本發(fā)明涉及緩沖電路涉及半導體集成電路裝置、振蕩器、電子設備及基站。
背景技術:
公知有一種振蕩電路,其具有:恒定電壓生成電路;振蕩輸出生成電路;輸出電路,該輸出電路并列地具有多個mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor:金屬-氧化物半導體場效應晶體管)電路,由恒定電壓生成電路生成的恒定電壓作為電源電壓而被供給到該多個mosfet電路中,該多個mosfet電路各自的輸出點互相連接;和驅動電路,該驅動電路基于振蕩輸出來驅動根據(jù)選擇輸入而從多個mosfet電路中選擇出的mosfet電路,通過使根據(jù)選擇輸入而未被選擇的mosfet電路的輸出成為高阻抗,能夠變更負載的驅動能力(例如,參照日本特開2012-257183號公報)。
在上述日本特開2012-257183號公報中記載的振蕩電路中,在變更驅動能力時,通過切換流過電流的mosfet電路的數(shù)量,電流路徑的寬度也發(fā)生變化。這里,em(電遷移)耐受量與電流路徑的寬度成比例。因此,存在如下課題:在通過切換而使電流路徑的寬度變小的情況下,電遷移耐受量也下降。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于提供即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不會大幅變化的緩沖電路、半導體集成電路裝置、振蕩器、電子設備及基站。
本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的,能夠作為以下的方式或者應用例而實現(xiàn)。
【應用例1】
本發(fā)明的緩沖電路的一個方式的特征在于,具有:第1mosfet,其包含第1源極、第1柵極和第1漏極;第2mosfet,其包含第2源極、第2柵極和第2漏極;以及第3mosfet,其包含第3源極、第3柵極和所述第1漏極,所述第1mosfet與所述第2mosfet極性相同,所述第1柵極與所述第2柵極被電連接。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換多個mosfet的選擇,電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化。即,根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例2】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,還包含第4mosfet,該第4mosfet包含第4源極、第4柵極和所述第2漏極,所述第3mosfet與所述第4mosfet極性相同。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。而且,使第1漏極在第1mosfet和第3mosfet中共用,使第2漏極在第2mosfet和第4mosfet中共用,由此,能夠進一步縮小緩沖電路的布局面積。
【應用例3】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,還具有與所述第3柵極連接的第1開關。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,能夠容易地切換驅動能力。
【應用例4】
本發(fā)明的緩沖電路的一個方式的特征在于,具有:第1mosfet,其包含第1源極、第1柵極和第1漏極;第2mosfet,其包含第2源極、第2柵極和第2漏極;以及布線,其沿著與所述第1源極、第1柵極和第1漏極所排列的方向相交的方向延伸,所述第1mosfet與所述第2mosfet極性相同,所述第1漏極與所述第2漏極利用所述布線被電連接。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換多個mosfet的選擇,電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化。即,根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例5】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,還具有與所述第2柵極連接的第1開關。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,能夠容易地切換驅動能力。
【應用例6】
本發(fā)明的緩沖電路的一個方式的特征在于,具有:第1mosfet,其包含第1源極、第1柵極和第1漏極;第2mosfet,其包含第2源極、第2柵極和第2漏極;第3mosfet,其包含第3源極、第3柵極和所述第1漏極;以及第4mosfet,其包含第4源極、第4柵極和所述第2漏極,所述第1mosfet、所述第2mosfet、所述第3mosfet、所述第4mosfet極性相同,所述第1柵極與所述第3柵極被電連接,所述第2柵極與所述第4柵極被電連接,所述第1漏極與所述第2漏極利用共用的布線被電連接。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換多個mosfet的選擇,電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化。即,根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例7】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,還具有與所述第2柵極和所述第4柵極連接的第1開關。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,能夠容易地切換驅動能力。
【應用例8】
本發(fā)明的緩沖電路的一個方式的特征在于,具有:至少二個mosfet,它們包含第1mosfet和第2mosfet;布線部,其傳遞來自所述mosfet的信號;和調(diào)整部,其從所述至少二個mosfet中選擇至少一個mosfet,所述調(diào)整部能夠切換第1狀態(tài)與第2狀態(tài),在該第1狀態(tài)下,選擇所述第1mosfet且未選擇所述第2mosfet,在該第2狀態(tài)下,選擇所述第1mosfet和所述第2mosfet,所述第2狀態(tài)下的所述布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計相對于所述第1狀態(tài)下的所述布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計之比小于所述第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計相對于所述第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計之比。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換多個mosfet的選擇,電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化。即,根據(jù)本應用例的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例9】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,
在所述第1狀態(tài)和所述第2狀態(tài)下,所述布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計不變化。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,本應用例的緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例10】
在上述應用例的緩沖電路中,可以是,還具有設置于所述多個mosfet的前段側并且能夠選擇分頻比的分頻部。
根據(jù)本應用例的緩沖電路,通過選擇分頻部的分頻比,能夠輸出具有多種類的頻率中的任意頻率的信號。此外,由于分頻部設置于前段側而非多個mosfet的后段側,因此,由于分頻部而導致電遷移耐受量劣化的可能性極小。因此,根據(jù)本應用例,即使切換驅動能力,也能夠可靠性高地進行工作,能夠實現(xiàn)可選擇輸出頻率的通用性高的緩沖電路。
【應用例11】
上述應用例的半導體集成電路裝置的一個方式具有上述緩沖電路。
根據(jù)本應用例,能夠實現(xiàn)即使切換多個mosfet的選擇、電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化的集成電路裝置。即,根據(jù)本應用例的集成電路裝置,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例12】
上述應用例的振蕩器的一個方式具有振蕩元件、使所述振蕩元件振蕩的振蕩電路和上述緩沖電路。
根據(jù)本應用例,能夠實現(xiàn)即使切換多個mosfet的選擇、電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化的振蕩器。即,根據(jù)本應用例的振蕩器,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
【應用例13】
