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JP4934396B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP4934396B2
JP4934396B2 JP2006284124A JP2006284124A JP4934396B2 JP 4934396 B2 JP4934396 B2 JP 4934396B2 JP 2006284124 A JP2006284124 A JP 2006284124A JP 2006284124 A JP2006284124 A JP 2006284124A JP 4934396 B2 JP4934396 B2 JP 4934396B2
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Description

本発明は半導体集積回路装置に関し、特に、定電流回路を含んだ半導体集積回路装置に適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, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor integrated circuit device including a constant current circuit.

例えば、特許文献1には、第1バイアス回路、第2バイアス回路、電流合算回路、第1プルダウン手段、第2プルダウン手段、及び自動パルス発生器を備えたバイアス回路が示されている。第1バイアス回路は正の温度特性を備えた電流を発生し、第2バイアス回路は負の温度特性を備えた電流を発生し、電流合算回路は、この第1および第2バイアス回路の電流を合算し第1バイアス電流を出力する。第1および第2プルダウン手段は、自動パルス発生器からの始動パルスに応じて、それぞれ第1および第2バイアス回路内の端子電圧を降下させ、これらの回路を始動させる。このような構成を用いることで、パワーダウン状態からアクティブ状態に遷移する時にバイアス電流を速やかに所定のレベルに到達させることが可能となる。
特開2000−242347号公報
For example, Patent Document 1 discloses a bias circuit including a first bias circuit, a second bias circuit, a current summing circuit, a first pull-down unit, a second pull-down unit, and an automatic pulse generator. The first bias circuit generates a current having a positive temperature characteristic, the second bias circuit generates a current having a negative temperature characteristic, and the current summing circuit generates the currents of the first and second bias circuits. Add together and output the first bias current. The first and second pull-down means drop the terminal voltages in the first and second bias circuits, respectively, in response to the start pulse from the automatic pulse generator, and start these circuits. By using such a configuration, the bias current can quickly reach a predetermined level when transitioning from the power-down state to the active state.
JP 2000-242347 A

近年、携帯電話機を始めとしてモバイル機器の需要が増大している。特に、モバイル機器は、バッテリによって駆動されるため、低消費電力が強く求められる。そこで、モバイル機器などに搭載のLSIでは、例えば、内部を複数の回路ブロックに分割し、ある時間帯で未使用となっている回路ブロックをスタンバイ状態にすることなどによって低消費電力化を図っている。   In recent years, demand for mobile devices such as mobile phones has increased. In particular, since mobile devices are driven by a battery, low power consumption is strongly required. Therefore, in LSIs mounted on mobile devices, etc., for example, the interior is divided into a plurality of circuit blocks, and circuit blocks that are not used in a certain time zone are put into a standby state to reduce power consumption. Yes.

図13は、本発明の前提として検討した半導体集積回路装置において、その構成概要の一例を示す回路図である。図13に示す半導体集積回路装置は、電源電圧VDDと接地電圧VSSMの間に設けられた回路ブロックBLKと、このVSSMを共通の接地電圧VSSに接続する複数の電源スイッチ(NMOSトランジスタ)PSW1〜PSWnと、PSW1〜PSWnのオン/オフを制御する電源スイッチコントローラVSWCから構成される。VSWCは、PSW1〜PSWnのゲートVSWGTと電源電圧VCCの間に並列接続されたPMOSトランジスタMP11,MP12と、VSWGTとVSSの間に接続されたNMOSトランジスタMN7を含み、これらのオン/オフを制御することでPSW1〜PSWnのオン/オフ(即ちBLKのアクティブ/スリープ)を制御する。   FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a schematic configuration of a semiconductor integrated circuit device studied as a premise of the present invention. The semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 13 includes a circuit block BLK provided between a power supply voltage VDD and a ground voltage VSSM, and a plurality of power switches (NMOS transistors) PSW1 to PSWn that connect this VSSM to a common ground voltage VSS. And a power switch controller VSWC that controls ON / OFF of PSW1 to PSWn. The VSWC includes PMOS transistors MP11 and MP12 connected in parallel between the gate VSWGT of the PSW1 to PSWn and the power supply voltage VCC, and an NMOS transistor MN7 connected between VSWGT and VSS, and controls on / off of these transistors. Thus, on / off of PSW1 to PSWn (that is, BLK active / sleep) is controlled.

図14は、図13の回路の動作例を示す波形図である。まず、スリープ状態から信号reqがアサートされると、ウェイクアップ状態となる。ウェイクアップ状態では、まず、ドライバ回路DV1を介してMP11がオンに、MN7がオフに駆動され、MP11がPMOSドライブ素子IS_refとして機能することでVSWGTのゲート容量を充電する。ただし、MP11の駆動能力は低く設計されているため、PSW1〜PSWnがしきい値を超えるまでの時間(時間T10に該当)がある程度必要となる。   FIG. 14 is a waveform diagram showing an operation example of the circuit of FIG. First, when the signal req is asserted from the sleep state, the wake-up state is entered. In the wake-up state, first, MP11 is driven on and MN7 is driven off via the driver circuit DV1, and MP11 functions as the PMOS drive element IS_ref to charge the gate capacitance of VSWGT. However, since the drive capability of MP11 is designed to be low, some time (corresponding to time T10) is required until PSW1 to PSWn exceed the threshold value.

PSW1〜PSWnがしきい値を超えると、時間T11において、VSSM等に蓄えられていた電荷(VCCレベルにチャージされた電荷)がVSSに向けて放電する。そして、これに伴い突入電流が発生する。この時間T11では、この電荷の放電に伴いVSWGTの電位は上がらず、ほぼ一定電位を保つことになる。電荷の放電が完了すると、時間T12において、再びVSWGTの電位が徐々に上昇する。そして、信号VSWMO(VSWGTの最遠端電位をモニタするための信号)の電位がシュミットトリガ回路SCH1のしきい値を超えると、NAND回路ND3を介してMP12がオンに駆動される。   When PSW1 to PSWn exceed the threshold value, the charge stored in VSSM or the like (charge charged to the VCC level) is discharged toward VSS at time T11. As a result, an inrush current is generated. At this time T11, the potential of VSWGT does not increase with the discharge of the electric charge, and is maintained at a substantially constant potential. When the discharge of the electric charge is completed, the potential of VSWGT gradually increases again at time T12. When the potential of the signal VSWMO (signal for monitoring the farthest end potential of VSWGT) exceeds the threshold value of the Schmitt trigger circuit SCH1, the MP12 is driven to turn on via the NAND circuit ND3.

MP12は、MP11に比べて駆動能力が高く設計されており、MP12のオンによってVSWGTの電位が急速に上昇し、PSW1〜PSWnが強いオン状態に駆動される(時間T13に該当)。そして、コンパレータ回路CMP1によって、VSWMOの電位が所定の検出電位(例えばVCCに近い電位)を超えると、信号ackがアサートされ、これによってウェイクアップが完了し、BLKがアクティブ状態へと遷移する。なお、信号reqがネゲートされると、MP11,MP12がオフに、MN7がオンに駆動され、BLKがスリープ状態へと遷移する。   MP12 is designed to have a higher driving capability than MP11. When MP12 is turned on, the potential of VSWGT rises rapidly, and PSW1 to PSWn are driven to a strong on state (corresponding to time T13). Then, when the potential of VSWMO exceeds a predetermined detection potential (for example, a potential close to VCC) by the comparator circuit CMP1, the signal ack is asserted, whereby wakeup is completed and BLK transitions to an active state. When the signal req is negated, MP11 and MP12 are turned off, MN7 is driven on, and BLK transitions to the sleep state.

このような電源スイッチコントローラVSWCでは、ウェイクアップ時間(即ち電源遮断状態から電源復帰状態への遷移時間)を可能な限り短くすることと、この電源復帰に伴い発生する突入電流のピークを可能な限り抑えることが求められる。ただし、この両者は、トレードオフの関係となり、例えば、ウェイクアップ時間を短くするために図13のVSWGTを短時間で急速に充電すると、前述した突入電流のピークが大きくなる。そうすると、例えば、VSSに接続された他の回路ブロックに大きなノイズが周り込み、誤動作等を誘発する。一方、突入電流のピークを抑えるためにはVSWGTの充電速度をある程度制御する必要があるが、そうすると、ウェイクアップ時間が長くなり、モバイル機器等の利便性が低下することになる。   In such a power switch controller VSWC, the wake-up time (that is, the transition time from the power-off state to the power-return state) is shortened as much as possible, and the peak of the inrush current generated due to the power-return is as much as possible. It is required to suppress. However, both are in a trade-off relationship. For example, when the VSWGT of FIG. 13 is rapidly charged in a short time in order to shorten the wake-up time, the peak of the inrush current described above increases. In this case, for example, a large noise wraps around other circuit blocks connected to the VSS, thereby causing a malfunction or the like. On the other hand, in order to suppress the peak of the inrush current, it is necessary to control the charging speed of the VSWGT to some extent. However, if this is done, the wake-up time becomes longer and the convenience of the mobile device or the like decreases.

そこで、図13および図14では、前述したトレードオフのバランスを保つため、MP11とMP12により2段階に分けてVSWGTの充電を行っている。しかしながら、この回路では、例えば、PMOSドライブ素子IS_refのばらつきに起因して、ウェイクアップ時間および突入電流にばらつきが生じる恐れがある。すなわち、IS_ref内のPMOSトランジスタMP11において、プロセスばらつきや電源電圧VCCのばらつき、または温度依存性などが生じると、ウェイクアップ時間が過剰になったり、突入電流が過剰になったりといった事態が生じる。このようなばらつきを加味してシミュレーションでの検討を行った結果、図14の実線と波線で示すように、ウェイクアップ時間T1(および突入電流のピーク値)が3〜5倍程度ばらつくことが判明した。なお、通常は、信頼性を重視し、ばらつきが生じても突入電流が規格値を超えないように設計するため(すなわちMP11の駆動能力を絞り込むため)、ウェイクアップ時間が犠牲になる場合が多い。   Therefore, in FIG. 13 and FIG. 14, the VSWGT is charged in two stages by MP11 and MP12 in order to maintain the trade-off balance described above. However, in this circuit, for example, variations in the wake-up time and inrush current may occur due to variations in the PMOS drive element IS_ref. That is, in the PMOS transistor MP11 in IS_ref, when process variation, power supply voltage VCC variation, temperature dependency, or the like occurs, a situation occurs in which the wake-up time becomes excessive or the inrush current becomes excessive. As a result of simulation studies taking such variations into consideration, it has been found that the wake-up time T1 (and the peak value of the inrush current) varies about 3 to 5 times as shown by the solid line and the wavy line in FIG. did. Normally, reliability is emphasized, and the wake-up time is often sacrificed in order to design the inrush current so as not to exceed the standard value even if variations occur (that is, to narrow down the MP11 drive capability). .

このような問題を解決するためには、例えば特許文献1のような技術を利用して、安定したバイアス電流で電源スイッチPSW1〜PSWnを駆動するような方式が考えられる。しかしながら、特許文献1の技術では、始動パルスによってひとたびバイアス回路を起動すると、電源電圧が投入されている間はバイアス回路に定常電流が流れ続ける回路構成であるため、十分な低消費電力化が図れない恐れがある。また、例えば電源スイッチのような負荷容量が大きい負荷回路を駆動した場合に、それを安定状態にするまでの時間(すなわち前述したウェイクアップ時間に該当)を短縮できない恐れがある。さらに、第2バイアス回路の電流は、第1バイアス回路の電流を利用して生成しているため、十分な温度補償特性を得られない恐れがある。   In order to solve such a problem, for example, a technique of driving the power supply switches PSW1 to PSWn with a stable bias current using a technique such as Patent Document 1 can be considered. However, in the technique of Patent Document 1, once the bias circuit is activated by the start pulse, a steady current continues to flow through the bias circuit while the power supply voltage is turned on, so that sufficient power consumption can be reduced. There is no fear. Further, when a load circuit having a large load capacity, such as a power switch, is driven, it may not be possible to shorten the time until the load circuit is brought into a stable state (ie, corresponding to the wake-up time described above). Furthermore, since the current of the second bias circuit is generated using the current of the first bias circuit, there is a possibility that sufficient temperature compensation characteristics cannot be obtained.

