特許 5767323 高電圧端子のための伝送ゲート回路およびその作動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5767323

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】高電圧端子のための伝送ゲート回路およびその作動方法

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/687 20060101AFI20150730BHJP

   H03K 17/10 20060101ALI20150730BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/687 G

   H03K17/10

【請求項の数】22

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-518394(P2013-518394)

(86)(22)【出願日】2011年5月9日

(65)【公表番号】特表2013-539249(P2013-539249A)

(43)【公表日】2013年10月17日

(86)【国際出願番号】US2011035727

(87)【国際公開番号】WO2012009042

(87)【国際公開日】20120119

【審査請求日】2014年5月8日

(31)【優先権主張番号】12/824,991

(32)【優先日】2010年6月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504199127

【氏名又は名称】フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ストッキンガー、マイケル エイ．

(72)【発明者】

【氏名】カマレナ、ホゼ エイ．

(72)【発明者】

【氏名】チャン、ウェンチョン

【審査官】 栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４４２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１２７８５５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５２５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７４００１７１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｋ １７／００−１７／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電流電極、第２電流電極、および制御電極を有する第１スイッチングデバイスを備える第１伝送ゲートと；
第１電流電極、第２電流電極、および制御電極を有する第２スイッチングデバイスを備える第２伝送ゲートであって、前記第２スイッチングデバイスの前記第１電流電極は、前記第１スイッチングデバイスの前記第２電流電極に結合される、第２伝送ゲートと；
前記第１スイッチングデバイスの前記第１電流電極に結合される第１端子と；
前記第２スイッチングデバイスの前記第２電流電極に結合される第２端子と；
前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートに結合される制御回路と
を備える伝送ゲート回路であって、
第１モードでは前記制御回路は、前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートを通じて前記第１端子と前記第２端子との間に導電性経路を提供するために、前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートを導電状態におき、
前記制御回路が第２モードにあるときには、前記制御回路は前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートを非導電状態におき、
前記制御回路が前記第２モードにあり、かつ前記第１端子の電圧が前記第１スイッチングデバイスおよび前記第２スイッチングデバイスのうちの少なくとも一方の安全動作電圧領域外にあるときには、前記第１スイッチングデバイスは自身の安全動作電圧領域内にあるままであり、前記第２スイッチングデバイスは自身の安全動作電圧領域内にあるままである、
伝送ゲート回路。

【請求項2】

前記第１スイッチングデバイスは、第１ＰＭＯＳトランジスタとしてさらに特徴づけられ、
前記第２スイッチングデバイスは、第２ＰＭＯＳトランジスタとしてさらに特徴づけられ、
前記第１伝送ゲートは、前記第１スイッチングデバイスに並列に結合される第１ＮＭＯＳトランジスタを備え、
前記第２伝送ゲートは、前記第２スイッチングデバイスに並列に結合される第２ＮＭＯＳトランジスタを備える、
請求項１記載の伝送ゲート回路。

【請求項3】

前記第１ＮＭＯＳトランジスタの制御電極は、第１バイアス電圧の端子に結合され、
前記第２ＮＭＯＳトランジスタの前記制御電極は、第２バイアス電圧の端子に結合される、
請求項２記載の伝送ゲート回路。

【請求項4】

前記第１バイアス電圧は、
前記第１端子の電圧の二分の一と、
前記第２バイアス電圧と
から成る群のうちの高い方の電圧である、
請求項３記載の伝送ゲート回路。

【請求項5】

前記制御回路はさらに、
前記第１スイッチングデバイスの前記第１電流電極に結合される第１電流電極、前記第１ＰＭＯＳトランジスタの制御電極に結合される第２電流電極、および第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極を有する第３ＰＭＯＳトランジスタを備える、
請求項４記載の伝送ゲート回路。

【請求項6】

前記制御回路はさらに、
前記第１ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第１電流電極、第２電流電極、および前記第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極を有する第３ＮＭＯＳトランジスタと；
前記第３ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、接地端子に結合される第２電流電極、およびイネーブル信号を受信するように結合される制御電極を有する第４ＮＭＯＳトランジスタと
を備える、
請求項５記載の伝送ゲート回路。