上述應用例的電子設備的一個方式具有上述緩沖電路或者上述振蕩器。
【應用例14】
上述應用例的基站的一個方式具有上述緩沖電路或者上述振蕩器。
根據(jù)這些應用例,由于包含可靠性高的緩沖電路,因此,能夠實現(xiàn)可靠性較高地進行工作的電子設備及基站。
附圖說明
圖1是示出實施方式的振蕩器的構造的一例的圖。
圖2是實施方式的振蕩器的功能框圖。
圖3是示出實施方式的振蕩器的電路圖。
圖4是實施方式的振蕩器中使用的開關的電路圖。
圖5是俯視觀察實施方式的半導體集成電路的示意圖。
圖6是俯視觀察變形實施方式的半導體集成電路的示意圖。
圖7是俯視觀察變形實施方式的半導體集成電路的示意圖。
圖8是俯視觀察變形實施方式的半導體集成電路的示意圖。
圖9是俯視觀察變形實施方式的半導體集成電路的示意圖。
圖10是示出實施方式的電子設備的結構的一例的功能框圖。
圖11是示出實施方式的基站的概略結構的一例的圖。
圖12是俯視觀察現(xiàn)有例的半導體集成電路的示意圖。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明的幾個實施方式進行說明。以下說明的實施方式用于說明本發(fā)明的一個例子。本發(fā)明不被以下的實施方式所限定,也包含在不變更本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實施的各種變形方式。另外,以下說明的結構未必都是本發(fā)明的必要結構。
1.緩沖電路
本實施方式的緩沖電路的一個方式具有:包含第1源極、第1柵極和第1漏極在內(nèi)的第1mosfet;包含第2源極、第2柵極和第2漏極在內(nèi)的第2mosfet;包含第3源極、第3柵極和所述第1漏極在內(nèi)的第3mosfet;和包含第4源極、第4柵極和所述第2漏極在內(nèi)的第4mosfet,所述第1mosfet與所述第2mosfet極性相同,所述第1柵極與所述第2柵極電連接。
以下,作為本發(fā)明的一個實施方式的緩沖電路被組裝到輸出電路的一部分中的例子,在對振蕩器進行說明之后,對緩沖電路和半導體集成電路裝置等進行敘述。
1.1.振蕩器
圖1是示出本發(fā)明的一個實施方式的振蕩器的構造的一例的圖,是振蕩器的剖視圖。如圖1所示,本實施方式的振蕩器1構成為包含集成電路(ic)2、振子3(振蕩元件)、封裝4、外部端子(外部電極)6、發(fā)熱元件7和溫度傳感器8。
封裝4通過殼體4a與基座4b粘接而構成。在封裝4的內(nèi)部空間中以與基座4b對置的方式設置有部件搭載基板4c,在部件搭載基板4c的上表面搭載有加熱室(oven)9。此外,在部件搭載基板4c的下表面搭載有作為半導體集成電路裝置的集成電路(ic)2。
振子3和溫度傳感器8搭載于部件搭載基板9a的上表面,發(fā)熱元件7搭載于部件搭載基板9a的下表面的與振子3對置的位置,由此,收納于加熱室9的內(nèi)部空間中。
振子3、發(fā)熱元件7和溫度傳感器8的各端子分別通過未圖示的布線圖案與集成電路(ic)2的期望的各端子電連接。此外,集成電路(ic)2的一部分的端子通過未圖示的布線圖案與設置于封裝4的表面的外部端子6電連接。
振子3構成為在具有高氣密性的封裝中密閉有未圖示的振動元件(振動片)。振動元件(振動片)在其正面和背面分別具有金屬的激勵電極,振子3以與包含激勵電極在內(nèi)的振動元件的厚度對應的期望的頻率進行振蕩。
作為振子3,例如,能夠使用石英振子、saw(surfaceacousticwave:表面聲波)共振元件、其他壓電振子或mems(microelectromechanicalsystems:微電子機械系統(tǒng))振子等。作為振子3的基板材料,能夠使用石英、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電單晶體、鋯鈦酸鉛等的壓電陶瓷等壓電材料、或者硅半導體材料等。作為振子3的激勵手段,可以使用基于壓電效應的激勵手段,也可以使用基于庫侖力的靜電驅動。
發(fā)熱元件7例如是通過流過電流而發(fā)熱的元件,可以是電阻、功率晶體管、珀爾帖元件等。
溫度傳感器8輸出與其周邊的溫度對應的信號(例如,與溫度對應的電壓)。溫度傳感器8例如可以是利用了熱敏電阻、鉑電阻、半導體的帶隙的溫度檢測電路等。
圖2是本實施方式的振蕩器1的功能框圖。如圖2所示,本實施方式的振蕩器1包含收納于加熱室9的振子3、發(fā)熱元件7、溫度傳感器8和用于使振子3振蕩的集成電路(ic)2,集成電路(ic)2、振子3、發(fā)熱元件7和溫度傳感器8收納于封裝4。
在本實施方式中,集成電路(ic)2構成為包含振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、存儲部160和接口電路170。另外,集成電路(ic)2可以省略或者變更這些要素的一部分,或者是追加其他的要素的結構。此外,在本實施方式中,振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、存儲部160和接口電路170作為1個集成電路(ic)而構成,但也可以通過多個集成電路(ic)構成,還可以至少一部分未被集成化,例如,可以使用多個電子部件離散地構成。
存儲部160具有非易失性存儲器162和寄存器164,構成為能夠從外部端子6經(jīng)由接口電路170對非易失性存儲器162或者寄存器164進行讀/寫。接口電路170例如可以是spi(serialperipheralinterface:串行外圍)或i2c(inter-integratedcircuit:內(nèi)置集成電路)等各種串行總線對應的接口電路,也可以是并行總線對應的接口電路。但是,為了減少振蕩器1的外部端子數(shù),使封裝4小型化,期望將接口電路170作為串行總線對應的接口電路而構成。
非易失性存儲器162是用于存儲各種控制數(shù)據(jù)的存儲部,作為能夠寫入數(shù)據(jù)的可編程rom(prom)而構成。非易失性存儲器162可以是例如eeprom那樣的能夠改寫的各種存儲器,也可以是一次性prom那樣的不能改寫(僅能夠寫入1次)的各種存儲器。
在非易失性存儲器162中存儲有用于控制發(fā)熱控制電路130的溫度控制數(shù)據(jù)。溫度控制數(shù)據(jù)例如是用于設定加熱室9的內(nèi)部溫度(振子3的溫度)的數(shù)據(jù),可以是為了控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱而與溫度傳感器8的輸出電壓進行比較的閾值電壓的數(shù)據(jù)。當振子3是sc切石英振子時,其頻率溫度特性呈2次曲線,在其頂點附近,每單位溫度的頻率變化量最小,因此,例如,溫度控制數(shù)據(jù)可以是用于以使振子3的溫度到達頂點附近的溫度的方式設定加熱室9的內(nèi)部溫度的數(shù)據(jù)。另外,在非易失性存儲器162中可以存儲振蕩電路110或輸出電路120的控制用數(shù)據(jù)。
在非易失性存儲器162中存儲的各數(shù)據(jù)在集成電路(ic)2的電源接通時(在電源端子的電壓從0v上升至期望的電壓時)從非易失性存儲器162向寄存器164傳送,并保存于寄存器164。由此,向發(fā)熱控制電路130輸入保存于寄存器164的溫度控制數(shù)據(jù)。
在非易失性存儲器162不能改寫(僅能夠寫入1次)的情況下,在振蕩器1的制造工序(檢查工序)中,從外部端子6經(jīng)由接口電路170向寄存器164直接寫入各數(shù)據(jù),以使振蕩器1滿足期望的特性的方式進行調(diào)整/選擇,調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終被寫入非易失性存儲器162。在非易失性存儲器162能夠改寫的情況下,可以在振蕩器1的制造工序(檢查工序)中,從外部端子6經(jīng)由接口電路170向非易失性存儲器162寫入各數(shù)據(jù)。但是,由于向非易失性存儲器162的寫入一般花費時間,因此,為了縮短振蕩器1的檢查時間,可以從外部端子6經(jīng)由接口電路170向寄存器164直接寫入各數(shù)據(jù),調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終被寫入非易失性存儲器162。
振蕩電路110將振子3的輸出信號放大并反饋給振子3,由此使振子3振蕩,輸出基于振子3的振蕩的頻率信號(振蕩信號)。
作為振蕩電路110,能夠采用已知的各種結構的電路,通過振蕩電路110和振子3構成的電路例如也可以是皮爾斯振蕩電路、逆變式振蕩電路、考畢茲振蕩電路、哈特利振蕩電路等各種電路。例如,可以通過保存于寄存器164的控制數(shù)據(jù)來控制振蕩電路110的振蕩段電流。
輸出電路120被輸入振蕩電路110所輸出的頻率信號(振蕩信號),生成外部輸出用的頻率信號(振蕩信號),經(jīng)由外部端子6向外部輸出。輸出電路120例如可以是緩沖電路。此外,輸出電路120可以包含對振蕩電路110所輸出的頻率信號(振蕩信號)進行分頻,輸出分頻后的振蕩信號的結構。例如,可以通過保存于寄存器164的控制數(shù)據(jù)來控制輸出電路120中的頻率信號(振蕩信號)的分頻比。
發(fā)熱控制電路130被輸入來自溫度傳感器8的輸出信號,產(chǎn)生發(fā)熱控制信號。該發(fā)熱控制信號是用于控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱的信號,發(fā)熱控制電路130控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱,以使溫度傳感器8的輸出信號保持為與寄存器164中保存的溫度控制數(shù)據(jù)對應的期望的電壓值。由此,加熱室9的內(nèi)部溫度(振子3的溫度)被控制成大致恒定而不依賴于振蕩器1的周圍溫度。