そこで、本発明の目的は、負荷を短時間で安定状態にすることが可能な半導体集積回路装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、バイアス回路を搭載した半導体集積回路装置の低消費電力化を実現することにある。本発明の前記ならびにそれ以外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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that can make a load stable in a short time. Another object of the present invention is to realize low power consumption of a semiconductor integrated circuit device equipped with a bias circuit. 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、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明による半導体集積回路装置は、パルス生成回路と、第1回路および第2回路と、第1トランジスタおよび第2トランジスタと、第1スイッチ回路および第2スイッチ回路と、第1プリチャージ回路および第2プリチャージ回路とを有する定電流回路となっている。パルス生成回路は、第1信号が活性化された際に1ショットパルス信号を生成する。第1トランジスタは第1回路でドライブされることで第1電流を出力し、第2トランジスタは第2回路でドライブされることで第2電流を出力する。第1回路は、第1電流が正または負の温度特性を持つように第1トランジスタをドライブし、これとは反対に、第2回路は、第2電流が負または正の温度特性を持つように第2トランジスタをドライブする。そして、この第1電流と第2電流を合算することで定電流出力を得る。第1スイッチ回路および第2スイッチ回路は、それぞれ第1回路および第2回路の電源経路(すなわち電源電圧との間または接地電圧との間)に設けられ、第1信号が非活性化された際にオフとなり第1回路および第2回路の電源を遮断する。第1および第2プリチャージ回路は、それぞれ、パルス生成回路の1ショットパルス信号を受け、そのパルスの期間で第1および第2トランジスタをオーバードライブする。   The semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a pulse generation circuit, a first circuit and a second circuit, a first transistor and a second transistor, a first switch circuit and a second switch circuit, a first precharge circuit, and a first precharge circuit. It is a constant current circuit having two precharge circuits. The pulse generation circuit generates a one-shot pulse signal when the first signal is activated. The first transistor is driven by the first circuit to output a first current, and the second transistor is driven by the second circuit to output a second current. The first circuit drives the first transistor such that the first current has a positive or negative temperature characteristic, and conversely, the second circuit causes the second current to have a negative or positive temperature characteristic. To drive the second transistor. Then, a constant current output is obtained by adding the first current and the second current. The first switch circuit and the second switch circuit are provided in the power supply paths (that is, between the power supply voltage and the ground voltage) of the first circuit and the second circuit, respectively, and when the first signal is deactivated And the power supply to the first circuit and the second circuit is cut off. The first and second precharge circuits receive the one-shot pulse signal from the pulse generation circuit, respectively, and overdrive the first and second transistors during the pulse period.

このような定電流回路を用いることで、温度等に依存せずにばらつきが小さい定電流を生成することが可能となる。また、このような定電流回路で負荷を駆動する際には、当該負荷を短時間で安定状態にすることが可能となる。すなわち、第1および第2プリチャージ回路により負荷容量の初期充電を行うことで、負荷を定電流により安定して駆動できる状態を短時間で作り出すことができる。さらに、負荷を駆動する必要がない場合には、第1および第2スイッチ回路により低消費電力化を図ることが可能となる。   By using such a constant current circuit, it is possible to generate a constant current with little variation without depending on temperature or the like. Further, when driving a load with such a constant current circuit, the load can be stabilized in a short time. That is, by performing initial charge of the load capacitance by the first and second precharge circuits, it is possible to create a state in which the load can be stably driven with a constant current in a short time. Furthermore, when there is no need to drive a load, the first and second switch circuits can reduce power consumption.

ここで、第1回路としては、例えば、2個のPMISトランジスタからなるカレントミラー回路と、2個のNMISトランジスタからなるカレントミラー回路を2段接続し、一方のNMISトランジスタのソースに電流値設定用の第1抵抗を加えたような構成が挙げられる。この場合、抵抗に温度依存性がないものとすると、電源電圧やプロセス依存性が小さく、正の温度特性を備えた電流を生成することができ、この電流で第1トランジスタを駆動することで第1電流も正の温度特性を備えたものとなる。一方、第2回路としては、例えば、複数のダイオード接続のPMISトランジスタを直列接続し、これによって得られるしきい値に基づく電位で第2トランジスタを駆動するような構成が挙げられる。この場合は、しきい値の負の温度特性に伴い第2電流も負の温度特性を備える。このように、それぞれ独立した回路構成で正または負の温度特性を備えた電流を生成することで、温度依存性を備えない定電流を高精度で生成することが可能となる。   Here, as the first circuit, for example, a current mirror circuit composed of two PMIS transistors and a current mirror circuit composed of two NMIS transistors are connected in two stages, and the current value is set to the source of one NMIS transistor. The structure which added this 1st resistance is mentioned. In this case, if the resistance has no temperature dependence, the power supply voltage and process dependence are small, and a current having a positive temperature characteristic can be generated. By driving the first transistor with this current, the first transistor is driven. One current also has a positive temperature characteristic. On the other hand, as the second circuit, for example, a configuration in which a plurality of diode-connected PMIS transistors are connected in series, and the second transistor is driven with a potential based on a threshold value obtained thereby. In this case, the second current also has a negative temperature characteristic along with the negative temperature characteristic of the threshold value. Thus, by generating currents having positive or negative temperature characteristics with independent circuit configurations, it is possible to generate a constant current having no temperature dependence with high accuracy.

また、本発明による半導体集積回路装置は、電源スイッチによって電源遮断が可能な回路ブロックを含み、この電源スイッチを、第3トランジスタと前述したような定電流回路で並列にドライブする構成となっている。ここで、電源スイッチをオフからオンに遷移させる過程では、まず、電源スイッチに大きな突入電流が流れるのを防止するため定電流回路による抑制を加えながらドライブし、電源スイッチがある程度オンとなった段階で第3トランジスタによるドライブを開始する。この際に前述したような定電流回路の第1および第2プリチャージ回路を用いることで、大きな容量を備えた電源スイッチがしきい値を超えるまでの時間を短くできる。また、これに加えて定電流回路の電流ばらつきが小さいことから、第3トランジスタによるドライブが開始されるまでの期間において、突入電流値とその期間の長さのばらつきが小さく、かつその期間の平均値も短くすることができる。さらに、電源スイッチがオフの間や十分にオンとなった後は、前述した第1および第2スイッチ回路で定電流回路の動作を停止することで、消費電力の低減が実現可能となる。   The semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a circuit block that can be powered off by a power switch, and is configured to drive the power switch in parallel with the third transistor and the constant current circuit as described above. . Here, in the process of transitioning the power switch from OFF to ON, first, the power switch is turned on to some extent while being driven while being suppressed by a constant current circuit to prevent a large inrush current from flowing through the power switch. Then, driving by the third transistor is started. At this time, by using the first and second precharge circuits of the constant current circuit as described above, the time until the power switch having a large capacity exceeds the threshold can be shortened. In addition, since the current variation of the constant current circuit is small, the variation of the inrush current value and the length of the period is small in the period until the drive by the third transistor is started, and the average of the period The value can also be shortened. Furthermore, the power consumption can be reduced by stopping the operation of the constant current circuit with the first and second switch circuits described above while the power switch is turned off or after it is sufficiently turned on.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、負荷を短時間で安定状態にすることが可能な半導体集積回路装置を実現できる。また、半導体集積回路装置の消費電力が低減できる。   A brief description of effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application can realize a semiconductor integrated circuit device capable of setting a load in a stable state in a short time. In addition, power consumption of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like exist. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

また、以下の実施の形態においては、pチャネル型のMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタ(PMISトランジスタ)の一例としてPMOS(P-Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを用い、nチャネル型のMISトランジスタ(NMISトランジスタ)の一例としてNMOSトランジスタを用いることとする。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   In the following embodiments, a PMOS (P-Metal Oxide Semiconductor) transistor is used as an example of a p-channel type MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor (PMIS transistor), and an n-channel type MIS transistor (NMIS transistor). As an example, an NMOS transistor is used. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示すブロック図である。図1に示す半導体集積回路装置は、イネーブル信号ENを受けて定電流Iの出力を開始する定電流回路ISとなっている。定電流回路ISは、スタートアップ回路ST−UPと、電流バイアス回路IBIASと、温度補正回路T−CPSと、スイッチ回路SW1,SW2と、プリチャージ回路PC1,PC2と、出力トランジスタ(ここではPMOSトランジスタ)MP1,MP2などから構成される。MP1およびMP2は、ソースが電源電圧VCCに、ドレインが共通に接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 1 is a constant current circuit IS that receives an enable signal EN and starts outputting a constant current I. The constant current circuit IS includes a startup circuit ST-UP, a current bias circuit IBIAS, a temperature correction circuit T-CPS, switch circuits SW1 and SW2, precharge circuits PC1 and PC2, and an output transistor (here, a PMOS transistor). It consists of MP1, MP2, etc. MP1 and MP2 have a source connected to the power supply voltage VCC and a drain connected in common.

スタートアップ回路ST−UPは、イネーブル信号ENが活性化された際に、1ショットパルス信号を出力する。電流バイアス回路IBIASは、ST−UPからの出力信号やイネーブル信号ENの活性化を受けて起動し、MP1が電流I1を出力するようにMP1の制御入力ノード(ゲート)をドライブする。温度補正回路T−CPSは、イネーブル信号ENの活性化を受けて起動し、MP2が電流I2を出力するようにMP2の制御入力ノード(ゲート)をドライブする。スイッチ回路SW1は、IBIASの電源経路(すなわち、IBIASと電源電圧との間または接地電圧との間)に設けられる。ここでは、IBIASと接地電圧VSSの間に設けられたNMOSトランジスタMN1となっており、イネーブル信号ENの非活性化を受けて、IBIASとVSSの接続を切り離す。同様に、スイッチ回路SW2は、T−CPSの電源経路に設けられる。ここでは、T−CPSとVSSの間に設けられたNMOSトランジスタMN2となっており、イネーブル信号ENの非活性化を受けて、T−CPSとVSSの接続を切り離す。   The start-up circuit ST-UP outputs a one-shot pulse signal when the enable signal EN is activated. The current bias circuit IBIAS is activated in response to the activation of the output signal from the ST-UP and the enable signal EN, and drives the control input node (gate) of the MP1 so that the MP1 outputs the current I1. The temperature correction circuit T-CPS is activated in response to the activation of the enable signal EN, and drives the control input node (gate) of the MP2 so that the MP2 outputs the current I2. The switch circuit SW1 is provided in the power supply path of IBIAS (that is, between IBIAS and the power supply voltage or between the ground voltage). Here, the NMOS transistor MN1 is provided between IBIAS and the ground voltage VSS, and the connection between IBIAS and VSS is disconnected in response to the deactivation of the enable signal EN. Similarly, the switch circuit SW2 is provided in the power supply path of the T-CPS. Here, the NMOS transistor MN2 is provided between the T-CPS and VSS, and the connection between the T-CPS and VSS is disconnected in response to the deactivation of the enable signal EN.

プリチャージ回路PC1は、MP1のゲートに接続される。ここでは、MP1のゲートとVSSの間に設けられたNMOSトランジスタMN3となっており、ST−UPからの1ショットパルス信号のパルス幅に基づいてMP1のゲートをVSSに駆動する。すなわち、ST−UPによって定められる時間、MP1をオーバードライブし、MP1の出力ノード(ドレイン)における負荷容量をプリチャージする。同様に、プリチャージ回路PC2は、MP2のゲートに接続される。ここでは、MP2のゲートとVSSの間に設けられたNMOSトランジスタMN4となっており、ST−UPからの1ショットパルス信号のパルス幅に基づいてMP2のゲートをVSSに駆動する。すなわち、ST−UPによって定められる時間、MP2をオーバードライブし、MP2の出力ノード(ドレイン)における負荷容量をプリチャージする。   The precharge circuit PC1 is connected to the gate of MP1. Here, the NMOS transistor MN3 is provided between the gate of MP1 and VSS, and the gate of MP1 is driven to VSS based on the pulse width of the one-shot pulse signal from ST-UP. That is, MP1 is overdriven for a time determined by ST-UP, and the load capacitance at the output node (drain) of MP1 is precharged. Similarly, the precharge circuit PC2 is connected to the gate of MP2. Here, the NMOS transistor MN4 is provided between the gate of MP2 and VSS, and the gate of MP2 is driven to VSS based on the pulse width of the one-shot pulse signal from ST-UP. That is, MP2 is overdriven for a time determined by ST-UP, and the load capacitance at the output node (drain) of MP2 is precharged.