【請求項7】

前記第１端子の電圧が前記第２バイアス電圧以下であるとき、前記イネーブル信号がアサートされ、前記イネーブル信号がアサートされることに応答して、前記第１ＰＭＯＳトランジスタは導電性になる、
請求項６記載の伝送ゲート回路。

【請求項8】

前記第１端子の電圧が前記第２バイアス電圧を上回るとき、前記イネーブル信号がアサート停止され、前記イネーブル信号がアサート停止されることに応答して、前記第１ＰＭＯＳトランジスタは非導電性になる、
請求項６記載の伝送ゲート回路。

【請求項9】

前記制御回路はさらに、
前記第１バイアス電圧を受け取るように結合される第１電流電極、前記第１端子に結合される制御電極、および第２電流電極を有する第４ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第４ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、前記第１スイッチングデバイスの前記第２電流電極に結合される制御電極、および第２電流電極を有する第５ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第５ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極および前記第４ＮＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第１電流電極、前記第１ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される制御電極、および前記接地端子に結合される第２電流電極を有する第５ＮＭＯＳトランジスタと
を備える、
請求項６記載の伝送ゲート回路。

【請求項10】

前記第５ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極は、前記第１ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される、
請求項６記載の伝送ゲート回路。

【請求項11】

集積回路における方法であって、前記集積回路は第１端子と、前記第１端子に結合される伝送ゲート回路と、前記伝送ゲート回路に結合される第１回路とを備え、前記方法は、
前記第１端子の電圧が第１電圧以下であるとき、前記伝送ゲート回路を通じて前記第１端子と前記第１回路との間に導電性経路を提供するために、前記伝送ゲート回路を導電状態におくことを有し、
前記第１端子の電圧が前記第１電圧を上回るとき、前記方法はさらに、
前記伝送ゲート回路を非導電状態におくことであって、前記第１回路は前記第１端子から分離されることと；
前記第１端子の電圧が前記伝送ゲート回路内の少なくとも１つのトランジスタの安全動作電圧外にあるとき、前記伝送ゲート回路内の各トランジスタをその安全動作電圧領域内に維持することと
を有する、方法。

【請求項12】

前記第１端子の電圧が前記第１電圧以下であるとき、前記第１端子と前記第１回路との間でアナログ信号が送信される、
請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記集積回路はさらに、前記第１端子に結合されるメモリを備え、
前記方法はさらに、
前記メモリによる使用のために前記第１端子に供給電圧を提供することであって、前記供給電圧が、前記第１電圧を上回り、かつ前記伝送ゲート回路内の少なくとも１つのトランジスタの前記安全動作電圧外にあるように、前記供給電圧を提供することと；
前記第１端子と前記第１回路との間で、前記伝送ゲート回路を介してＩ／Ｏ信号を送信することと
を有し、
前記第１端子における前記Ｉ／Ｏ信号の電圧は、前記第１電圧以下である、
請求項１１記載の方法。

【請求項14】

前記伝送ゲート回路は、第２伝送ゲートに直列に結合される第１伝送ゲートを備え、
前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートの各々は、互いに並列に結合されるＮＭＯＳトランジスタおよびＰＭＯＳトランジスタを備え、
前記方法はさらに、
前記第１端子と前記第１回路との間で前記Ｉ／Ｏ信号を送信するとき、前記ＰＭＯＳトランジスタを導電状態におくことを有する、
請求項１３記載の方法。

【請求項15】

前記方法はさらに、前記メモリをプログラミングするために前記第１端子にプログラミング電圧を印加するとき、前記ＰＭＯＳトランジスタを非導電状態におくために、前記第１端子の電圧と、前記第１伝送ゲートと前記第２伝送ゲートとの間の回路ノードの電圧とを使用することを有する、
請求項１４記載の方法。