發(fā)熱元件7根據(jù)發(fā)熱控制電路130所輸出的發(fā)熱控制信號來控制發(fā)熱量,對振子3進行加熱。例如,發(fā)熱元件7可以與電流量對應地使發(fā)熱量變化,根據(jù)發(fā)熱控制信號控制流過發(fā)熱元件7的電流量。
這樣構成的本實施方式的振蕩器1作為恒溫槽型振蕩器(若振子3為石英振子,則為ocxo(ovencontrolledcrystaloscillator:恒溫晶體振蕩器))發(fā)揮功能,其在振蕩器1的工作得以保證的期望的溫度范圍內(nèi),不依賴于溫度而輸出極其穩(wěn)定的頻率的頻率信號(振蕩信號)。特別地,通過使振子3為sc切石英振子,并以使振子3的溫度達到頂點附近的溫度的方式設定溫度控制數(shù)據(jù),能夠實現(xiàn)頻率穩(wěn)定度極高的恒溫槽型振蕩器。
1.2.緩沖電路
本發(fā)明的緩沖電路能夠作為例如半導體集成電路裝置的至少一部分而實現(xiàn),能夠組裝于各種電子設備等。例如,本發(fā)明的緩沖電路能夠組裝于上述例示的振蕩器。以下,對上述振蕩器1的輸出電路120采用本實施方式的緩沖電路200的例子進行敘述。
1.2.1.緩沖電路的工作
圖3是示出本實施方式的緩沖電路200的電路圖。如圖3所示,輸出電路120通過緩沖電路200構成。而且,在本實施方式中,緩沖電路200構成為包含:第1開關201、第2開關202、4個p溝道型mosfet(p-channeltypemetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:以下,也稱為p-mosfet)203a、203b、203c、203d;4個n溝道型mosfet(n-channeltypemetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor:以下,也稱為n-mosfet)204a、204b、204c、204d;逆變電路205;和分頻電路206(分頻部的一例)。另外,緩沖電路200可以省略或者變更這些要素的一部分,或者是追加其他的要素的結構。
分頻電路206(分頻部的一例)設置于4個p-mosfet203a、203b、203c、203d(多個mosfet的一例)或者4個n-mosfet204a、204b、204c、204d(多個mosfet的一例)的前段,能夠選擇分頻比。具體而言,分頻電路206生成并輸出以與存儲于存儲部160的控制數(shù)據(jù)對應的分頻比對由振蕩電路110輸出并被輸入到輸出電路120(緩沖電路200)的振蕩信號進行分頻而得的振蕩信號。通過對存儲部160設定分頻電路206的分頻比,能夠根據(jù)振蕩器1的用途而從多個頻率中選擇振蕩器1的輸出頻率。
逆變電路205被輸入分頻電路206所輸出的振蕩信號,輸出將其極性(高電平/低電平)(邏輯電平)反轉后的振蕩信號。
逆變電路205輸出的振蕩信號經(jīng)由第1開關201共同輸入到p-mosfet203a、p-mosfet203b、n-mosfet204a和n-mosfet204b的各柵極。
此外,逆變電路205輸出的振蕩信號經(jīng)由第2開關202共同輸入到p-mosfet203c、p-mosfet203d、n-mosfet204c和n-mosfet204d的各柵極。
第1開關201的開/關(on/off)和第2開關202的開/關是與存儲于存儲部160的控制數(shù)據(jù)相應地彼此獨立地進行選擇的。因此,能夠選擇第1開關201和第2開關202都關、只有第1開關201開、只有第2開關202開、第1開關201和第2開關202都開這4個狀態(tài)中的任意1個。
這里,對第1開關201的開/關進行說明。圖4是第1開關201的電路圖的例子。第1開關201至少具有布線201a、布線201b和布線201c。布線201a與逆變電路205的輸出連接(參照圖3)。布線201b與p-mosfet203a的柵極和p-mosfet203b的柵極連接(參照圖3)。此外,布線201c與n-mosfet204a的柵極和n-mosfet204b的柵極連接。另外,第1開關201只要使緩沖電路200發(fā)揮實施方式的功能,則只要與至少1個mosfet的柵極連接即可。
在第1開關201開的狀態(tài)下,布線201a、布線201b和布線201c相連接。因此,在開的狀態(tài)下,布線201b和布線201c分別成為逆變電路205的輸出電位。
另一方面,在第1開關201關的狀態(tài)下,布線201a、布線201b和布線201c分離,布線201b與具有高電平的電壓的電源連接,布線201c與具有低電平的電壓的電源連接。
另外,在將布線201a、布線201b和布線201c分離的狀態(tài)下分別未與高電平和低電平的電源連接的情況下,布線201b和布線201c分別成為浮動電位。在該狀態(tài)下,只要所連接的各mosfet能夠進行規(guī)定的工作,則高電平和低電平的電源不是必需的。
對于第2開關202省略圖示和說明,第2開關202也能夠與第1開關201同樣地構成。
在僅有第1開關201開(第2開關202關)的情況下,在逆變電路205的輸出信號為低電平時,p-mosfet203a的源極(s)與漏極(d)導通,從電源經(jīng)由該源極(s)和該漏極(d)向輸出電路120的輸出端子側流過電流。同樣地,p-mosfet203b的源極(s)與漏極(d)導通,從電源經(jīng)由該源極(s)和該漏極(d)向輸出電路120的輸出端子側流過電流。此外,在逆變電路205的輸出信號為高電平時,n-mosfet204a的源極(s)與漏極(d)導通,電流從輸出電路120的輸出端子側經(jīng)由該漏極(d)和該源極(s)向地(grand)流動。同樣地,n-mosfet204b的源極(s)與漏極(d)導通,電流從輸出電路120的輸出端子側經(jīng)由該漏極(d)和該源極(s)向地流動。
另外,在第2開關202關時,由于p-mosfet203c的柵極和p-mosfet203d的柵極通過未圖示的上拉電阻而成為高電平,因此,p-mosfet203c的源極(s)與漏極(d)未導通,并且,p-mosfet203d的源極(s)與漏極(d)未導通。同樣地,在第2開關202關時,由于n-mosfet204c的柵極和n-mosfet204d的柵極通過未圖示的下拉電阻而成為低電平,因此,n-mosfet204c的源極(s)與漏極(d)未導通,并且,n-mosfet204d的源極(s)與漏極(d)未導通。
此外,在僅有第2開關202開(第1開關201關)的情況下,在逆變電路205的輸出信號為低電平時,p-mosfet203c的源極(s)與漏極(d)導通,電流從電源經(jīng)由該源極(s)和該漏極(d)向輸出電路120的輸出端子側流動。同樣地,p-mosfet203d的源極(s)與漏極(d)導通,電流從電源經(jīng)由該源極(s)和該漏極(d)向輸出電路120的輸出端子側流動。此外,在逆變電路205的輸出信號為高電平時,n-mosfet204c的源極(s)與漏極(d)導通,電流從輸出電路120的輸出端子側經(jīng)由該漏極(d)和源極(s)向地流動。同樣地,n-mosfet204d的源極(s)與漏極(d)導通,電流從輸出電路120的輸出端子側經(jīng)由該漏極(d)和源極(s)向地流動。
另外,在第1開關201關時,由于p-mosfet203a的柵極和p-mosfet203b的柵極通過未圖示的上拉電阻而成為高電平,因此,p-mosfet203a的源極(s)與漏極(d)未導通,并且,p-mosfet203b的源極(s)與漏極(d)未導通。同樣地,在第1開關201關時,由于n-mosfet204a的柵極和n-mosfet204b的柵極通過未圖示的下拉電阻而成為低電平,因此,n-mosfet204a的源極(s)與漏極(d)未導通,并且,n-mosfet204b的源極(s)與漏極(d)未導通。
此外,在第1開關201和第2開關202都開的情況下,在逆變電路205的輸出信號為低電平時,4個p-mosfet203a、203b、203c、203d的源極(s)和漏極(d)全部導通,電流從電源經(jīng)由各源極(s)和各漏極(d)向輸出電路120的輸出端子側流動。此外,在逆變電路205的輸出信號為高電平時,4個n-mosfet204a、204b、204c、204d的源極(s)和漏極(d)全部導通,電流從輸出電路120的輸出端子側經(jīng)由各漏極(d)和各源極(s)向地流動。
此外,在第1開關201和第2開關202都關的情況下,由于4個p-mosfet203a、203b、203c、203d的源極(s)和漏極(d)全部未導通,并且,4個n-mosfet204a、204b、204c、204d的源極(s)和漏極(d)全部未導通,因此,未流過電流。
這樣,在第1開關201和第2開關202中的至少一方開的情況下,通過4個p-mosfet203a、203b、203c、203d和4個n-mosfet204a、204b、204c、204d構成逆變電路207。該逆變電路207輸出將逆變電路205所輸出的振蕩信號的極性(高電平/低電平)反轉后的振蕩信號。
這里,在第1開關201和第2開關202中的至少一方開的情況下,流過4個p-mosfet203a、203b、203c、203d的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的大致一定的值i1,4個p-mosfet203a、203b、203c、203d的柵極的wg/lg(符號后述)全部相等。于是,在僅有第1開關201開的情況下,在2個p-mosfet203a、203b中分別流過i1/2的電流。此外,在僅有第2開關202開的情況下,在2個p-mosfet203c、203d中分別流過i1/2的電流。