図2は、図1における電流バイアス回路と温度補正回路の基本概念を示す概念図である。図2では、電流I1を生成するメイン電流バイアス回路IBIASmと、電流I2を生成するサブ電流バイアス回路IBIASsを合算(ADD)することで電流Iを生成している。IBIASmは、温度の上昇と共に電流Iが増加する正の温度特性か、または、温度の上昇と共に電流Iが減少する負の温度特性を備えている。一方、IBIASsは、IBIASmが正の温度特性の場合には、負の温度特性を備えたものとし、IBIASmが負の温度特性の場合には、正の温度特性を備えたものとする。そうすると、合算した電流I(=I1+I2)を、温度に依存しない定電流とすることができる。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the basic concepts of the current bias circuit and the temperature correction circuit in FIG. In FIG. 2, the current I is generated by adding (ADD) the main current bias circuit IBIASm that generates the current I1 and the sub current bias circuit IBIASs that generates the current I2. The IBIASm has a positive temperature characteristic in which the current I increases as the temperature increases, or a negative temperature characteristic in which the current I decreases as the temperature increases. On the other hand, IBIASs has a negative temperature characteristic when IBIASm has a positive temperature characteristic, and has a positive temperature characteristic when IBIASm has a negative temperature characteristic. Then, the combined current I (= I1 + I2) can be a constant current independent of temperature.

このIBIASmは、図1でのIBIASおよびMP1に該当し、IBIASsは、図1でのT−CPSおよびMP2に該当する。各電流の大きさは、例えば、IBIASmからの電流I1をIBIASsからの電流I2よりも大きく設計するとよい。すなわち、まずIBIASmを設計し、この出力電流I1の温度依存性勾配を電流I2の温度依存性勾配で打ち消せるようにIBIASsを設計する。ここで、IBIASsは、前述した特許文献1のようにIBIASmの電流を利用せずに、IBIASmから完全に独立した回路とし、IBIASs単独で温度依存性勾配を決定できるようにする。これによって、温度依存性がない定電流を容易にまたは高精度に設計可能となる。   This IBIASm corresponds to IBIAS and MP1 in FIG. 1, and IBIASs corresponds to T-CPS and MP2 in FIG. The magnitude of each current may be designed, for example, such that the current I1 from IBIASm is larger than the current I2 from IBIASs. That is, first, IBIASm is designed, and IBIASs is designed so that the temperature dependent gradient of the output current I1 can be canceled by the temperature dependent gradient of the current I2. Here, IBIASs does not use the current of IBIASm as in Patent Document 1 described above, and is a circuit completely independent from IBIASm, so that the temperature-dependent gradient can be determined by IBIASs alone. This makes it possible to design a constant current having no temperature dependency easily or with high accuracy.

以上、図1のような定電流回路を用いることで、例えば、次のような効果が得られる。第1に、スタートアップ回路ST−UPにより、電流バイアス回路IBIASを起動すると共に、プリチャージ回路PC1,PC2を介して出力トランジスタMP1,MP2のオーバードライブも行っているため、負荷を短時間で安定状態にすることが可能となる。すなわち、例えば大きい負荷容量を備えたトランジスタを安定したバイアス状態で駆動したい場合などでは、その初期段階として当該トランジスタのしきい値を超えさせるまでに時間を要してしまう。図1の構成を用いると、この時間を短縮可能となり、負荷が安定状態となるまでの時間も短縮できる。また、定電流回路が温度依存性を持つ場合、電流Iのばらつきに伴い結果的に負荷を安定状態にするまでの時間が増大してしまう。図1の構成を用いると、このようなばらつきを抑制でき、常に一定の短い時間で負荷を安定状態にすることができる。   As described above, for example, the following effects can be obtained by using the constant current circuit as shown in FIG. First, the start-up circuit ST-UP activates the current bias circuit IBIAS and overdrives the output transistors MP1 and MP2 via the precharge circuits PC1 and PC2, so that the load can be stabilized in a short time. It becomes possible to. That is, for example, when it is desired to drive a transistor having a large load capacity in a stable bias state, it takes time to exceed the threshold value of the transistor as an initial stage. If the configuration of FIG. 1 is used, this time can be shortened, and the time until the load becomes stable can also be shortened. In addition, when the constant current circuit has temperature dependence, the time until the load is brought into a stable state increases as the current I varies. When the configuration of FIG. 1 is used, such a variation can be suppressed, and the load can always be stabilized in a short time.

第2に、イネーブル信号ENによりスイッチ回路SW1,SW2をオフに駆動することで、電流バイアス回路IBIASおよび温度補正回路T−CPSの消費電力を低減でき、定電流回路ISを動作させる必要がない場合に低消費電力化が図れる。すなわち、通常、バイアス回路(定電流回路)は、安定状態となるまでに時間を要することなどから常時オンさせて使用する場合が多い。しかしながら、図1の構成を用いると、必要がない場合にIBIASやT−CPSの動作を停止しても、その後の復帰時間(すなわち定電流回路ISを起動してから負荷を安定状態にするまでの時間)を短縮できることから、特に問題は生じない。   Secondly, when the switch circuits SW1 and SW2 are driven off by the enable signal EN, the power consumption of the current bias circuit IBIAS and the temperature correction circuit T-CPS can be reduced, and there is no need to operate the constant current circuit IS. In addition, low power consumption can be achieved. That is, normally, the bias circuit (constant current circuit) is often used while it is always turned on because it takes time to reach a stable state. However, if the configuration of FIG. 1 is used, even if the operation of IBIAS or T-CPS is stopped when it is not necessary, the subsequent recovery time (that is, from when the constant current circuit IS is started until the load is stabilized) ) Can be shortened, and no particular problem occurs.

図3は、図1の半導体集積回路装置において、その詳細な構成の一例を示す回路図である。図3において、セットアップ回路ST−UPは、例えば、1ショットパルス生成回路PGと、その出力ノードNaにゲートが接続され、電源電圧VCCにソースが接続されたPMOSトランジスタMP7から構成される。PGは、イネーブル信号ENと、ENを奇数段(ここでは5段)のインバータ回路で遅延させた信号とをNAND演算する回路となっており、これらのインバータ回路の段数によって1ショットパルスのパルス幅が定められる。   FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a detailed configuration of the semiconductor integrated circuit device of FIG. In FIG. 3, the setup circuit ST-UP includes, for example, a one-shot pulse generation circuit PG and a PMOS transistor MP7 having a gate connected to the output node Na and a source connected to the power supply voltage VCC. PG is a circuit that performs an NAND operation on the enable signal EN and a signal obtained by delaying EN by an odd number (in this case, five stages) of inverter circuits. The pulse width of one shot pulse depends on the number of stages of these inverter circuits. Is determined.

電流バイアス回路IBIASは、NMOSトランジスタMN5,MN6からなるカレントミラー回路の上にPMOSトランジスタMP3,MP4からなるカレントミラー回路を積み重ねた2段構成のカレントミラー回路と、電流値設定用の抵抗R1とを備えたものとなっている。MP3,MP4のソースは電源電圧VCCに接続され、MP3,MP4のゲートは共通に接続され、MP3のドレインはMN5のドレインに接続され、MP4のドレインはMN6のドレインとMP4のゲートに接続される。また、MN5のドレインはMP3のドレインとMN5のゲートに接続され、MN5のゲートはMN6のゲートと共通に接続され、MN5のソースは共通ノードNcに接続され、MN6のドレインはMP4のドレインに接続され、MN6のソースは抵抗R1を介してNcに接続される。   The current bias circuit IBIAS includes a two-stage current mirror circuit in which a current mirror circuit composed of PMOS transistors MP3 and MP4 is stacked on a current mirror circuit composed of NMOS transistors MN5 and MN6, and a resistor R1 for setting a current value. It has become a preparation. The sources of MP3 and MP4 are connected to the power supply voltage VCC, the gates of MP3 and MP4 are connected in common, the drain of MP3 is connected to the drain of MN5, and the drain of MP4 is connected to the drain of MN6 and the gate of MP4. . The drain of MN5 is connected to the drain of MP3 and the gate of MN5, the gate of MN5 is connected in common to the gate of MN6, the source of MN5 is connected to the common node Nc, and the drain of MN6 is connected to the drain of MP4. The source of MN6 is connected to Nc via resistor R1.

このようなIBIASに対し、ST−UP内のMP7のドレイン出力がMP3およびMN5のドレインに入力され、イネーブル信号ENをゲート入力、電源電圧VCCをソース入力とするPMOSトランジスタMP8のドレイン出力が、MP3,MP4のゲートに入力される。一方、MP4およびMN6のドレイン出力となるノードNbは、出力トランジスタ(PMOSトランジスタ)MP1のゲートに接続される。更に、共通ノードNcと接地電圧VSSの間には、スイッチ回路SW2となるNMOSトランジスタMN2が設けられ、MN2は、ソースがVSSに、ドレインがNcに、ゲートがENに接続される。   For such IBIAS, the drain output of MP7 in ST-UP is input to the drains of MP3 and MN5, the drain output of PMOS transistor MP8 having the enable signal EN as the gate input and the power supply voltage VCC as the source input is MP3. , MP4 are input to the gates. On the other hand, the node Nb serving as the drain output of MP4 and MN6 is connected to the gate of the output transistor (PMOS transistor) MP1. Further, an NMOS transistor MN2 serving as a switch circuit SW2 is provided between the common node Nc and the ground voltage VSS. The source of the MN2 is connected to VSS, the drain is connected to Nc, and the gate is connected to EN.

温度補正回路T−CPSは、例えば、それぞれダイオード接続されたPMOSトランジスタMP5およびMP6と、抵抗R2とがそれぞれ直接に接続された回路となっている。すなわち、MP5のソースは電源電圧VCCに接続され、MP5のゲートとドレインは共通に接続され、MP6のソースはMP5のゲートおよびドレインに接続され、MP6のゲートとドレインは共通に接続されると共に抵抗R2の一端に接続される。そして、MP6のドレイン出力が、出力トランジスタ(PMOSトランジスタ)MP2のゲートに入力される。また、抵抗R2の他端と接地電圧VSSの間には、スイッチ回路SW1となるNMOSトランジスタMN1が設けられ、MN1は、ソースがVSSに、ドレインがR2に、ゲートがENに接続される。   The temperature correction circuit T-CPS is, for example, a circuit in which the diode-connected PMOS transistors MP5 and MP6 and the resistor R2 are directly connected. That is, the source of MP5 is connected to the power supply voltage VCC, the gate and drain of MP5 are connected in common, the source of MP6 is connected to the gate and drain of MP5, the gate and drain of MP6 are connected in common and the resistance Connected to one end of R2. The drain output of MP6 is input to the gate of the output transistor (PMOS transistor) MP2. Further, an NMOS transistor MN1 serving as a switch circuit SW1 is provided between the other end of the resistor R2 and the ground voltage VSS. The source of the MN1 is connected to VSS, the drain is connected to R2, and the gate is connected to EN.

一方、出力トランジスタMP1のゲートには、プリチャージ回路PC1となるNMOSトランジスタMN3が接続され、出力トランジスタMP2のゲートには、プリチャージ回路PC2となるNMOSトランジスタMN4が接続される。MN3は、ソースがVSSに、ドレインがMP1のゲートに接続され、ゲートには、1ショットパルス生成回路PGの出力をインバータ回路IV1によって反転した信号が入力される。MN4も同様に、ソースがVSSに、ドレインがMP2のゲートに接続され、ゲートには、PGの出力をIV1によって反転した信号が入力される。さらに、MP1およびMP2のゲートには、MP1のゲートをドレイン、電源電圧VCCをソースとするMP9と、MP2のゲートをドレイン、電源電圧VCCをソースとするMP10が設けられ、MP9,MP10のゲートは、イネーブル信号ENに接続される。これによって、ENが非活性状態の際にはMP1,MP2がオフとなる。   On the other hand, the NMOS transistor MN3 serving as the precharge circuit PC1 is connected to the gate of the output transistor MP1, and the NMOS transistor MN4 serving as the precharge circuit PC2 is connected to the gate of the output transistor MP2. MN3 has a source connected to VSS and a drain connected to the gate of MP1, and a signal obtained by inverting the output of the one-shot pulse generation circuit PG by the inverter circuit IV1 is input to the gate. Similarly, the source of MN4 is connected to VSS, the drain is connected to the gate of MP2, and a signal obtained by inverting the output of PG by IV1 is input to the gate. Further, the MP1 and MP2 gates are provided with MP9 having the MP1 gate as a drain and the power supply voltage VCC as a source, and MP10 having the MP2 gate as a drain and the power supply voltage VCC as a source. , Connected to the enable signal EN. Thereby, when EN is inactive, MP1 and MP2 are turned off.

