ja)

Priority Applications (1)

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JP60077829A JPS61237515A (ja) 1985-04-12 1985-04-12 インバ−タ回路

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JP60077829A JPS61237515A (ja) 1985-04-12 1985-04-12 インバ−タ回路

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ID=13644928

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JP60077829A Pending JPS61237515A (ja) 1985-04-12 1985-04-12 インバ−タ回路

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