此外,在第1開關201和第2開關202都開的情況下,在4個p-mosfet203a、203b、203c、203d中分別流過i1/4的電流。因此,在僅有第1開關201開的情況下,在2個p-mosfet203a、203b中流過第1開關201和第2開關202都開的情況下的2倍的電流。同樣地,在僅有第2開關202開的情況下,在2個p-mosfet203c、203d中流過第1開關201和第2開關202都開的情況下的2倍的電流。
省略詳細的說明,但在僅有第1開關201開的情況下,在2個n-mosfet204a、204b中也流過第1開關201和第2開關202都開的情況下的2倍的電流。同樣地,在僅有第2開關202開的情況下,在2個n-mosfet204c、204d中也流過第1開關201和第2開關202都開的情況下的2倍的電流。
因此,為了縮小布局面積,當假使p-mosfet203a的漏極和p-mosfet203b的漏極共用化,使p-mosfet203c的漏極和p-mosfet203d的漏極共用化時,在僅有第1開關201和第2開關202中的一方開的情況下,在這些共用化的漏極中流過第1開關201和第2開關202都開的情況下的2倍的電流。因此,在僅有第1開關201和第2開關202中的一方開的情況下,相對地,與這些共用化的漏極連接的金屬布線容易因電遷移而被破壞。同樣地,當使n-mosfet204a的漏極和n-mosfet204b的漏極共用化,使n-mosfet204c的漏極和n-mosfet204d的漏極共用化時,在僅有第1開關201和第2開關202中的一方開的情況下,相對地,與這些共用化的漏極連接的金屬布線容易因電遷移而被破壞。
與此相對,在本實施方式的緩沖電路200中,通過對共用化的漏極的選擇進行設計、即對各mosfet的配置(布局)進行設計,以在縮小了布局面積的同時避免上述那樣的狀況,與共用化的漏極連接的金屬布線不容易因電遷移而破壞。以下,對半導體集成電路裝置中的緩沖電路200的具體的布局進行說明。
另外,在本說明書中,“電遷移耐受量”是指不引起電遷移的電流量的最大值,是與布線寬度wi(布線截面積si)大致成比例的值。
1.2.2.緩沖電路的布局
對將本實施方式的緩沖電路200配置于半導體基板(硅基板、gaas基板等)的具體例進行說明。
圖5是俯視地示出將本實施方式的緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d配置于基板301上的一部分的半導體集成電路的布局的一例即半導體集成電路裝置1000的示意圖。
半導體集成電路裝置1000具有與上述4個p-mosfet203a、203b、203c、203d分別對應的p-mosfet303a、303b、303c、303d。此外,半導體集成電路裝置1000具有與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極(d13)和2個p-mosfet303b、303d的共用的漏極(d24)電連接的布線308。布線308是分別從漏極d13和漏極d24引出的導電路徑,引出布線308a和引出布線308b匯合而形成。
引出布線308a和引出布線308b在本實施方式中具有相同的布線寬度wi。引出布線308a和引出布線308b是供各mosfet的漏極電流流過的電流路徑。
此外,半導體集成電路裝置1000具有4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的各自的柵極309a、309b、309c、309d。而且,半導體集成電路裝置1000具有與4個柵極309a、309b、309c、309d中的柵極309a和柵極309b共同地連接的布線310a以及與柵極309c和柵極309d共同地連接的布線310b。
而且,布線310a與未圖示的開關a(相當于上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(相當于上述第2開關202)連接。另外,在各mosfet的源極(具體而言雜質擴散層)連接有未圖示的布線。
另外,在本實施方式中,如圖5所示,與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極(d)以及2個p-mosfet303b、303d的共用的漏極(d)電連接的引出布線308a、308b形成為相同寬度,將該寬度定義為布線寬度wi。此外,將柵極309a、309b、309c、309d的長度方向的寬度定義為溝道寬度wg,將短邊方向的寬度定義為柵長度lg。
換言之,可以認為,半導體集成電路裝置1000具有:包含第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13的第1mosfet303a;包含第2源極s2、第2柵極309b和第2漏極d24的第2mosfet303b;包含第3源極s3、第3柵極309c和與第1mosfet303a共用的第1漏極d13的第3mosfet303c以及包含第4源極s4、第4柵極309d和與第2mosfet303b共用的第2漏極d24的第4mosfet303d。而且,第1mosfet303a與第2mosfet303b極性相同(p溝道型),第1柵極309a與第2柵極309b電連接,第3柵極309c與第4柵極309d電連接。
【與現(xiàn)有例的對比】
以下,與現(xiàn)有例的布局進行比較并對本實施方式的半導體集成電路裝置1000的布局進行說明。
圖12是俯視地示出形成于現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置的緩沖電路的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d在基板301上的布局的示意圖。在圖12中描繪出了與上述緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d分別對應的p-mosfet303a、303b、303c、303d。
為了比較,在圖12的以往的布局中,也賦予與上述本實施方式的布局同樣的標號。即,具有與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極(d)以及2個p-mosfet303b、303d的共用的漏極(d)電連接的布線308。此外,在圖12的現(xiàn)有例中,也具有4個p-mosfet203a、203b、203c、203d的各自的柵極309a、309b、309c、309d。
但是,在現(xiàn)有例中,具有與4個柵極309a、309b、309c、309d中的柵極309a和柵極309c共同地連接的布線310a以及與柵極309b和柵極309d共同地連接的布線310b。而且,布線310a與未圖示的開關a(相當于上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(相當于上述第2開關202)連接。
現(xiàn)在,考慮僅有開關a或者開關b中的一方開的情況。如已經(jīng)說明的那樣,流過4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的大致一定的值i1。另外,這里也設為4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的柵極的wg/lg都相等。
在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303b工作,源極s1和漏極d13導通,源極s2和漏極d24導通。此時,流過布線308的電流的值是i1,通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi。
與此相對,在現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303c工作,源極s1和漏極d13導通,源極s3和漏極d13導通。此時,流過布線308的電流的值為i1,通過1個引出布線308a這1個電流路徑流動。因此,電流路徑的合計的寬度為wi。
在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,當著眼于引出布線308a時,在現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置中,流過電流值為i1的電流,與此相對,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,只流過電流值為i1/2的電流。即,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,僅流過現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置的1/2的電流。這樣的電流大小的關系在僅有開關b(第2開關202)開的情況下在引出布線308b中也同樣。
因此,在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,相對地,與這些被共用化的漏極連接的引出布線不容易因電遷移而被破壞。