つぎに、図3の半導体集積回路装置の動作について説明する。図4は、図3の半導体集積回路装置において、その一部の回路を抽出したものであり、(a)は電流バイアス回路周りの回路図、(b)は温度補正回路周りの回路図である。図4(a)に示すように、電流バイアス回路IBIASにおけるMN5のゲート−ソース間電圧をVgs1とし、MN6のゲート−ソース間電圧をVgs2とし、MN5およびMN6のソース−ドレイン間電流をそれぞれIaおよびIbとおくと、式(1)の関係が成り立つ。   Next, the operation of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 3 will be described. 4 shows a part of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 3 extracted. FIG. 4A is a circuit diagram around the current bias circuit, and FIG. 4B is a circuit diagram around the temperature correction circuit. . As shown in FIG. 4A, the gate-source voltage of MN5 in the current bias circuit IBIAS is Vgs1, the gate-source voltage of MN6 is Vgs2, and the source-drain currents of MN5 and MN6 are Ia and If it is set to Ib, the relationship of Formula (1) will be materialized.

Vgs1=Vgs2+Ib×R1 (1)
そして、MN6の素子サイズ(W/L)をMN5の素子サイズのN倍とし、MN5,MN6は、式(2)に基づく飽和領域で動作することを考慮すると、式(2)の関係式を式(1)に代入することで、式(3)が得られる。
Vgs1 = Vgs2 + Ib × R1 (1)
Considering that the element size (W / L) of MN6 is N times the element size of MN5 and that MN5 and MN6 operate in the saturation region based on Expression (2), the relational expression of Expression (2) is By substituting into equation (1), equation (3) is obtained.

Ids=μ×Cox/2×(W/L)×(Vgs−Vth) (2) Ids = μ × Cox / 2 × (W / L) × (Vgs−Vth) 2 (2)

Figure 0004934396
ここで、MP3とMP4の素子サイズ(W/L)が同一と仮定すると、Ia=Ibであることを要求する。したがって、Ibは、式(4)で与えられる。
Figure 0004934396
Here, assuming that the element sizes (W / L) of MP3 and MP4 are the same, it is required that Ia = Ib. Therefore, Ib is given by equation (4).

Figure 0004934396
式(4)において、移動度μは温度に反比例するため、Ibは温度に比例し、正の温度特性を持つ。したがって、Ibを出力トランジスタMP1によってミラーリングした電流I1も、正の温度特性を持つことになる。
Figure 0004934396
In equation (4), since mobility μ is inversely proportional to temperature, Ib is proportional to temperature and has a positive temperature characteristic. Therefore, the current I1 obtained by mirroring Ib by the output transistor MP1 also has a positive temperature characteristic.

一方、図4(b)において、出力トランジスタMP2のゲート−ソース間電圧をVgs3とし、MP2が定常状態として飽和領域で動作する場合、MP2のソース−ドレイン間電流I2は、前述した式(2)に基づき式(5)で与えられる。   On the other hand, in FIG. 4B, when the gate-source voltage of the output transistor MP2 is Vgs3 and MP2 operates in the saturation region in a steady state, the source-drain current I2 of MP2 is given by the equation (2) described above. Is given by equation (5).

I2=μ×Cox/2×(W/L)×(Vgs3−Vth) (5)
ここで、Vgs3は、温度補正回路T−CPS内のダイオード接続からなるMP5,MP6によって、Vgs3=2Vthとなる。したがって、これを式(5)に代入すると、式(6)が得られる。
I2 = μ × Cox / 2 × (W / L) × (Vgs3-Vth) 2 (5)
Here, Vgs3 becomes Vgs3 = 2Vth by MP5 and MP6, which are diode-connected in the temperature correction circuit T-CPS. Therefore, substituting this into equation (5) yields equation (6).

I2=μ×Cox/2×(W/L)×(Vth) (6)
式(6)において、移動度μは温度に反比例し、また、しきい値Vthは、温度の上昇に伴い小さくなることから、I2は温度に反比例し、負の温度特性を持つことになる。したがって、前述したI1の正の温度特性をI2の負の温度特性で打ち消せるように、MP2の素子サイズ(W/L)などを調整することで、図1および図2のようにI1とI2を合算した電流Iは温度依存性を持たない定電流とすることができる。また、電流I1は、図4(a)のような回路構成により生成することで、電源電圧VCCやプロセスの変動にも殆ど依存せず、この電流I1をメインとする電流Iも、電源電圧VCCやプロセスの変動に殆ど依存しない定電流とすることができる。
I2 = μ × Cox / 2 × (W / L) × (Vth) 2 (6)
In the equation (6), the mobility μ is inversely proportional to the temperature, and the threshold value Vth decreases as the temperature rises. Therefore, I2 is inversely proportional to the temperature and has a negative temperature characteristic. Therefore, by adjusting the element size (W / L) of MP2 and the like so that the above-described positive temperature characteristic of I1 can be canceled by the negative temperature characteristic of I2, I1 and I2 as shown in FIGS. Can be a constant current having no temperature dependency. Further, the current I1 is generated by the circuit configuration as shown in FIG. 4A, so that it hardly depends on the power supply voltage VCC or process variations. Or a constant current almost independent of process variations.

なお、ここでは、電流バイアス回路IBIASよる電流I1を正の温度特性を持つものとしたが、式(4)におけるIbは抵抗R1の材質等によっては負の温度特性を持つこともあり、これに伴いI1が負の温度特性を持つことがある。この場合には、温度補正回路T−CPSを一般的に知られている正の温度特性を持つ回路で形成すればよい。   Here, the current I1 from the current bias circuit IBIAS is assumed to have a positive temperature characteristic, but Ib in equation (4) may have a negative temperature characteristic depending on the material of the resistor R1, etc. Accordingly, I1 may have a negative temperature characteristic. In this case, the temperature correction circuit T-CPS may be formed of a generally known circuit having positive temperature characteristics.

図5は、図3のスタートアップ回路関連の動作例を説明する波形図である。図5では、図3におけるイネーブル信号ENと、1ショットパルス生成回路PGの出力ノードNaと、電流バイアス回路IBIASの出力ノードNbと、出力トランジスタMP1,MP2からの出力電流Iが示されている。ENが‘L’レベル(非活性化レベル)から‘H’レベル(活性化レベル)に遷移すると、IBIASのスイッチ回路SW2(MN2)および温度補正回路T−CPSのスイッチ回路SW1(MN1)がオンすることでこれらが動作可能状態になると共に、PGによって、‘L’レベルの1ショットパルス信号が出力される。この1ショットパルス信号を受け、MP7を介してそのドレインノードが電源電圧VCCに駆動され、MN3を介してそのドレインノードNbが接地電圧VSSに駆動される。これに伴い瞬時に、IBIASが正常に動作できるバイアス点にバイアスされ、所定の電流を流せる起動状態となる。また、T−CPSは、ENの‘H’レベルへの遷移に伴い起動状態となる。   FIG. 5 is a waveform diagram for explaining an operation example related to the startup circuit of FIG. FIG. 5 shows the enable signal EN, the output node Na of the one-shot pulse generation circuit PG, the output node Nb of the current bias circuit IBIAS, and the output current I from the output transistors MP1 and MP2 in FIG. When EN transitions from the “L” level (deactivation level) to the “H” level (activation level), the switch circuit SW2 (MN2) of IBIAS and the switch circuit SW1 (MN1) of the temperature correction circuit T-CPS are turned on. As a result, these become operable, and a one-shot pulse signal of 'L' level is output by PG. Upon receiving this one-shot pulse signal, its drain node is driven to the power supply voltage VCC via MP7, and its drain node Nb is driven to the ground voltage VSS via MN3. As a result, the bias point is instantaneously biased to a bias point at which the IBIAS can normally operate, and a start-up state in which a predetermined current can flow can be obtained. Further, the T-CPS is activated in accordance with the transition of EN to the “H” level.

一方、この1ショットパルス信号が‘L’レベルの期間は、MN3,MN4(すなわちプリチャージ回路PC1,PC2)のオンにより出力トランジスタMP1,MP2がオーバードライブされ、比較的大きな電流Iが出力される。これによって、MP1,MP2のドレインに大きな負荷容量を備えた負荷回路が接続された場合でも、当該負荷回路を早期に起動状態に遷移させることが可能となる。   On the other hand, during the period when the one-shot pulse signal is at the “L” level, the output transistors MP1 and MP2 are overdriven by turning on MN3 and MN4 (that is, the precharge circuits PC1 and PC2), and a relatively large current I is output. . As a result, even when a load circuit having a large load capacity is connected to the drains of MP1 and MP2, the load circuit can be quickly shifted to the start-up state.

その後、1ショットパルス信号が‘L’レベルから‘H’レベルに遷移すると、MN3,MN4によるオーバードライブが停止し、これに伴いIBIASの出力ノードNbも、VCCとVSSの間の所定のレベルとなり、IBIASおよびT−CPSの特性で定められる安定した定電流Iが出力される。これによって、負荷回路も安定状態で駆動される。なお、図5では、比較対象として、スタートアップ回路ST−UPを備えない場合の波形例を破線で示しているが、この場合、ST−UPを備える場合と比較して、安定した定電流Iを出力できるようになるまで例えば数百ns程度遅れることがある。   After that, when the 1-shot pulse signal transitions from 'L' level to 'H' level, the overdrive by MN3 and MN4 stops, and the output node Nb of IBIAS also becomes a predetermined level between VCC and VSS. A stable constant current I determined by the characteristics of IBIAS and T-CPS is output. As a result, the load circuit is also driven in a stable state. In FIG. 5, as a comparison target, a waveform example when the start-up circuit ST-UP is not provided is shown by a broken line, but in this case, a stable constant current I is obtained as compared with the case where the ST-UP is provided. There may be a delay of, for example, several hundred ns until output is possible.

以上、本実施の形態1の半導体集積回路装置を用いることで、ばらつきが小さい定電流を高速に生成することが可能となる。また、この定電流の高速生成に加えて、前述したプリチャージ回路の機能により、定電流で負荷容量が大きい負荷回路を駆動する場合でも、それを短時間で安定状態にすることが可能となる。さらに、前述したスイッチ回路の機能によって、定電流を生成する必要がない場合での低消費電力化を実現できる。   As described above, by using the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment, a constant current with little variation can be generated at high speed. In addition to this high-speed constant current generation, the function of the precharge circuit described above makes it possible to stabilize the load circuit in a short time even when driving a load circuit with a constant current and a large load capacity. . Further, the function of the switch circuit described above can realize low power consumption when there is no need to generate a constant current.

なお、ここでは、図1の出力トランジスタとして電流ソース用のPMOSトランジスタMP1,MP2を用いたが、場合によっては、電流シンク用のNMOSトランジスタを用いることも可能である。この場合だと、例えば、プリチャージ回路PC1,PC2やスイッチ回路SW1,SW2を、ソースを電源電圧VCCとするPMOSトランジスタで構成すればよい。また、この場合、図3においては、例えば、電流バイアス回路IBIAS内の抵抗R1をPMOSトランジスタのソース側に設置し、温度補正回路T−CPS内をNMOSトランジスタのダイオード接続で構成し、その他の各素子も適宜極性等が合うように移動および変更すればよい。   Here, the current source PMOS transistors MP1 and MP2 are used as the output transistors in FIG. 1, but in some cases, a current sinking NMOS transistor may be used. In this case, for example, the precharge circuits PC1 and PC2 and the switch circuits SW1 and SW2 may be configured by PMOS transistors whose sources are the power supply voltage VCC. In this case, in FIG. 3, for example, the resistor R1 in the current bias circuit IBIAS is installed on the source side of the PMOS transistor, the temperature correction circuit T-CPS is configured by diode connection of the NMOS transistor, The element may be moved and changed so that the polarities and the like match as appropriate.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、実施の形態1で説明した定電流回路ISを内部電源遮断の制御に適用した場合について説明する。図6は、本発明の実施の形態2による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示すブロック図である。図6に示す半導体集積回路装置(半導体チップCP)は、複数の回路ブロックBLK1〜BLK3,BLK_cm,BLK_agと、複数系統の電源電圧VDD,VCCAと、複数系統の接地電圧VSSM1〜VSSM3,VSS,VSSAと、各回路ブロックの電源遮断を制御する各種電源遮断回路を含んだものとなっている。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a case will be described in which the constant current circuit IS described in the first embodiment is applied to control for shutting down an internal power supply. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. A semiconductor integrated circuit device (semiconductor chip CP) shown in FIG. 6 includes a plurality of circuit blocks BLK1 to BLK3, BLK_cm, and BLK_ag, a plurality of systems of power supply voltages VDD and VCCA, and a plurality of systems of ground voltages VSSM1 to VSSM3, VSS, and VSSA. And various power cut-off circuits for controlling the power cut-off of each circuit block.