【請求項16】

第１端子および第２端子を有し、かつ第１ＮＭＯＳトランジスタおよび第１ＰＭＯＳトランジスタを備える第１伝送ゲートであって、前記第１ＮＭＯＳトランジスタは前記第１ＰＭＯＳトランジスタに並列に結合され、前記第１ＮＭＯＳトランジスタの制御電極は、第１バイアス電圧の端子に結合される、第１伝送ゲートと；
第３端子および第４端子を有し、かつ第２ＮＭＯＳトランジスタおよび第２ＰＭＯＳトランジスタを備える第２伝送ゲートであって、前記第２ＮＭＯＳトランジスタは前記第２ＰＭＯＳトランジスタに並列に結合され、前記第３端子は前記第２端子に結合される、第２伝送ゲートと；
前記第１端子に結合される第１電流電極、前記第１ＰＭＯＳトランジスタの制御電極に結合される第２電流電極、前記第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極を有する、第３ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第３ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、第２電流電極、および前記第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極を有する、第３ＮＭＯＳトランジスタと；
前記第３ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、第２電流電極、およびイネーブル信号を受信するように結合される制御電極を有する第４ＮＭＯＳトランジスタと
を備える伝送ゲート回路であって、
前記イネーブル信号がアサートされると、前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートの各々は、前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートを通じて前記第１端子と前記第４端子との間に導電性経路を提供するために導電状態におかれ、
前記イネーブル信号がアサート停止されると、前記第１伝送ゲートおよび前記第２伝送ゲートの各々は非導電状態におかれる、
伝送ゲート回路。

【請求項17】

前記伝送ゲート回路はさらに、
前記第３ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第１電流電極、前記第１端子に結合される制御電極、および第２電流電極を備える第４ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第４ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、前記第２端子に結合される制御電極、および前記第４ＮＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第２電流電極を備える第５ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第５ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、前記第４ＮＭＯＳトランジスタの前記第１電流電極に結合される制御電極、および第２電流電極を備える第５ＮＭＯＳトランジスタと
を備える、
請求項１６記載の伝送ゲート回路。

【請求項18】

前記第１ＰＭＯＳトランジスタおよび前記第３ＰＭＯＳトランジスタの各々のボディ端子は、第３バイアス電圧の端子に結合され、
前記第１バイアス電圧は、前記第１端子の電圧の二分の一と、第２バイアス電圧とのうちから選択される大きい方の電圧であり、
前記第３バイアス電圧は、前記第１バイアス電圧と前記第１端子の電圧とのうちから選択される大きい方の電圧である、
請求項１６記載の伝送ゲート回路。

【請求項19】

前記伝送ゲート回路はさらに、
前記第１端子の電圧の二分の一を受け取るように結合される第１電流電極、前記第２バイアス電圧の端子に結合される制御電極、および前記第１バイアス電圧を提供するために前記第１バイアス電圧の端子に結合される第２電流電極を有する第７ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第２バイアス電圧の端子に結合される第１電流電極、前記第７ＰＭＯＳトランジスタの前記第１電流電極に結合される制御電極、および前記第７ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第２電流電極を有する第８ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第８ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、前記第１端子に結合される制御電極、および前記第３バイアス電圧を提供するために前記第３バイアス電圧の端子に結合される第２電流電極を有する第９ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第９ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第１電流電極、前記第９ＰＭＯＳトランジスタの前記第１電流電極に結合される制御電極、および前記第９ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第２電流電極を有する第１０ＰＭＯＳトランジスタと
を備える、
請求項１８記載の伝送ゲート回路。

【請求項20】

前記伝送ゲート回路はさらに、
前記第３端子に結合される第１電流電極、第２バイアス電圧の端子に結合される制御電極、および前記第２ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極に結合される第２電流電極を備える第６ＰＭＯＳトランジスタと；
前記第６ＰＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、第２電流電極、および前記第２バイアス電圧の端子に結合される制御電極を備える第６ＮＭＯＳトランジスタと、
前記第６ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合される第１電流電極、接地端子に結合される第２電流電極、および前記イネーブル信号を受け取るように結合される制御電極を備える第７ＮＭＯＳトランジスタと
を備え、
前記第２ＮＭＯＳトランジスタの制御電極は、前記第２バイアス電圧の端子に結合される、
請求項１６記載の伝送ゲート回路。