此外,由于在開關a和開關b雙方都開的情況下,無論在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,還是在現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)中,mosfet303a、303b、303c、303d全部工作,因此,流過布線308的電流值i1的電流通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi,在引出布線308a、308b的任意布線中都流過電流值為i1的電流。
因此,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過引出布線308a、308b的電流的值基本不變,因此,無論開關a和開關b的選擇如何,都不容易因電遷移而發(fā)生破壞。
著眼于電遷移耐受量(em耐受量)對同樣的效果進行說明?,F(xiàn)在,設1個引出布線(布線寬度wi)的em耐受量為i2。在現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)中,由于在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,僅有引出布線308a、308b中的一方是電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1必須是i2以下。與此相對,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,引出布線308a、308b雙方都是電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1/2可以是i2以下。換言之,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過布線308的電流i1的容許量的上限值都是2×i2以下。
因此,當以em耐受量進行考慮時,在本實施方式的半導體集成電路裝置1000中,即使僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,也能夠在布線308中流過與開關a和開關b的雙方都開的情況下相同的電流,即、流過比現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)大的電流。
另外,以上,對緩沖電路200的p-mosfet部分進行了說明,但這些情況在n-mosfet部分中也同樣。
1.2.2.緩沖電路的布局的變形例
1.2.2.1.存在1個具有共用的漏極的mosfet的例子
在上述實施方式中,為了說明方便,示出了2組p-mosfet都形成共用的漏極的例子。但是,應理解為即使在存在1個具有共用的漏極的mosfet的情況下,也能夠得到同樣的效果。
圖6是俯視地示出將緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d中的p-mosfet203a、203b、203c這3個配置于基板301上的一部分的變形實施方式的半導體集成電路裝置1001的布局的例子的示意圖。另外,在本變形實施方式中,只要是緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d中的3個,則可以選擇任意p-mosfet。
半導體集成電路裝置1001具有與3個p-mosfet203a、203b、203c分別對應的p-mosfet303a、303b、303c。
在圖6中,對發(fā)揮了與上述半導體集成電路裝置1000同樣的作用/功能的部件標注同樣的標號,并省略說明。
半導體集成電路裝置1001具有與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極d13和p-mosfet303b的漏極d2電連接的布線308。布線308是連接漏極d13和漏極d2這兩者并引出的導電路徑,引出布線308a和引出布線308b匯合而形成。此外,在半導體集成電路裝置1001中,當從漏極觀察時,利用引出布線308a和引出布線308b形成2個導電路徑。
引出布線308a和引出布線308b具有相同布線寬度wi。引出布線308a和引出布線308b是供各mosfet的漏極電流流過的電流路徑。
此外,半導體集成電路裝置1001具有3個p-mosfet303a、303b、303c的各自的柵極309a、309b、309c。而且,半導體集成電路裝置1001具有與3個柵極309a、309b、309c中的柵極309a和柵極309b共同地連接的布線310a和與柵極309c連接的布線310b。
而且,布線310a與未圖示的開關a(上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(上述第2開關202)連接。另外,在各mosfet的源極(s)連接有未圖示的布線。
換言之,半導體集成電路裝置1001具有:包含第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13的第1mosfet303a;包含第2源極s2、第2柵極309b和第2漏極d2的第2mosfet303b;以及包含第3源極s3、第3柵極309c和第1漏極d13的第3mosfet303c,第1mosfet303a與第2mosfet303b極性相同。而且,第1柵極309a與第2柵極309b電連接。
與上述實施方式同樣地,考慮僅有開關a或者開關b的一方開的情況。如已經(jīng)說明的那樣,3個p-mosfet303a、303b、303c中流過的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的大致一定的值i1。另外,這里也設為3個p-mosfet303a、303b、303c的柵極的wg/lg全部相等。
在本實施方式的半導體集成電路裝置1001中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303b進行工作,源極s1和漏極d13導通,源極s2和漏極d2導通。此時,流過布線308的電流的值是i1,通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑而流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi。
與此相對,在現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303c工作,源極s1和漏極d13導通,源極s3和漏極d13導通。此時,流過布線308的電流的值為i1,通過1個引出布線308a這1個電流路徑而流動。因此,電流路徑的合計的寬度為wi。
在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,當著眼于引出布線308a時,在半導體集成電路裝置1001中,僅流過電流值為i1/2的電流。即,在半導體集成電路裝置1001中,僅流過現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置的1/2的電流。這樣的電流的大小的關系在僅有開關b(第2開關202)開的情況下不成立,但在至少開關a開的情況下成立。
因此,在僅有開關a開的情況下,在半導體集成電路裝置1001中,相對地,與這些被共用化了的漏極連接的引出布線不容易因電遷移而被破壞。
此外,由于在開關a和開關b雙方都開的情況下,在半導體集成電路裝置1001中,mosfet303a、303b、303c全部工作,因此,流過布線308的電流值i1的電流通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑而流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi,在引出布線308a、308b中都流過電流值為i1的電流。
因此,在半導體集成電路裝置1001中,由于無論在開關a開的情況下,還是在雙方都開的情況下,流過引出布線308a、308b的電流的值都基本不變,因此,除了僅有開關b開的情況外,即無論僅有開關a開以及開關a和開關b這兩者開的選擇如何,都不容易因電遷移而被破壞。
著眼于電遷移耐受量(em耐受量)對同樣的效果進行說明。現(xiàn)在,設1個引出布線(布線寬度wi)的em耐受量為i2。在半導體集成電路裝置1001中,無論在僅有開關a開的情況下,還是雙方都開的情況下,引出布線308a、308b雙方都是電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1/2可以是i2以下。換言之,無論在僅有開關a開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過布線308的電流i1的容許量的上限值都是2×i2以下。
因此,當以em耐受量進行考慮時,在變形例的半導體集成電路裝置1001中,即使在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,也能夠在布線308中流過與僅有開關a開情況相同的電流、即比現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置(圖12)大的電流。
另外,以上,對緩沖電路200的p-mosfet部分進行了說明,但這些情況在n-mosfet部分中也同樣。
1.2.2.2.在漏極上設置多個電流路徑的例子
圖7是俯視地示出將緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d配置于基板301上的一部分的變形實施方式的半導體集成電路裝置1002的布局的例子的示意圖。