電源遮断回路には、複数の電源スイッチPSW_BK1〜PSW_BK3と、複数の電源スイッチコントローラVSWC1〜VSWC3と、システムコントローラSYSCなどが含まれている。PSW_BK1〜PSW_BK3は、例えば、厚膜のMOSトランジスタや薄膜のMOSトランジスタなどであるが、ゲートリーク電流低減の観点からは、厚膜のMOSトランジスタを用いた方が望ましい。   The power cutoff circuit includes a plurality of power switches PSW_BK1 to PSW_BK3, a plurality of power switch controllers VSWC1 to VSWC3, a system controller SYSC, and the like. PSW_BK1 to PSW_BK3 are, for example, thick-film MOS transistors or thin-film MOS transistors. From the viewpoint of reducing gate leakage current, it is desirable to use thick-film MOS transistors.

BLK1はVDDとVSSM1で動作し、BLK2はVDDとVSSM2で動作し、BLK3はVDDとVSSM3で動作する。BLK1〜BLK3は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、RAM(Random Access Memory)、その他の特定用途IP(Intellectual Property)などであり、互いにデータ信号などの送受信を行う。また、BLK_cmは、VDDとVSSで動作し、例えば各回路ブロックで共通に使用されるクロック系の回路やRAMなどである。BLK_agは、VCCAとVSSAで動作し、例えば、ADC(Analog Digital Converter)等のアナログ回路である。このようなクロック系の回路やアナログ回路などは、通常、常時電源投入状態で使用される。   BLK1 operates with VDD and VSSM1, BLK2 operates with VDD and VSSM2, and BLK3 operates with VDD and VSSM3. BLK1 to BLK3 are, for example, a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a RAM (Random Access Memory), and other specific application IP (Intellectual Property), and perform transmission / reception of data signals and the like. BLK_cm is a clock circuit or RAM that operates in VDD and VSS and is commonly used in each circuit block. BLK_ag operates with VCCA and VSSA, and is an analog circuit such as an ADC (Analog Digital Converter), for example. Such a clock system circuit, an analog circuit, and the like are normally used in a constantly powered state.

PSW_BK1はVSSM1とVSSの間に設けられ、PSW_BK2はVSSM2とVSSの間に設けられ、PSW_BK3はVSSM3とVSSの間に設けられる。このPSW_BK1〜PSW_BK3のオン/オフを個別に制御することで、BLK1〜BLK3が使用されない期間で個別に電源遮断状態(スリープ状態)に遷移させることができる。PSW_BK1のオン/オフはVSWC1によって制御され、PSW_BK2のオン/オフはVSWC2によって制御され、PSW_BK3のオン/オフはVSWC3によって制御される。SYSCは、例えばBLK1をスリープ状態から復帰させたい場合にVSWC1に対して信号reqを送信し、BLK1の電源復帰が完了しアクティブ状態となった場合にVSWC1から信号ackを受信する。同様にして、SYSCは、BLK2を復帰させたい場合にはVSWC2に対して信号reqを送信し、BLK3を復帰させたい場合にはVSWC3に対して信号reqを送信し、完了後には信号ackを受信する。   PSW_BK1 is provided between VSSM1 and VSS, PSW_BK2 is provided between VSSM2 and VSS, and PSW_BK3 is provided between VSSM3 and VSS. By individually controlling on / off of the PSW_BK1 to PSW_BK3, it is possible to individually shift to the power shut-off state (sleep state) in a period when the BLK1 to BLK3 are not used. On / off of PSW_BK1 is controlled by VSWC1, on / off of PSW_BK2 is controlled by VSWC2, and on / off of PSW_BK3 is controlled by VSWC3. For example, the SYSC transmits a signal req to the VSWC1 when it is desired to return the BLK1 from the sleep state, and receives the signal ack from the VSWC1 when the power recovery of the BLK1 is completed and becomes the active state. Similarly, SYSC sends signal req to VSWC2 when returning BLK2, and sends signal req to VSWC3 when returning BLK3, and receives signal ack after completion. To do.

図7は、図6の半導体集積回路装置のレイアウト構成の一例を示す概略図である。図7では、半導体チップCP内に、前述したような各回路ブロックBLK1〜BLK3,BLK_cm,BLK_agと、電源スイッチコントローラVSWC1〜VSWC3などが配置されている。回路ブロックBLK1〜BLK3のそれぞれの両脇には、前述したような電源スイッチPSW_BKの領域が備わっている。なお、図6では、記載を省略して、各回路ブロック(例えばBLK1)に対して1個の電源スイッチ(例えばPSW_BK1)を設けているが、実際には、1個ではなく複数の電源スイッチが並列に設けられ、この複数の電源スイッチが図7の電源スイッチの領域に配置される。   FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the layout configuration of the semiconductor integrated circuit device of FIG. In FIG. 7, the circuit blocks BLK1 to BLK3, BLK_cm, and BLK_ag as described above and the power switch controllers VSWC1 to VSWC3 are arranged in the semiconductor chip CP. On both sides of each of the circuit blocks BLK1 to BLK3, a region of the power switch PSW_BK as described above is provided. In FIG. 6, the description is omitted and one power switch (for example, PSW_BK1) is provided for each circuit block (for example, BLK1). However, actually, a plurality of power switches are used instead of one. Provided in parallel, the plurality of power switches are arranged in the power switch region of FIG.

図8は、図6の半導体集積回路装置において、その電源スイッチコントローラの構成例を示す回路図である。図8に示す電源スイッチコントローラVSWCは、出力トランジスタ(PMOSトランジスタ)MP12と、NMOSトランジスタMN7と、シュミットトリガ回路SCH1と、コンパレータ回路CMP1と、AND回路AD1と、NAND回路ND2と、インバータ回路IV2,IV3と、定電流回路ISなどを備えている。定電流回路ISは、実施の形態1で述べた図1や図3のような回路である。そして、VSWCの出力となる信号(信号ノード)VSWGTによって、複数の電源スイッチ(NMOSトランジスタ)PSW1〜PSWn(例えば、図6のPSW_BK1に該当)が制御され、回路ブロックBLK(例えば図6のBLK1に該当)のスリープ状態やアクティブ状態が制御される。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of the power switch controller in the semiconductor integrated circuit device of FIG. The power switch controller VSWC shown in FIG. 8 includes an output transistor (PMOS transistor) MP12, an NMOS transistor MN7, a Schmitt trigger circuit SCH1, a comparator circuit CMP1, an AND circuit AD1, a NAND circuit ND2, and inverter circuits IV2 and IV3. And a constant current circuit IS. The constant current circuit IS is a circuit as shown in FIG. 1 or 3 described in the first embodiment. Then, a plurality of power switches (NMOS transistors) PSW1 to PSWn (for example, corresponding to PSW_BK1 in FIG. 6) are controlled by a signal (signal node) VSWGT which is an output of VSWC, and the circuit block BLK (for example, BLK1 in FIG. 6) is controlled. Applicable) sleep state and active state are controlled.

定電流回路ISにはAND回路AD1の出力が入力され、ISの出力はVSWGTに接続される。AD1は、一方の入力が信号reqであり、他方の入力が信号ackをIV2で反転した信号となっている。MP12は、ソースが電源電圧VCCに、ドレインがVSWGTに、ゲートがND2の出力に接続される。MN7は、ソースが接地電圧VSSに、ドレインがVSWGTに接続され、ゲートには信号reqをIV3で反転した信号が入力される。ND2は、一方の入力が信号reqであり、他方の入力がシュミットトリガ回路SCH1の出力となっている。SCH1には、VSWGTの最遠端電位をモニタするための帰還信号である信号VSWMOが入力される。また、VSWMOは、一端に所定の検出電位が入力されたコンパレータ回路CMP1の他端にも入力され、CMP1によって信号ackが出力される。   The output of the AND circuit AD1 is input to the constant current circuit IS, and the output of the IS is connected to VSWGT. In AD1, one input is a signal req, and the other input is a signal obtained by inverting the signal ack with IV2. The MP12 has a source connected to the power supply voltage VCC, a drain connected to VSWGT, and a gate connected to the output of ND2. In MN7, the source is connected to the ground voltage VSS, the drain is connected to VSWGT, and a signal obtained by inverting the signal req at IV3 is input to the gate. One input of the ND2 is the signal req, and the other input is the output of the Schmitt trigger circuit SCH1. A signal VSWMO which is a feedback signal for monitoring the farthest end potential of VSWGT is input to SCH1. VSWMO is also input to the other end of the comparator circuit CMP1, which has a predetermined detection potential input to one end, and a signal ack is output by CMP1.

このような構成において、まず、回路ブロックBLKの初期状態をスリープ状態とすると、reqおよびack共に‘L’レベルであり、MN7がオン、MP12がオフとなっている。そして、定電流回路ISにおいては、reqの‘L’レベルに伴い図1および図3のイネーブル信号ENに‘L’レベルが入力され、スイッチ回路SW1,SW2の機能により電流バイアス回路IBIASおよび温度補正回路T−CPSの動作が停止している。したがって、電源スイッチPSW1〜PSWnのオフに伴い回路ブロックBLKの消費電力を削減していることに加え、定電流回路ISの消費電力も削減している。   In such a configuration, when the initial state of the circuit block BLK is set to the sleep state, both req and ack are at the ‘L’ level, MN7 is on, and MP12 is off. In the constant current circuit IS, the “L” level is input to the enable signal EN of FIGS. 1 and 3 in accordance with the “L” level of req, and the current bias circuit IBIAS and the temperature correction are performed by the functions of the switch circuits SW1 and SW2. The operation of the circuit T-CPS is stopped. Therefore, in addition to reducing the power consumption of the circuit block BLK as the power switches PSW1 to PSWn are turned off, the power consumption of the constant current circuit IS is also reduced.

次いで、BLKをスリープ状態からアクティブ状態に遷移させるため、reqを‘L’レベルから‘H’レベルに遷移させると、MN7がオフとなり、MP12もSCH1の‘L’レベル出力に伴いオフを維持する。そして、定電流回路ISが図1および図3で述べたような動作を開始する。すなわち、IBIASおよびT−CPSが高速に起動され、その初期段階でプリチャージ回路PC1,PC2に伴う比較的大きな電流IがVSWGTに出力される。これにより、PSW1〜PSWnの大きなゲート容量が急速に充電され、PSW1〜PSWnは短時間でしきい値を超えた状態となる。つまり、前述した図14で説明すると、時間T10を短縮することができる。その後は、PC1,PC2の停止に伴い安定した定電流Iが出力され、PSW1〜PSWnでの突入電流を抑制しながら、VSSMの電荷がVSSに向けて放電される。   Next, in order to transition BLK from the sleep state to the active state, when req is transitioned from the “L” level to the “H” level, the MN7 is turned off, and the MP12 is also kept off according to the “L” level output of the SCH1. . Then, the constant current circuit IS starts the operation as described in FIGS. That is, IBIAS and T-CPS are activated at high speed, and a relatively large current I associated with the precharge circuits PC1 and PC2 is output to VSWGT at the initial stage. As a result, the large gate capacities of PSW1 to PSWn are rapidly charged, and PSW1 to PSWn are in a state of exceeding the threshold value in a short time. That is, the time T10 can be shortened as described with reference to FIG. Thereafter, a stable constant current I is output as PC1 and PC2 are stopped, and the charge of VSSM is discharged toward VSS while suppressing the inrush current in PSW1 to PSWn.

このVSSMの電荷の放電後、VSWGTの電位が上昇し、VSWMOの電位がSCH1のしきい値を超えると、ND2の出力が‘L’レベルに遷移し、定電流回路IS内の出力トランジスタよりも十分に大きい駆動能力を備えたMP12がオンとなる。これによって、VSWGTがほぼVCCレベルに駆動され、PSW1〜PSWnが強いオン状態となる。また、VSWGT(VSWMO)がほぼVCCレベルになると、CMP1が‘H’レベルを出力し、ackがアサートされることでBLKがアクティブ状態となる。そうすると、AD1の出力が‘L’レベルとなり、IS内のIBIASおよびT−CPSがスイッチ回路SW1,SW2により動作を停止し、出力トランジスタMP1,MP2がオフに駆動される。このように、アクティブ状態となった際にもISの動作を停止することで、より低消費電力化が図れる。   After the discharge of the VSSM charge, when the potential of VSWGT rises and the potential of VSWMO exceeds the threshold value of SCH1, the output of ND2 transitions to the 'L' level, which is higher than the output transistor in the constant current circuit IS. MP12 with a sufficiently large driving capability is turned on. As a result, VSWGT is driven to substantially the VCC level, and PSW1 to PSWn are turned on strongly. When VSWGT (VSWMO) is substantially at the VCC level, CMP1 outputs the 'H' level, and ACK is asserted, so that BLK becomes active. Then, the output of AD1 becomes ‘L’ level, the IBIAS and T-CPS in IS are stopped by the switch circuits SW1 and SW2, and the output transistors MP1 and MP2 are driven off. Thus, even when the active state is entered, the power consumption can be further reduced by stopping the IS operation.