【請求項21】

前記第１ＮＭＯＳトランジスタおよび前記第３ＮＭＯＳトランジスタは、各々が、第３バイアス電圧の端子に結合される分離Ｎウェル領域を有する分離ＮＭＯＳトランジスタとして特徴づけられ、
前記第３バイアス電圧は、前記第１端子の電圧と第２バイアス電圧とから成る群のうちの大きい方の電圧である、
請求項１６記載の伝送ゲート回路。

【請求項22】

前記第２ＰＭＯＳトランジスタの前記制御電極は、前記第３ＮＭＯＳトランジスタの前記第２電流電極に結合され、
前記第２ＮＭＯＳトランジスタの前記制御電極は、前記イネーブル信号を受け取るように結合される、
請求項１６記載の伝送ゲート回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般的には電子回路に関し、具体的には電子回路のための伝送ゲートに関する。

【背景技術】

【0002】

伝送ゲートは、電子回路内の電流路を選択的にイネーブルまたはディセーブルするのに使用される。１つの例では伝送ゲートは、並列になっているＮＭＯＳトランジスタおよびＰＭＯＳトランジスタであって、それらのトランジスタを通る電流路を選択的にイネーブルおよびディセーブルするために、それらのトランジスタのゲートが互いに反転している信号に接続されているトランジスタを利用する。

【0003】

このような例ではこれらのトランジスタは、伝送ゲートが非導電状態にあるときに各トランジスタのドレインとソースとの間の電圧降下に対処するようなサイズになっていなければならない。したがって伝送ゲートにわたる電圧降下は、伝送ゲートのトランジスタの「安全動作電圧領域」によって制限される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第６，１２７，８５５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

トランジスタの安全動作電圧領域は、トランジスタが自己損傷することなく動作すると予期されることができる電圧条件として定義されることができる。ＭＯＳＦＥＴの安全動作電圧領域は、過電圧条件に起因してトランジスタに損傷を引き起こす多数の要因によって決定される。たとえばゲート酸化物の損傷は、ゲート−ソース電圧またはゲート−ドレイン電圧がゲート酸化物の絶縁破壊電圧を超える場合に発生する恐れがある。ソース−ボディ逆接合バイアス電圧またはドレイン−ボディ逆接合バイアス電圧が接合の絶縁破壊電圧を超える場合、接合破壊が発生する恐れがある。ドレイン−ソース電圧が特定の電圧限界を超えると、ＭＯＳＦＥＴに寄生するバイポーラ接合トランジスタがオンになることが起こる恐れがある。壊滅的な障害に加えて、安全動作電圧領域外の動作に起因するトランジスタへの損傷は、たとえばゲート酸化物における電荷トラップの効果、ホットキャリア劣化、または負バイアス温度不安定性に起因するデバイス性能またはトランジスタの動作寿命の劣化も含む恐れがある。他の要因がトランジスタの安全動作電圧領域の電圧レベルの定義に寄与する場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

新規な構成の伝送ゲート回路を有する電子回路が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本発明は、添付の図面を参照することによってよりよく理解されることができ、その多数の目的、特徴、および利点が当業者に明らかとなる。

【図1】本発明の１つの実施形態による集積回路のブロック図である。

【図2】本発明の１つの実施形態による伝送ゲート回路の回路図である。

【図3】本発明の１つの実施形態によるバイアス信号生成回路の図である。

【図4】本発明の１つの実施形態による、図１の回路の動作を示すグラフである。

【図5】本発明の１つの実施形態による、図１の回路に使用されるＭＯＳＦＥＴの一例の切り取り側面図である。

【図6】本発明の１つの実施形態による、図１の回路に使用されるＭＯＳＦＥＴの一例の切り取り側面図である。

【図7】本発明の１つの実施形態による、図１の回路に使用されるＭＯＳＦＥＴの一例の切り取り側面図である。

【図8】本発明の別の実施形態による伝送ゲート回路の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

異なる図面において同じ参照符号が使用されている場合、これは、別途記載しない限り、同一の項目であることを示す。図面は必ずしも原寸に比例して描かれてはいない。

【0009】

以下は、本発明を実施するための形態の詳細な説明を示す。本記載は本発明の例示であることが意図されており、限定として解釈されるべきではない。

【0010】

本明細書において使用される場合、集積回路は、選択的に導電性および非導電性にすることができる伝送ゲート回路を有する。非導電性であるとき、伝送ゲート回路にわたる電圧降下が、伝送ゲート回路のトランジスタの安全動作電圧領域外である電圧を超える恐れがあり、伝送ゲート回路のいずれか１つのトランジスタにわたる電圧降下は、自身の安全動作電圧を超えない。したがって伝送ゲート回路は、安全動作電圧領域がより小さいトランジスタとして構成されることができる。