半導體集成電路裝置1002與上述半導體集成電路裝置1000同樣地,具有與上述4個p-mosfet203a、203b、203c、203d分別對應的p-mosfet303a、303b、303c、303d。
在圖7中,對發(fā)揮了與上述半導體集成電路裝置1000同樣的作用/功能的部件標注同樣的標號,并省略說明。
半導體集成電路裝置1002具有與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極d13以及2個p-mosfet303b、303d的共用的漏極d24電連接的布線308。布線308是連接漏極d13和漏極d24這兩者并引出的導電路徑,引出布線308a和引出布線308b匯合而形成。此外,在半導體集成電路裝置1002中,當從漏極觀察時,利用引出布線308a和引出布線308b形成2個導電路徑。
引出布線308a和引出布線308b在本實施方式中具有相同布線寬度wi。引出布線308a和引出布線308b是供各mosfet的漏極電流流過的電流路徑。
此外,半導體集成電路裝置1002具有4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的各自的柵極309a、309b、309c、309d。而且,半導體集成電路裝置1002具有與4個柵極309a、309b、309c、309d中的柵極309a和柵極309c共同地連接的布線310a和與柵極309b和柵極309d共同地連接的布線310b。
而且,布線310a與未圖示的開關a(上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(上述第2開關202)連接。另外,在各mosfet的源極(s)連接有未圖示的布線。
換言之,半導體集成電路裝置1002具有:包含第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13的第1mosfet303a;包含第2源極s2、第2柵極309b和第2漏極d24的第2mosfet303b;以及在與第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13所排列的方向相交的方向上延伸的布線(引出布線308a),第1mosfet303a與第2mosfet303b極性相同,第1漏極d13與第2漏極d24通過布線(引出布線308a)而電連接。而且,具有沿著與第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13所排列的方向相交的方向的布線(引出布線308b),第1漏極d13與第2漏極d24通過布線(引出布線308b)而電連接。因此,針對1個漏極連接有2個引出布線。
與上述實施方式同樣地,考慮僅有開關a或者開關b的一方開的情況。如已經(jīng)說明的那樣,4個p-mosfet303a、303b、303c、303d中流過的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的大致一定的值i1。另外,這里也設為4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的柵極的wg/lg全部相等。
在變形實施方式的半導體集成電路裝置1002中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303c進行工作,源極s1和漏極d13導通,源極s3和漏極d13導通。此時,流過布線308的電流的值是i1,通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑而流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi。
因此,在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1002中,相對地,與這些被共用化了的漏極連接的引出布線也不容易因電遷移而被破壞。
著眼于電遷移耐受量(em耐受量)對同樣的效果進行說明?,F(xiàn)在,設1個引出布線(布線寬度wi)的em耐受量為i2。于是,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1002中,在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,引出布線308a、308b雙方成為電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1必須是i2以下。因此,當以em耐受量進行考慮時,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1002中,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,都使得引出布線308a、308b雙方成為電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1/2可以是i2以下。換言之,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過布線308的電流i1的容許量的上限值都是2×i2以下。
另外,以上,對p-mosfet部分進行了說明,但這些情況在n-mosfet部分中也同樣。
1.2.2.3.在引出布線上設置多個電流路徑的例子
圖8是俯視地示出將緩沖電路200的4個p-mosfet203a、203b、203c、203d配置于基板301上的一部分的變形實施方式的半導體集成電路裝置1003的布局的例子的示意圖。
半導體集成電路裝置1003與上述半導體集成電路裝置1000同樣地,具有與上述4個p-mosfet203a、203b、203c、203d分別對應的p-mosfet303a、303b、303c、303d。
在圖8中,對發(fā)揮了與上述半導體集成電路裝置1000同樣的作用/功能的部件標注同樣的標號,并省略說明。
半導體集成電路裝置1003具有與2個p-mosfet303a、303c的共用的漏極d13以及2個p-mosfet303b、303d的共用的漏極d24電連接的布線308。布線308是連接漏極d13和漏極d24這兩者并引出的導電路徑,引出布線308a和引出布線308b匯合而形成。而且,引出布線308a和引出布線308b分別與布線308在2處連接。因此,在半導體集成電路裝置1003中,當從漏極觀察時,在引出布線308a和引出布線308b的兩端形成2個導電路徑。
引出布線308a和引出布線308b在本實施方式中具有相同布線寬度wi。引出布線308a和引出布線308b是供各mosfet的漏極電流流過的電流路徑。
此外,半導體集成電路裝置1003具有4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的各自的柵極309a、309b、309c、309d。而且,半導體集成電路裝置1003具有與4個柵極309a、309b、309c、309d中的柵極309a和柵極309c共同地連接的布線310a以及與柵極309b和柵極309d共同地連接的布線310b。而且,布線310a與未圖示的開關a(上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(上述第2開關202)連接。另外,在各mosfet的源極(s)上連接有未圖示的布線。
換言之,半導體集成電路裝置1003具有:包含第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13的第1mosfet303a;包含第2源極s2、第2柵極309b和第2漏極d24的第2mosfet303b;包含第3源極s3、第3柵極309c和第1漏極d13的第3mosfet303c;以及包含第4源極s4、第4柵極309d和第2漏極d24的第4mosfet303d,第1mosfet303a、第2mosfet303b、第3mosfet303c、第4mosfet303d極性相同,第1柵極309a與第3柵極309c電連接,第2柵極309b與第4柵極309d電連接,第1漏極d13與第2漏極d24通過共用的布線308而電連接。而且,連接第1漏極d13與第2漏極d24的布線308與引出布線308a和引出布線308b的各自的兩端連接。因此,從1個漏極來看,經(jīng)由引出布線的電流路徑存在2個。
與上述實施方式同樣地,考慮僅有開關a或者開關b的一方開的情況。如已經(jīng)說明的那樣,4個p-mosfet303a、303b、303c、303d中流過的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的一定的值i1。另外,這里也設為4個p-mosfet303a、303b、303c、303d的柵極的wg/lg全部相等。
在變形實施方式的半導體集成電路裝置1003中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a和mosfet303c進行工作,源極s1和漏極d13導通,源極s3和漏極d13導通。此時,流過布線308的電流的值為i1,電流路徑存在于2個引出布線308a的兩端。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi。
因此,在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1003中,相對地,與這些被共用化了的漏極連接的引出布線不容易因電遷移而被破壞。