また、スリープ状態からアクティブ状態に遷移させる際、前述したように定電流回路ISのばらつきが小さいため、短時間で安定的にアクティブ状態へ遷移させることが可能となる。すなわち、前述した図14で説明すると、実線と破線のばらつきを小さくでき、突入電流のピーク値を常に一定のレベルに保ちつつ、ウェイクアップ時間を常に一定の短い時間とすることができる。   Further, when the transition from the sleep state to the active state is made, since the variation of the constant current circuit IS is small as described above, the transition to the active state can be stably performed in a short time. That is, with reference to FIG. 14 described above, the variation between the solid line and the broken line can be reduced, and the peak value of the inrush current can always be kept at a constant level, and the wake-up time can always be made a constant short time.

以上、本実施の形態2の半導体集積回路装置を用いることで、内部電源遮断された回路ブロックを、突入電流を抑制しながら短時間で電源復帰させることが可能になる。また、内部電源遮断時に、当該回路ブロックに加えて定電流回路での消費電力も削減できる。さらに、当該回路ブロックが完全に電源復帰した後においても、定電流回路での消費電力を削減できる。このようなことから、半導体集積回路装置の低消費電力化が可能となる。   As described above, by using the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment, it is possible to restore the power supply of the circuit block whose internal power supply is cut off in a short time while suppressing the inrush current. In addition to the circuit block, power consumption in the constant current circuit can be reduced when the internal power supply is shut off. Furthermore, even after the circuit block is completely restored, the power consumption in the constant current circuit can be reduced. For this reason, the power consumption of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、実施の形態1で説明した定電流回路ISをI/O回路の制御に適用した場合について説明する。図9は、本発明の実施の形態3による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示す回路図である。本実施の形態3の半導体集積回路装置は、図9に示すような小振幅信号を生成するのに適したI/O回路IO1を含み、PMOSトランジスタMP22と、NMOSトランジスタMN22と、カレントミラー回路MLp,MLnと、定電流回路IS1,IS2などによって構成される。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a case where the constant current circuit IS described in the first embodiment is applied to control of an I / O circuit will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment includes an I / O circuit IO1 suitable for generating a small amplitude signal as shown in FIG. 9, and includes a PMOS transistor MP22, an NMOS transistor MN22, and a current mirror circuit MLp. , MLn and constant current circuits IS1, IS2 and the like.

カレントミラー回路MLpは、ソースが電源電圧VCCに、ゲートが共通に接続された2個のPMOSトランジスタMP20,MP21で構成され、MP20のドレインに接続された定電流回路IS2の電流をコピーし、MP21のドレインからMP22のソースに供給する。カレントミラー回路MLnは、ソースが電源電圧VSSに、ゲートが共通に接続された2個のNMOSトランジスタMN20,MN21で構成され、MN20のドレインに接続された定電流回路IS1の電流をコピーし、MN21のドレインからMN22のソースに供給する。   The current mirror circuit MLp is composed of two PMOS transistors MP20 and MP21 having a source connected to the power supply voltage VCC and a gate connected in common, and copies the current of the constant current circuit IS2 connected to the drain of MP20. To the source of MP22. The current mirror circuit MLn includes two NMOS transistors MN20 and MN21 having a source connected to the power supply voltage VSS and a gate connected in common, and copies the current of the constant current circuit IS1 connected to the drain of the MN20. To the source of MN22.

MP22はソースがMLpに、ゲートが入力信号(信号入力ノード)Vinに接続され、MN22はソースがMLnに、ゲートがVinに接続され、MP22とMN22のドレインが信号出力ノードとして共通に接続されている。定電流回路IS1,IS2は、図1や図3に示したような回路となっている。IS2に関しては、例えば、図1や図3におけるPMOSトランジスタMP1,MP2からの出力電流IをNMOSトランジスタからなるカレントミラー回路でコピーして適用する。   MP22 has a source connected to MLp, a gate connected to an input signal (signal input node) Vin, MN22 has a source connected to MLn, a gate connected to Vin, and a drain of MP22 and MN22 is commonly connected as a signal output node. Yes. The constant current circuits IS1, IS2 are circuits as shown in FIGS. As for IS2, for example, the output current I from the PMOS transistors MP1 and MP2 in FIGS. 1 and 3 is copied and applied by a current mirror circuit composed of NMOS transistors.

このような構成において、Vinに‘H’レベルの信号が入力されると、IS1に基づく電流Iが負荷抵抗R20に流れ、‘L’レベルの信号が入力されると、IS2に基づく電流Iが負荷抵抗R20に流れる。これによって、負荷抵抗R20には、「VCC/2」を基準に振幅「I×R20」の信号が伝送される。   In such a configuration, when an “H” level signal is input to Vin, the current I based on IS1 flows to the load resistor R20, and when an “L” level signal is input, the current I based on IS2 is It flows to the load resistance R20. As a result, a signal having an amplitude “I × R20” is transmitted to the load resistor R20 with “VCC / 2” as a reference.

図10は、本発明の実施の形態3による半導体集積回路装置において、その他の構成の一例を示す回路図である。本実施の形態3の半導体集積回路装置は、図10に示すようなスルーレートコントロール機能を備えたI/O回路IO2を含み、PMOSトランジスタMP23,MP24と、NMOSトランジスタMN23,MN24と、定電流回路IS1,IS2と、容量C1,C2などによって構成される。MP23は、ソースが電源電圧VCCに、ゲートが入力信号(信号入力ノード)Vin1に、ドレインが定電流回路IS2とMP24のゲートに接続される。MN23は、ソースが接地電圧VSSに、ゲートが入力信号(信号入力ノード)Vin2に、ドレインが定電流回路IS1とMN24のゲートに接続される。   FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of another configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment includes an I / O circuit IO2 having a slew rate control function as shown in FIG. 10, and includes PMOS transistors MP23 and MP24, NMOS transistors MN23 and MN24, and a constant current circuit. It is constituted by IS1, IS2, capacitors C1, C2, and the like. MP23 has a source connected to power supply voltage VCC, a gate connected to input signal (signal input node) Vin1, and a drain connected to the gates of constant current circuits IS2 and MP24. The MN23 has a source connected to the ground voltage VSS, a gate connected to the input signal (signal input node) Vin2, and a drain connected to the gates of the constant current circuits IS1 and MN24.

MP24は、ソースがVCCに、ゲートがIS2等に接続され、MN24は、ソースがVSSに、ゲートがIS1等に接続され、MP24とMN24のドレインは信号出力ノードVoutに共通に接続されている。容量C1は、MP24のゲート−ドレイン間に接続され、容量C2は、MN24のゲート−ドレイン間に接続される。定電流回路IS1,IS2は、図1や図3に示したような回路となっている。IS2に関しては、例えば、図1や図3におけるPMOSトランジスタMP1,MP2からの出力電流IをNMOSトランジスタからなるカレントミラー回路でコピーして適用する。   MP24 has a source connected to VCC, a gate connected to IS2 and the like, MN24 has a source connected to VSS and a gate connected to IS1 and the like, and the drains of MP24 and MN24 are commonly connected to signal output node Vout. The capacitor C1 is connected between the gate and drain of the MP24, and the capacitor C2 is connected between the gate and drain of the MN24. The constant current circuits IS1, IS2 are circuits as shown in FIGS. As for IS2, for example, the output current I from the PMOS transistors MP1 and MP2 in FIGS. 1 and 3 is copied and applied by a current mirror circuit composed of NMOS transistors.

このような構成において、Vin1およびVin2に‘H’レベルの信号が入力されると、MP24のゲート電荷がIS2の出力抵抗Rと容量C1による遅延時間(T=C1×R)を伴いながら放電され、MN24のゲート電荷がMN23によって放電される。したがって、MP24を介し、遅延時間(T=C1×R)でスルーレートが制御された‘H’レベル信号がVoutに出力される。一方、Vin1およびVin2に‘L’レベルの信号が入力されると、MP24のゲート電荷がMP23によって充電され、MN24のゲート電荷がIS1の出力抵抗Rと容量C2による遅延時間(T=C2×R)を伴いながら充電される。したがって、MN24を介し、遅延時間(T=C2×R)でスルーレートが制御された‘L’レベル信号がVoutに出力される。   In such a configuration, when an “H” level signal is input to Vin1 and Vin2, the gate charge of MP24 is discharged with a delay time (T = C1 × R) due to the output resistance R of IS2 and the capacitor C1. , The gate charge of MN24 is discharged by MN23. Therefore, the 'H' level signal whose slew rate is controlled by the delay time (T = C1 × R) is output to Vout via the MP24. On the other hand, when an 'L' level signal is input to Vin1 and Vin2, the gate charge of MP24 is charged by MP23, and the gate charge of MN24 is delayed by the output resistance R and capacitance C2 of IS1 (T = C2 × R ) Is charged. Therefore, the ‘L’ level signal whose slew rate is controlled by the delay time (T = C2 × R) is output to Vout via the MN24.

図11は、図9または図10のI/O回路を含んだ半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す概略図である。図11に示す半導体集積回路装置(半導体チップCP)は、例えば、その半導体チップCP内の外周部分に図9または図10で述べたようなI/O回路IO1,IO2が複数配置される。ただし、定電流回路IS1,IS2は、複数のI/O回路で共通使用することが可能であり、図11の例では、ある一箇所の領域に定電流回路ISを配置して、そこから複数のI/O回路IOに対して電流を供給している。これによって回路面積の低減が可能となる。   FIG. 11 is a schematic diagram showing a layout configuration example of a semiconductor integrated circuit device including the I / O circuit of FIG. 9 or FIG. In the semiconductor integrated circuit device (semiconductor chip CP) shown in FIG. 11, for example, a plurality of I / O circuits IO1 and IO2 as described in FIG. 9 or FIG. However, the constant current circuits IS1 and IS2 can be used in common by a plurality of I / O circuits. In the example of FIG. 11, a plurality of constant current circuits IS are arranged in a certain region. A current is supplied to the I / O circuit IO. As a result, the circuit area can be reduced.

以上、本実施の形態3の半導体集積回路装置を用いることで、高精度なI/O回路、または低消費電力化が可能なI/O回路、あるいは高速起動が可能なI/O回路を実現可能となる。すなわち、図9や図11に述べたような出力信号の振幅制御やスルーレート制御を高精度に行うためには、ばらつきが小さい定電流回路IS1,IS2が必要とされる。また、例えばスリープ状態の際に低消費電力化を図るためには、定電流回路IS1,IS2の動作を停止することが効果的である。さらに、I/O回路を例えばスリープ状態からアクティブ状態に短時間で復帰される(即ち高速起動させる)ためには、定電流回路IS1,IS2の起動が高速であることと、比較的素子サイズが大きく負荷容量が大きい最終段のトランジスタ(図9のMLp,MLnや図10のMP24,MN24に該当)の初期充電を高速に行うことが効果的である。このような事項は、これまでの説明から判るように、図1や図3で述べたような定電流回路ISを用いることで満たすことが可能となる。   As described above, by using the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment, a high-precision I / O circuit, an I / O circuit capable of reducing power consumption, or an I / O circuit capable of high-speed startup is realized. It becomes possible. That is, constant current circuits IS1 and IS2 with small variations are required in order to perform amplitude control and slew rate control of the output signal as described in FIGS. 9 and 11 with high accuracy. For example, in order to reduce power consumption in the sleep state, it is effective to stop the operation of the constant current circuits IS1 and IS2. Further, in order to return the I / O circuit from the sleep state to the active state in a short time (ie, to start up at high speed), the constant current circuits IS1 and IS2 are started up at a high speed, and the element size is relatively large. It is effective to perform initial charging of the final stage transistors (corresponding to MLp and MLn in FIG. 9 and MP24 and MN24 in FIG. 10) with a large load capacity at high speed. Such a matter can be satisfied by using the constant current circuit IS as described in FIGS. 1 and 3 as can be understood from the above description.

(実施の形態4)
本実施の形態4では、実施の形態1で説明した定電流回路ISをレギュレータ回路の制御に適用した場合について説明する。図12は、本発明の実施の形態4による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示す概略図である。図12に示す半導体集積回路装置は、レギュレータ回路VREGと、図1や図3に示したような定電流回路ISと、例えばCPUなどの所定の機能を備えた回路ブロックBLKを含んでいる。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a case where the constant current circuit IS described in the first embodiment is applied to control of a regulator circuit will be described. FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the fourth embodiment of the present invention. The semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 12 includes a regulator circuit VREG, a constant current circuit IS as shown in FIGS. 1 and 3, and a circuit block BLK having a predetermined function such as a CPU.