【0011】

図１は、本発明の１つの実施形態による（代替的に集積回路チップまたはチップと称される場合がある）集積回路のブロック図である。集積回路１０１は、集積回路の基板の半導体材料内に実装されるトランジスタから作成される回路を有する。図示されている実施形態では集積回路１０１は、フラッシュメモリ１０７および他の第１回路１１３を有する。フラッシュメモリ１０７は、不揮発性フラッシュメモリセルのアレイと、自身のアレイのセルに対する読出および書込をアドレス指定および制御するための関連する制御回路とを有する。第１回路１１３は、デジタル回路およびアナログ回路の両方またはそれらの組合せを含む任意の数の異なるタイプの回路であることができる。たとえば第１回路１１３は、プロセッサ、メモリ、論理ゲート、センサ、フリップフロップ、増幅器、混合信号回路、または他のタイプの電子回路を有することができる。集積回路は、他の実施形態においては他の構成を有してもよく、かつ／または他の回路を含んでもよい。

【0012】

集積回路１０１は、電源電圧（たとえば第２バイアス電圧ＶＤＤ、ＶＳＳ）を集積回路に提供するための、および集積回路と外部回路との間でＩ／Ｏ信号を搬送するための多数のパッドを有する。図１の実施形態では２つのパッド１０３および１０５のみが図示されているが、集積回路１０１は、より多くのものを含んでもよい。いくつかの実施形態では集積回路１０１は、図１には図示されていないＥＳＤ保護回路またはバッファのような、パッド１０３に関連付けられる他の回路を含んでもよい。

【0013】

図示されている実施形態では多目的パッド１０３は、フラッシュメモリ１０７に対しての、フラッシュメモリセルをプログラミングおよび消去するための電力と、第１回路１１３に対してのＩ／Ｏ信号の両方を提供するために使用されることができる。本明細書において使用される場合、「Ｉ／Ｏ信号」は、入力信号、出力信号、または入力信号と出力信号の両方であることができる。「ＭＰＰＡＤ」は、集積回路１０１の、パッド１０３に接続される信号線を指す。いくつかの実施形態ではフラッシュメモリは、システムの販売前にシステム製造によってプログラムされてプログラムデータをロードされてもよい。１つの例において、システム製造は、パッド１０３を使用して、フラッシュメモリ１０７のセルをプログラミング、消去および／またはテストするためにフラッシュメモリ１０７に相対的に高い電圧（たとえば１５Ｖ）を供給することができる。１つの実施形態ではフラッシュメモリ１０７は、プログラムまたは消去電圧を供給するためにパッド１０３を使用する製造によってのみプログラム可能である。他の実施形態では集積回路１０１は、ユーザによって使用されるとフラッシュメモリ１０７をプログラミングおよび消去するために電圧（より低い電圧など）を提供する電荷ポンプ（図示せず）を含んでもよい。このような実施形態ではパッド１０３上に提供されるより高い電圧は、フラッシュメモリ１０７をより迅速にプログラミングもしくは消去するために、またはテストするために使用されよう。さらにいくつかの実施形態ではパッド１０３は、第１回路１１３に供給電圧を提供するために使用されることができる。

【0014】

システムが製造されフラッシュメモリ１０７がプログラムおよびテストされた後、パッド１０３は、Ｉ／Ｏ信号を第１回路１１３を用いて提供または受信する外部回路に結合される。この信号は、第１回路１１３の電圧領域にマッチするようにより低い電圧振幅（たとえば０〜３ボルト）を有することができる。図示されている実施形態では第１回路１１３の電圧領域は、パッド１０５において受け取られる第２バイアス電圧ＶＤＤの電圧レベル（たとえば３ボルト）によって定義される。