著眼于電遷移耐受量(em耐受量)對同樣的效果進行說明?,F(xiàn)在,設1個引出布線(布線寬度wi)的em耐受量為i2。于是,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1003中,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,都使得引出布線308a、308b雙方成為電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1/2可以是i2以下。換言之,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過布線308的電流i1的容許量的上限值都是2×i2以下。因此,當以em耐受量進行考慮時,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1003中,即使僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,也能夠流過與開關a和開關b雙方都開的情況相同的電流。
另外,以上,對p-mosfet部分進行了說明,但這些情況在n-mosfet部分中也同樣。
1.2.2.4.設置多個mosfet的例子
圖9是俯視地示出將8個p-mosfet203a、203b、203c、203d、203e、203f、203g、203h配置于基板301上的一部分的半導體集成電路的布局的一例即半導體集成電路裝置1004的示意圖。
半導體集成電路裝置1004具有8個p-mosfet303a、303b、303c、303d、303e、303f、303g、303h。此外,半導體集成電路裝置1004具有與4個p-mosfet303a、303c、303e、303g的共用的漏極(d13)以及4個p-mosfet303b、303d、303f、303h的共用的漏極(d24)電連接的布線308。布線308是分別從漏極d13和漏極d24引出的導電路徑,引出布線308a和引出布線308b匯合而形成。
引出布線308a和引出布線308b在本變形實施方式中具有相同的布線寬度wi。引出布線308a和引出布線308b是供各mosfet的漏極電流流過的電流路徑。
此外,半導體集成電路裝置1004具有8個p-mosfet303a、303b、303c、303d、303e、303f、303g、303h的各自的柵極309a、309b、309c、309d、309e、309f、309g、309h。而且,半導體集成電路裝置1004具有與8個柵極中的柵極309a、柵極309e、柵極309b和柵極309f共同地連接的布線310a以及與柵極309c、柵極309g、柵極309d和柵極309h共同地連接的布線310b。
而且,布線310a與未圖示的開關a(相當于上述第1開關201)連接,布線310b與未圖示的開關b(相當于上述第2開關202)連接。另外,在各mosfet的源極(具體而言是雜質擴散層)連接有未圖示的布線。
換言之,半導體集成電路裝置1004可以認為具有:包含第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13的第1mosfet303a;包含第2源極s2、第2柵極309b和第2漏極d24的第2mosfet303b;包含第3源極s3、第3柵極309e和與第1mosfet303a共用的第1漏極d13的第3mosfet303e;以及包含第4源極s4、第4柵極309f和與第2mosfet303b共用的第2漏極d24的第4mosfet303f。
此外,半導體集成電路裝置1004沿著第1漏極d13所延伸的方向(或者,與第1源極s1、第1柵極309a和第1漏極d13所排列的方向相交的方向)具有與第1mosfet303a、第2mosfet303b、第3mosfet303e和第4mosfet303f同樣的圖案。
具體而言,具有:包含第5源極s21、第5柵極309c和第1漏極d13的第5mosfet303c;包含第6源極s22、第6柵極309d和第2漏極d24的第6mosfet303d;包含第7源極s23、第7柵極309g和第1漏極d13的第7mosfet303g;以及包含第8源極s24、第8柵極309h和第2漏極d24的第8mosfet303h。而且,第1mosfet303a~第8mosfet303h極性相同(p溝道型),第1柵極309a~第4柵極309f電連接,第5柵極309c~第8柵極309h電連接。
與上述實施方式同樣地,考慮僅有開關a或者開關b的一方開的情況。如已經(jīng)說明的那樣,8個p-mosfet303a、303b、303c、303d、303e、303f、303g、303h中流過的電流的總和是與連接于輸出電路120的輸出端子的負載對應的一定的值i1。另外,這里也設為8個p-mosfet303a、303b、303c、303d、303e、303f、303g、303h的柵極的wg/lg全部相等。
在變形實施方式的半導體集成電路裝置1004中,在僅有開關a(第1開關201)開的情況下,對布線310a施加電壓,mosfet303a、mosfet303b、mosfet303e和mosfet303f進行工作,源極s1、源極s3和漏極d13、源極s2、源極s4和漏極d24分別導通。此時,流過布線308的電流的值是i1,通過2個引出布線308a、308b這2個電流路徑而流動。因此,此時的電流路徑的合計的寬度為2×wi。
因此,在僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1004中,相對地,與這些被共用化了的漏極連接的引出布線也不容易因電遷移而被破壞。
著眼于電遷移耐受量(em耐受量)對同樣的效果進行說明?,F(xiàn)在,設1個引出布線(布線寬度wi)的em耐受量為i2。于是,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1004中,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,都使得引出布線308a、308b雙方成為電流路徑,因此,流過引出布線308a或者引出布線308b的電流的值i1/2可以是i2以下。換言之,無論在開關a和開關b中的一方開的情況下,還是雙方都開的情況下,流過布線308的電流i1的容許量的上限值都是2×i2以下。因此,當以em耐受量進行考慮時,在變形實施方式的半導體集成電路裝置1004中,即使僅有開關a和開關b中的一方開的情況下,也能夠流過與開關a和開關b雙方都開情況下相同的電流。
另外,以上,對p-mosfet部分進行了說明,但這些情況在n-mosfet部分中也同樣。
1.2.3.溝道寬度與布線寬度的關系
上述實施方式和變形實施方式的半導體集成電路裝置可以都具有調(diào)整部。調(diào)整部從半導體集成電路裝置所具有的至少二個mosfet中選擇至少一個mosfet。調(diào)整部能夠切換第1狀態(tài)與第2狀態(tài),在該第1狀態(tài)下,選擇第1mosfet,不選擇第2mosfet,在該第2狀態(tài)下,選擇第1mosfet和第2mosfet。
而且,在上述實施方式和變形實施方式的半導體集成電路裝置中,第2狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計相對于第1狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計之比小于第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計相對于第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計之比。
使用圖5所示的半導體集成電路裝置1000進行具體說明。第1狀態(tài)相當于僅有上述開關a和開關b中的一方開的情況。此外,第2狀態(tài)相當于開關a和開關b的雙方都開的情況。
第1狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計是引出布線308a和引出布線308b的寬度(都是wi)的2倍。此外,第2狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計是引出布線308a和引出布線308b的寬度(都是wi)的2倍。因此,第2狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計相對于第1狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計之比為1。
另一方面,第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計是柵極的寬度(溝道寬度wg)的2倍。此外,第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計是柵極的寬度(溝道寬度wg)的4倍。因此,第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計相對于第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計之比為2。
即,在實施方式的半導體集成電路裝置1000中,第2狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計相對于第1狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計之比小于第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計相對于第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計之比。