VREGは、PMOSトランジスタMP30と、アンプ回路AMPと、位相補償容量C3などから構成される。MP30は、ソースが電源電圧VCCに、ドレインがBLKおよびC3に、ゲートがAMPの出力に接続される。AMPは、一方の入力が定電流回路ISからの出力電流に応じて生成される参照電圧Vrefとなっており、他方の入力がMP30のドレインからの帰還信号となっている。   VREG includes a PMOS transistor MP30, an amplifier circuit AMP, a phase compensation capacitor C3, and the like. MP30 has a source connected to power supply voltage VCC, a drain connected to BLK and C3, and a gate connected to the output of AMP. One input of the AMP is a reference voltage Vref generated according to the output current from the constant current circuit IS, and the other input is a feedback signal from the drain of the MP30.

このような半導体集積回路装置では、参照電圧Vrefの大きさに基づいて、MP30を介してBLKに供給する電源電圧の大きさが定められる。したがって、BLKに対して安定した値の電源電圧を供給するためには、定電流回路ISのばらつきを小さくする必要がある。また、回路ブロックBLKがスリープ状態の場合には、VREGおよびISの動作を停止すると、より低消費電力化を図ることができる。さらに、スリープ状態からアクティブ状態に復帰する際には、早期にVrefを安定させ、VREGからBLKに供給される電源電圧を短時間で安定させる必要がある。   In such a semiconductor integrated circuit device, the magnitude of the power supply voltage supplied to the BLK via the MP30 is determined based on the magnitude of the reference voltage Vref. Therefore, in order to supply a stable power supply voltage to BLK, it is necessary to reduce the variation of the constant current circuit IS. Further, when the circuit block BLK is in the sleep state, the power consumption can be further reduced by stopping the operations of VREG and IS. Furthermore, when returning from the sleep state to the active state, it is necessary to stabilize Vref early and stabilize the power supply voltage supplied from VREG to BLK in a short time.

このような事項は、これまでの説明から判るように、図1や図3に示すような定電流回路ISを用いることで満たすことができる。すなわち、例えば、スリープ状態では、スイッチ回路SWによって電流バイアス回路IBIASおよび温度補正回路T−CPSの動作が停止し、Vrefが接地電圧VSSレベルとなる。そして、AMPの出力がVCCに近づくと共にMP30がオフとなりVREGが停止する。一方、アクティブ状態に復帰する際には、ISが短時間で起動すると共に、その初期段階で所定の時間だけVrefをオーバードライブし、比較的大きい容量を備えたMP30のゲートを急速にプリチャージすることで、VREGの出力を短時間で安定化させることができる。   Such a matter can be satisfied by using a constant current circuit IS as shown in FIGS. 1 and 3 as can be understood from the above description. That is, for example, in the sleep state, the operation of the current bias circuit IBIAS and the temperature correction circuit T-CPS is stopped by the switch circuit SW, and Vref becomes the ground voltage VSS level. Then, as the output of AMP approaches VCC, MP30 is turned off and VREG is stopped. On the other hand, when returning to the active state, the IS is activated in a short time, and Vref is overdriven for a predetermined time at the initial stage, and the gate of the MP30 having a relatively large capacity is rapidly precharged. As a result, the output of VREG can be stabilized in a short time.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、ここでは、定電流回路を、電源スイッチやI/O回路や電源回路に適用する例を説明したが、勿論これらに限定されるものではなく、高速起動や低消費電力化が求められる各種用途で有効活用することができる。   For example, here, an example in which the constant current circuit is applied to a power switch, an I / O circuit, and a power circuit has been described. However, the present invention is not limited to these, and various types of devices that require high-speed startup and low power consumption are described. It can be used effectively in applications.

本発明による半導体集積回路装置は、特に、電源スイッチによる低消費電力機能を備えた半導体集積回路装置に適用して有益な技術であり、これに限らず、定電流回路を含む半導体集積回路装置に対して広く適用可能である。   The semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a technique that is particularly useful when applied to a semiconductor integrated circuit device having a low power consumption function using a power switch. However, the present invention is not limited thereto, and is not limited to a semiconductor integrated circuit device including a constant current circuit. On the other hand, it is widely applicable.

本発明の実施の形態1による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. 図1における電流バイアス回路と温度補正回路の基本概念を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic concept of the current bias circuit and temperature correction circuit in FIG. 図1の半導体集積回路装置において、その詳細な構成の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a detailed configuration of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1. 図3の半導体集積回路装置において、その一部の回路を抽出したものであり、(a)は電流バイアス回路周りの回路図、(b)は温度補正回路周りの回路図である。In the semiconductor integrated circuit device of FIG. 3, a part of the circuit is extracted, (a) is a circuit diagram around the current bias circuit, and (b) is a circuit diagram around the temperature correction circuit. 図3のスタートアップ回路関連の動作例を説明する波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram illustrating an operation example related to the startup circuit of FIG. 3. 本発明の実施の形態2による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. 図6の半導体集積回路装置のレイアウト構成の一例を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a layout configuration of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 6. 図6の半導体集積回路装置において、その電源スイッチコントローラの構成例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of the power switch controller in the semiconductor integrated circuit device of FIG. 6. 本発明の実施の形態3による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3による半導体集積回路装置において、その他の構成の一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of another configuration in the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. 図9または図10のI/O回路を含んだ半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a layout configuration example of a semiconductor integrated circuit device including the I / O circuit of FIG. 9 or 10. 本発明の実施の形態4による半導体集積回路装置において、その構成の一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の前提として検討した半導体集積回路装置において、その構成概要の一例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an example of a configuration outline of a semiconductor integrated circuit device studied as a premise of the present invention. 図13の回路の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of the circuit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

IS 定電流回路
IS_ref PMOSドライブ素子
ST−UP スタートアップ回路
IBIAS 電流バイアス回路
T−CPS 温度補正回路
SW スイッチ回路
PC プリチャージ回路
MP PMOSトランジスタ
MN NMOSトランジスタ
PG 1ショットパルス生成回路
IV インバータ回路
R 抵抗
BLK 回路ブロック
PSW 電源スイッチ
VSWC 電源スイッチコントローラ
SYSC システムコントローラ
CP 半導体チップ
ND NAND回路
SCH シュミットトリガ回路
CMP コンパレータ回路
ML カレントミラー回路
IO I/O回路
C 容量
AMP アンプ回路
VREG レギュレータ回路
IS constant current circuit IS_ref PMOS drive element ST-UP startup circuit IBIAS current bias circuit T-CPS temperature correction circuit SW switch circuit PC precharge circuit MP PMOS transistor MN NMOS transistor PG 1 shot pulse generation circuit IV inverter circuit R resistance BLK circuit block PSW power switch VSWC power switch controller SYSC system controller CP semiconductor chip ND NAND circuit SCH Schmitt trigger circuit CMP comparator circuit ML current mirror circuit IO I / O circuit C capacity AMP amplifier circuit VREG regulator circuit

Claims (9)

第1信号が活性化された際に、第1パルス幅を備えた第2信号を出力するパルス生成回路と、
第1ノードによってドライブされ、出力ノードに第1電流を出力する第1トランジスタと、
第2ノードによってドライブされ、前記出力ノードに第2電流を出力する第2トランジスタと、
前記第1電流が温度上昇に伴って増加または減少するように前記第1ノードをドライブする第1回路と、
前記第2電流が温度上昇に伴って減少または増加するように前記第2ノードをドライブする第2回路と、
前記第1回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第1スイッチ回路と、
前記第2回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第2スイッチ回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第1トランジスタをオーバードライブする第1プリチャージ回路と、
前記第2ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第2トランジスタをオーバードライブする第2プリチャージ回路とを有し、
前記第1回路は、
ソースが電源電圧に接続された第1PMISトランジスタと、
ソースが前記電源電圧に接続され、ゲートがドレインおよび前記第1PMISトランジスタのゲートに共通に接続された第2PMISトランジスタと、
ソースが第1抵抗を介して第3ノードに接続され、ドレインが前記第2PMISトランジスタのドレインに接続された第1NMISトランジスタと、
ソースが前記第3ノードに接続され、ゲートがドレインおよび前記第1NMISトランジスタのゲートに共通に接続され、ドレインが前記第1PMISトランジスタのドレインに接続された第2NMISトランジスタと、
前記第1PMISトランジスタおよび前記第2NMISトランジスタのドレインと前記電源電圧の間に接続され、ゲートに前記第2信号が入力される第3PMISトランジスタとを備え、
前記第2PMISトランジスタおよび前記第1NMISトランジスタのドレインが前記第1ノードとなっており、
前記第1スイッチ回路は、前記第3ノードと接地電圧の間に接続された第3NMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
A pulse generation circuit that outputs a second signal having a first pulse width when the first signal is activated;
A first transistor driven by a first node and outputting a first current to an output node;
A second transistor driven by a second node and outputting a second current to the output node;
A first circuit that drives the first node such that the first current increases or decreases with increasing temperature;
A second circuit that drives the second node such that the second current decreases or increases with increasing temperature;
A first switch circuit connected to the power supply path of the first circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A second switch circuit connected to the power supply path of the second circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A first precharge circuit connected to the first node and receiving the second signal and overdriving the first transistor in a period of the first pulse width;
Connected to said second node, receiving said second signal have a second precharge circuit for overdriving the second transistor in the period of the first pulse width,
The first circuit includes:
A first PMIS transistor whose source is connected to the supply voltage;
A second PMIS transistor having a source connected to the power supply voltage and a gate commonly connected to a drain and a gate of the first PMIS transistor;
A first NMIS transistor having a source connected to a third node via a first resistor and a drain connected to the drain of the second PMIS transistor;
A second NMIS transistor having a source connected to the third node, a gate connected in common to the drain and the gate of the first NMIS transistor, and a drain connected to the drain of the first PMIS transistor;
A third PMIS transistor connected between a drain of the first PMIS transistor and the second NMIS transistor and the power supply voltage and having the gate input with the second signal;
The drains of the second PMIS transistor and the first NMIS transistor are the first node,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first switch circuit is a third NMIS transistor connected between the third node and a ground voltage .
第1信号が活性化された際に、第1パルス幅を備えた第2信号を出力するパルス生成回路と、
第1ノードによってドライブされ、出力ノードに第1電流を出力する第1トランジスタと、
第2ノードによってドライブされ、前記出力ノードに第2電流を出力する第2トランジスタと、
前記第1電流が温度上昇に伴って増加または減少するように前記第1ノードをドライブする第1回路と、
前記第2電流が温度上昇に伴って減少または増加するように前記第2ノードをドライブする第2回路と、
前記第1回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第1スイッチ回路と、
前記第2回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第2スイッチ回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第1トランジスタをオーバードライブする第1プリチャージ回路と、
前記第2ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第2トランジスタをオーバードライブする第2プリチャージ回路とを有し、
前記第2回路は、
電源電圧と前記第2ノードの間に直列接続され、それぞれダイオード接続された複数のPMISトランジスタと、
前記第2ノードと第4ノードの間に接続された第2抵抗とを備え、
前記第2スイッチ回路は、前記第4ノードと接地電圧の間に接続されたNMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
A pulse generation circuit that outputs a second signal having a first pulse width when the first signal is activated;
A first transistor driven by a first node and outputting a first current to an output node;
A second transistor driven by a second node and outputting a second current to the output node;
A first circuit that drives the first node such that the first current increases or decreases with increasing temperature;
A second circuit that drives the second node such that the second current decreases or increases with increasing temperature;
A first switch circuit connected to the power supply path of the first circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A second switch circuit connected to the power supply path of the second circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A first precharge circuit connected to the first node and receiving the second signal and overdriving the first transistor in a period of the first pulse width;
Connected to said second node, receiving said second signal have a second precharge circuit for overdriving the second transistor in the period of the first pulse width,
The second circuit includes:
A plurality of PMIS transistors connected in series between a power supply voltage and the second node, each diode-connected;
A second resistor connected between the second node and the fourth node;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second switch circuit is an NMIS transistor connected between the fourth node and a ground voltage .
第1信号が活性化された際に、第1パルス幅を備えた第2信号を出力するパルス生成回路と、
第1ノードによってドライブされ、出力ノードに第1電流を出力する第1トランジスタと、
第2ノードによってドライブされ、前記出力ノードに第2電流を出力する第2トランジスタと、
前記第1電流が温度上昇に伴って増加または減少するように前記第1ノードをドライブする第1回路と、
前記第2電流が温度上昇に伴って減少または増加するように前記第2ノードをドライブする第2回路と、
前記第1回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第1スイッチ回路と、
前記第2回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第2スイッチ回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第1トランジスタをオーバードライブする第1プリチャージ回路と、
前記第2ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第2トランジスタをオーバードライブする第2プリチャージ回路とを有し、
前記第1回路は、
ソースが電源電圧に接続された第1PMISトランジスタと、
ソースが前記電源電圧に接続され、ゲートがドレインおよび前記第1PMISトランジスタのゲートに共通に接続された第2PMISトランジスタと、
ソースが第1抵抗を介して第3ノードに接続され、ドレインが前記第2PMISトランジスタのドレインに接続された第1NMISトランジスタと、
ソースが前記第3ノードに接続され、ゲートがドレインおよび前記第1NMISトランジスタのゲートに共通に接続され、ドレインが前記第1PMISトランジスタのドレインに接続された第2NMISトランジスタとを備え、
前記第2PMISトランジスタおよび前記第1NMISトランジスタのドレインが前記第1ノードとなっており、
前記第1スイッチ回路は、前記第3ノードと接地電圧の間に接続された第3NMISトランジスタであり、
前記第2回路は、
電源電圧と前記第2ノードの間に直列接続され、それぞれダイオード接続された複数のPMISトランジスタと、
前記第2ノードと第4ノードの間に接続された第2抵抗とを備え、
前記第2スイッチ回路は、前記第4ノードと前記接地電圧の間に接続された第4NMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
A pulse generation circuit that outputs a second signal having a first pulse width when the first signal is activated;
A first transistor driven by a first node and outputting a first current to an output node;
A second transistor driven by a second node and outputting a second current to the output node;
A first circuit that drives the first node such that the first current increases or decreases with increasing temperature;
A second circuit that drives the second node such that the second current decreases or increases with increasing temperature;
A first switch circuit connected to the power supply path of the first circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A second switch circuit connected to the power supply path of the second circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A first precharge circuit connected to the first node and receiving the second signal and overdriving the first transistor in a period of the first pulse width;
Connected to said second node, receiving said second signal have a second precharge circuit for overdriving the second transistor in the period of the first pulse width,
The first circuit includes:
A first PMIS transistor whose source is connected to the supply voltage;
A second PMIS transistor having a source connected to the power supply voltage and a gate commonly connected to a drain and a gate of the first PMIS transistor;
A first NMIS transistor having a source connected to a third node via a first resistor and a drain connected to the drain of the second PMIS transistor;
A second NMIS transistor having a source connected to the third node, a gate connected in common to the drain and the gate of the first NMIS transistor, and a drain connected to the drain of the first PMIS transistor;
The drains of the second PMIS transistor and the first NMIS transistor are the first node,
The first switch circuit is a third NMIS transistor connected between the third node and a ground voltage;
The second circuit includes:
A plurality of PMIS transistors connected in series between a power supply voltage and the second node, each diode-connected;
A second resistor connected between the second node and the fourth node;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second switch circuit is a fourth NMIS transistor connected between the fourth node and the ground voltage .
請求項1乃至3のいずれか一項記載の半導体集積回路装置において、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタは、ソースが電源電圧に接続されたPMISトランジスタであり、
前記第1プリチャージ回路および前記第2プリチャージ回路は、ソースが接地電圧に接続されたNMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 3 ,
The first transistor and the second transistor are PMIS transistors whose sources are connected to a power supply voltage,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first precharge circuit and the second precharge circuit are NMIS transistors whose sources are connected to a ground voltage.
請求項1乃至3のいずれか一項記載の半導体集積回路装置において、さらに、
所定の機能を備えた回路ブロックと、
前記出力ノードによってドライブされ、前記回路ブロックの電源遮断機能を備えた電源スイッチとを備えることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
A circuit block having a predetermined function;
A semiconductor integrated circuit device comprising: a power switch driven by the output node and having a power cutoff function of the circuit block.
所定の機能を備えた回路ブロックと、
第1信号の活性化によって出力ノードに第3電流を出力する定電流回路と、
第3信号の活性化によって前記出力ノードに第4電流を出力する第3トランジスタと、
前記回路ブロックの電源経路に接続され、前記出力ノードによってドライブされる電源スイッチと、
前記出力ノードの電位を監視し、第1電位に達した際に前記第3信号を活性化する第1検出回路と、
前記出力ノードの電位を監視し、第2電位に達した際に第4信号を活性化する第2検出回路と、
前記第4信号が活性化された際に前記第1信号を非活性化する制御回路とを備え、
前記定電流回路は、
前記第1信号が活性化された際に、第1パルス幅を備えた第2信号を出力するパルス生成回路と、
第1ノードによってドライブされ、前記出力ノードに前記第3電流の一部となる第1電流を出力する第1トランジスタと、
第2ノードによってドライブされ、前記出力ノードに前記第3電流の他の一部となる第2電流を出力する第2トランジスタと、
前記第1電流が温度上昇に伴って増加または減少するように前記第1ノードをドライブする第1回路と、
前記第2電流が温度上昇に伴って減少または増加するように前記第2ノードをドライブする第2回路と、
前記第1回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第1スイッチ回路と、
前記第2回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第2スイッチ回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第1トランジスタをオーバードライブする第1プリチャージ回路と、
前記第2ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第2トランジスタをオーバードライブする第2プリチャージ回路とを有し、
前記第1回路は、
ソースが電源電圧に接続された第1PMISトランジスタと、
ソースが前記電源電圧に接続され、ゲートがドレインおよび前記第1PMISトランジスタのゲートに共通に接続された第2PMISトランジスタと、
ソースが第1抵抗を介して第3ノードに接続され、ドレインが前記第2PMISトランジスタのドレインに接続された第1NMISトランジスタと、
ソースが前記第3ノードに接続され、ゲートがドレインおよび前記第1NMISトランジスタのゲートに共通に接続され、ドレインが前記第1PMISトランジスタのドレインに接続された第2NMISトランジスタと、
前記第1PMISトランジスタおよび前記第2NMISトランジスタのドレインと前記電源電圧の間に接続され、ゲートに前記第2信号が入力される第3PMISトランジスタとを備え、
前記第2PMISトランジスタおよび前記第1NMISトランジスタのドレインが前記第1ノードとなっており、
前記第1スイッチ回路は、前記第3ノードと接地電圧の間に接続された第3NMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
A circuit block having a predetermined function;
A constant current circuit for outputting a third current to the output node by the activation of the first signal;
A third transistor that outputs a fourth current to the output node by activation of a third signal;
A power switch connected to the power path of the circuit block and driven by the output node;
A first detection circuit that monitors the potential of the output node and activates the third signal when the first potential is reached;
A second detection circuit that monitors the potential of the output node and activates a fourth signal when the second potential is reached;
A control circuit that deactivates the first signal when the fourth signal is activated;
The constant current circuit is:
A pulse generation circuit that outputs a second signal having a first pulse width when the first signal is activated;
A first transistor driven by a first node and outputting a first current that is part of the third current to the output node;
A second transistor driven by a second node and outputting a second current that is another part of the third current to the output node;
A first circuit that drives the first node such that the first current increases or decreases with increasing temperature;
A second circuit that drives the second node such that the second current decreases or increases with increasing temperature;
A first switch circuit connected to the power supply path of the first circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A second switch circuit connected to the power supply path of the second circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A first precharge circuit connected to the first node and receiving the second signal and overdriving the first transistor in a period of the first pulse width;
Connected to said second node, receiving said second signal have a second precharge circuit for overdriving the second transistor in the period of the first pulse width,
The first circuit includes:
A first PMIS transistor whose source is connected to the supply voltage;
A second PMIS transistor having a source connected to the power supply voltage and a gate commonly connected to a drain and a gate of the first PMIS transistor;
A first NMIS transistor having a source connected to a third node via a first resistor and a drain connected to the drain of the second PMIS transistor;
A second NMIS transistor having a source connected to the third node, a gate connected in common to the drain and the gate of the first NMIS transistor, and a drain connected to the drain of the first PMIS transistor;
A third PMIS transistor connected between a drain of the first PMIS transistor and the second NMIS transistor and the power supply voltage and having the gate input with the second signal;
The drains of the second PMIS transistor and the first NMIS transistor are the first node,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first switch circuit is a third NMIS transistor connected between the third node and a ground voltage .
所定の機能を備えた回路ブロックと、
第1信号の活性化によって出力ノードに第3電流を出力する定電流回路と、
第3信号の活性化によって前記出力ノードに第4電流を出力する第3トランジスタと、
前記回路ブロックの電源経路に接続され、前記出力ノードによってドライブされる電源スイッチと、
前記出力ノードの電位を監視し、第1電位に達した際に前記第3信号を活性化する第1検出回路と、
前記出力ノードの電位を監視し、第2電位に達した際に第4信号を活性化する第2検出回路と、
前記第4信号が活性化された際に前記第1信号を非活性化する制御回路とを備え、
前記定電流回路は、
前記第1信号が活性化された際に、第1パルス幅を備えた第2信号を出力するパルス生成回路と、
第1ノードによってドライブされ、前記出力ノードに前記第3電流の一部となる第1電流を出力する第1トランジスタと、
第2ノードによってドライブされ、前記出力ノードに前記第3電流の他の一部となる第2電流を出力する第2トランジスタと、
前記第1電流が温度上昇に伴って増加または減少するように前記第1ノードをドライブする第1回路と、
前記第2電流が温度上昇に伴って減少または増加するように前記第2ノードをドライブする第2回路と、
前記第1回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第1スイッチ回路と、
前記第2回路の電源経路に接続され、前記第1信号の活性化によってオンとなり、前記第1信号の非活性化によってオフとなる第2スイッチ回路と、
前記第1ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第1トランジスタをオーバードライブする第1プリチャージ回路と、
前記第2ノードに接続され、前記第2信号を受けて前記第1パルス幅の期間で前記第2トランジスタをオーバードライブする第2プリチャージ回路とを有し、
前記第2回路は、
電源電圧と前記第2ノードの間に直列接続され、それぞれダイオード接続された複数のPMISトランジスタと、
前記第2ノードと第4ノードの間に接続された第2抵抗とを備え、
前記第2スイッチ回路は、前記第4ノードと接地電圧の間に接続されたNMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
A circuit block having a predetermined function;
A constant current circuit for outputting a third current to the output node by the activation of the first signal;
A third transistor that outputs a fourth current to the output node by activation of a third signal;
A power switch connected to the power path of the circuit block and driven by the output node;
A first detection circuit that monitors the potential of the output node and activates the third signal when the first potential is reached;
A second detection circuit that monitors the potential of the output node and activates a fourth signal when the second potential is reached;
A control circuit that deactivates the first signal when the fourth signal is activated;
The constant current circuit is:
A pulse generation circuit that outputs a second signal having a first pulse width when the first signal is activated;
A first transistor driven by a first node and outputting a first current that is part of the third current to the output node;
A second transistor driven by a second node and outputting a second current that is another part of the third current to the output node;
A first circuit that drives the first node such that the first current increases or decreases with increasing temperature;
A second circuit that drives the second node such that the second current decreases or increases with increasing temperature;
A first switch circuit connected to the power supply path of the first circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A second switch circuit connected to the power supply path of the second circuit, turned on when the first signal is activated, and turned off when the first signal is deactivated;
A first precharge circuit connected to the first node and receiving the second signal and overdriving the first transistor in a period of the first pulse width;
Connected to said second node, receiving said second signal have a second precharge circuit for overdriving the second transistor in the period of the first pulse width,
The second circuit includes:
A plurality of PMIS transistors connected in series between a power supply voltage and the second node, each diode-connected;
A second resistor connected between the second node and the fourth node;
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second switch circuit is an NMIS transistor connected between the fourth node and a ground voltage .
請求項6または7記載の半導体集積回路装置において、
前記電源スイッチは、ソースが接地電圧に接続されたNMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 6 or 7 ,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the power switch is an NMIS transistor having a source connected to a ground voltage.
請求項記載の半導体集積回路装置において、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタは、ソースが電源電圧に接続されたPMISトランジスタであり、
前記第1プリチャージ回路および前記第2プリチャージ回路は、ソースが前記接地電圧に接続されたNMISトランジスタであることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 8 .
The first transistor and the second transistor are PMIS transistors whose sources are connected to a power supply voltage,
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein each of the first precharge circuit and the second precharge circuit is an NMIS transistor having a source connected to the ground voltage.
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