此外,在實施方式的半導體集成電路裝置1000中,在第1狀態(tài)和第2狀態(tài)下,可以認為布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計不變化。即,如上所述,在第1狀態(tài)和第2狀態(tài)中的任意狀態(tài)下,布線寬度都是2×wi。
這樣的溝道寬度與布線寬度的關系在變形實施方式的半導體集成電路裝置1001、1002、1003、1004中也同樣。
另外,在圖12的現(xiàn)有例的半導體集成電路裝置中,省略詳細的說明,但第2狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計相對于第1狀態(tài)下的布線部中的成為電流路徑的部分的寬度的合計之比不等于第2狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計相對于第1狀態(tài)下被選擇的mosfet的溝道寬度的合計之比。
1.2.4.作用效果
如上所述,本實施方式的緩沖電路200能夠在不使電遷移耐受量大幅下降的情況下切換驅動能力。
根據(jù)上述各實施方式的緩沖電路(半導體集成電路裝置),即使切換多個mosfet的選擇,電流路徑的布線的合計的寬度也不容易大幅變化。即,根據(jù)上述實施方式的緩沖電路,即使切換驅動能力,電流路徑的寬度也不容易變小,能夠良好地維持電遷移耐受量。由此,緩沖電路即使切換驅動能力也能夠可靠性高地進行工作。
2.電子設備
圖10是示出本實施方式的電子設備的結構的一例的功能框圖。本實施方式的電子設備500構成為包含振蕩器510、cpu(centralprocessingunit:中央處理器)520、倍頻電路530、rom(readonlymemory:只讀存儲器)540、ram(randomaccessmemory:隨機存取存儲器)550和通信部560。另外,本實施方式的電子設備也可以是將圖10的結構要素(各部分)的一部分省略或者變更或者附加其他結構要素的結構。
振蕩器510通過緩沖電路512根據(jù)來自振蕩源的信號輸出期望的頻率的振蕩信號。
倍頻電路530是將振蕩器510(緩沖電路512)所輸出的振蕩信號倍頻成期望的頻率而輸出的電路。倍頻電路530所輸出的振蕩信號可以作為cpu520的時鐘信號來使用,可以用于由cpu520生成通信用的載波。
cpu520(處理部)按照rom540等中存儲的程序,例如根據(jù)振蕩器510所輸出的振蕩信號或者倍頻電路530所輸出的振蕩信號來進行各種計算處理和控制處理。
rom540存儲了用于使cpu520進行各種計算處理和控制處理的程序和數(shù)據(jù)等。
ram550被用作cpu520的作業(yè)區(qū)域,并且暫時存儲從rom540讀出的程序、數(shù)據(jù)、以及cpu520按照各種程序進行執(zhí)行得到的運算結果等。
通信部560進行用于建立cpu520與外部裝置之間的數(shù)據(jù)通信的各種控制。
例如,應用上述實施方式或者各變形例中的緩沖電路200作為緩沖電路512,或者,應用上述實施方式或者各變形例的振蕩器1(具有緩沖電路200)作為振蕩器510,由此,能夠實現(xiàn)電子設備500的低成本化。
作為這樣的電子設備500,考慮各種電子設備,例如,可列舉出gps(globalpositioningsystem:全球定位系統(tǒng))模塊、網(wǎng)絡設備、廣播設備、人工衛(wèi)星或基站中使用的通信設備、個人計算機(例如,移動型個人計算機、便攜型個人計算機、平板型個人計算機)、智能手機或移動電話等移動終端、數(shù)碼照相機、噴墨式吐出裝置(例如,噴墨打印機)、路由器或開關等存儲區(qū)網(wǎng)絡設備、局域網(wǎng)設備、移動終端基站用設備、電視、攝像機、錄像機、車載導航裝置、實時時鐘裝置、尋呼機、電子記事本(也包含帶通信功能的)、電子辭典、計算器、電子游戲設備、游戲用控制器、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒鏡、pos(pointofsale:銷售點)終端、醫(yī)療設備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測定設備、計量儀器類(例如車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運動追蹤器、運動跟蹤器、運動控制器、pdr(步行者位置方位計測)等。
作為本實施方式的電子設備500的一例,使用具有緩沖電路512的振蕩器510作為基準信號源,例如,可列舉出作為通過有線或者無線的方式與終端進行通信的終端基站用裝置等而發(fā)揮功能的傳送裝置。應用上述實施方式或者各變形例中的緩沖電路200作為緩沖電路512,或者,應用上述實施方式或者各變形例的振蕩器1(具有緩沖電路200)作為振蕩器510,由此,也能夠以更低的成本實現(xiàn)可用于例如通信基站等的、比以往頻率精度高的、可期望高性能及高可靠性的電子設備500。
此外,作為本實施方式的電子設備500的另一例,可以是下述通信裝置,在該通信裝置中,通信部560接收外部時鐘信號,cpu520(處理部)包含根據(jù)該外部時鐘信號和振蕩器510的輸出信號或者倍頻電路530的輸出信號(內(nèi)部時鐘信號)來控制振蕩器510的頻率的頻率控制部。該通信裝置例如可以是在層(stratum:層)等主干系統(tǒng)網(wǎng)絡設備或毫微微小區(qū)中使用的通信設備。
3.基站
圖11是示出本實施方式的基站的概略結構的一例的圖。本實施方式的基站400構成為包含接收裝置410、發(fā)送裝置420及控制裝置430。另外,本實施方式的電子設備也可以是將圖11的結構要素(各部分)的一部分省略或者變更或者附加其他結構要素的結構。
接收裝置410構成為包含接收天線412、接收部414、處理部416及振蕩器418。
振蕩器418通過緩沖電路419根據(jù)來自振蕩源的信號輸出期望的頻率的振蕩信號。
接收天線412從便攜電話或gps衛(wèi)星等移動站(未圖示)接收疊加有各種信息的電波。
接收部414使用振蕩器418(緩沖電路419)所輸出的振蕩信號,將接收天線412所接收的信號解調(diào)成期望的中間頻率(if:intermediatefrequency:中頻)的頻帶信號。
處理部416使用振蕩器418所輸出的振蕩信號,將接收部414解調(diào)后的中間頻率的頻帶信號轉換為基帶信號,將基帶信號中包含的信息解調(diào)。
控制裝置430接收由接收裝置410(處理部416)解調(diào)后的信息,進行與該信息對應的各種處理。而且,控制裝置430生成向移動站發(fā)送的信息,并將該信息向發(fā)送裝置420(處理部426)送出。
發(fā)送裝置420構成為包含發(fā)送天線422、發(fā)送部424、處理部426及振蕩器428。
振蕩器428通過緩沖電路429根據(jù)來自振蕩源的信號,輸出期望的頻率的振蕩信號。
處理部426使用振蕩器428(緩沖電路429)所輸出的振蕩信號,并使用從控制裝置430接收到的信息,生成基帶信號,將該基帶信號轉換為中間頻率的頻帶信號。
發(fā)送部424使用振蕩器428所輸出的振蕩信號,對來自處理部426的中間頻率的頻帶信號進行調(diào)制并將其疊加到載波。
發(fā)送天線422將來自發(fā)送部424的載波作為電波,向移動電話或gps衛(wèi)星等移動站發(fā)送。
應用上述實施方式或者各變形例中的緩沖電路200作為接收裝置410所具有的緩沖電路419和發(fā)送裝置420所具有的緩沖電路429,或者,應用上述實施方式或者各變形例中的振蕩器1(緩沖電路200)作為接收裝置410所具有的振蕩器418或發(fā)送裝置420所具有的振蕩器428,由此,能夠以更低的成本實現(xiàn)通信性能優(yōu)異的可靠性高的基站。
本發(fā)明不限于本實施方式,能夠在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種變形實施。
例如,上述實施方式的振蕩器是恒溫槽型振蕩器,但本發(fā)明不限于恒溫槽型振蕩器,也能夠應用于具有溫度補償功能的溫度補償振蕩器(例如,tcxo(temperaturecompensatedcrystaloscillator:溫度補償石英晶體振蕩器))或具有頻率控制功能的電壓控制振蕩器(例如,vcxo(voltagecontrolledcrystaloscillator:電壓控制晶體振蕩器))、具有溫度補償功能和頻率控制功能的振蕩器(例如,vc-tcxo(voltagecontrolledtemperaturecompensatedcrystaloscillator:電壓控制溫度補償晶體振蕩器))等。
上述實施方式和變形例是一例,而并非限于此。例如,也能夠適當組合上述實施方式和各變形例。
本發(fā)明不限于上述實施方式,能夠進一步進行各種變形。例如,本發(fā)明包含與實施方式中說明的結構實質上相同的結構(例如功能、方法和結果相同的結構、或者目的和效果相同的結構)。另外,本發(fā)明包含置換在實施方式中說明的結構的非本質部分而得到的結構。另外,本發(fā)明包含能夠起到與在實施方式中說明的結構相同的作用效果的結構或能夠達成同一目的的結構。另外,本發(fā)明包含對在實施方式中說明的結構附加公知技術而得到的結構。