【0015】

パッド１０３がフラッシュメモリ１０７により高い電圧（たとえばいくつかの実施形態では９〜１５Ｖ）を供給するために使用されているとき、伝送ゲート回路１１１は、第１回路１１３をパッド１０３から電気的に分離して第１回路１１３のより低い電圧領域の回路が損傷することを防止するために使用される。パッド１０３がＩ／Ｏ信号を提供および受信するために外部回路に結合されるとき、伝送ゲート回路１１１は導電性になり、それによってＩ／Ｏ信号は、パッド１０３と第１回路１１３との間を通過することができる。伝送ゲート回路１１１の実施形態は、図２および図８に見られる。

【0016】

集積回路１０１は、第２バイアス電圧ＶＤＤ（ＶＤＤパッド１０５の電圧レベル）とＶＭＰＰＡＤ（パッド１０３の電圧レベル）とのうちの高い方である電圧レベルを有するバイアス信号（第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳ）を提供するとともに、第２バイアス電圧ＶＤＤと、ＶＭＰＰＡＤの電圧の二分の一とのうちの高い方である第１バイアス電圧（バイアス信号）ＶＢＩＡＳ２を提供するために使用される「高次選択（ｈｉｇｈｅｒ−ｏｆ−ｔｗｏ）」回路１０９も有する。高次選択回路１０９の実施形態は、図３に図示されている。

【0017】

図２は、伝送ゲート回路１１１の１つの実施形態を示している。伝送ゲート回路１１１は、パッド１０３（ＭＰＰＡＤ）と、第１回路１１３の端子（Ｉ／Ｏ信号、両者ともに図１のもの）との間に接続される２つの直列接続される第１伝送ゲート２０１および第２伝送ゲート２０３を有する。第１伝送ゲート２０１および第２伝送ゲート２０３は、ＭＩＤノード２２７においてともに接続される。伝送ゲート回路１１１は、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７の導電性を制御するための第１ＰＭＯＳ制御回路２１１と、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９の導電性を制御するための第２ＰＭＯＳ制御回路２１３とをも有する。伝送ゲート回路１１１は、第１ＰＭＯＳ制御回路２１１および第２ＰＭＯＳ制御回路２１３をイネーブルするための自己イネーブル回路２１４をも有する。

【0018】

第１伝送ゲート２０１は、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５であって、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２によってバイアスされるゲートと、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のソースに接続されるトランジスタボディとを有する、ＮＭＯＳトランジスタを有する。図示されている実施形態では第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５は、「分離ＮＭＯＳ」トランジスタである。１つの実施形態では分離ＮＭＯＳトランジスタは、トランジスタのＰウェル領域を、集積回路のＰ型ドープ基板の他の部分から分離するＮウェル領域を有するトランジスタである。分離ＮＭＯＳトランジスタの例については図６を参照されたい。図２の実施形態では第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のＮウェル領域は、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにおいてバイアスされている（図２において「ＮＷ＝第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳ」によって示されている）。第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７は、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにおいてバイアスされているトランジスタボディを有する。

【0019】

第２伝送ゲート２０３は、第２バイアス電圧ＶＤＤにおいてバイアスされているゲートと、ＶＳＳ（たとえば０ボルト）においてバイアスされているトランジスタボディとを有する第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８を有する。１つの例では第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は、分離ＮＭＯＳトランジスタではなく、図７のトランジスタ７０１に類似である。しかしながら、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は、分離Ｎウェル領域が第２バイアス電圧ＶＤＤまたは第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２にバイアスされている分離ＮＭＯＳトランジスタであることができる。第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のボディは、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２にバイアスされている。

【0020】

第１ＰＭＯＳ制御回路２１１は、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにおいてバイアスされているボディと、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされているゲートと、ＭＰＰＡＤパッド１０３に結合されているソースとを有する第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５を有する。第１ＰＭＯＳ制御回路２１１は、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにおいてバイアスされているＮウェルと、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７のゲートおよび第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５のドレインに接続されているドレインと、自身のソースに連結されているボディと、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされているゲートとを有する分離ＮＭＯＳトランジスタとしての第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７を有する。第１ＰＭＯＳ制御回路２１１は、ＶＳＳ端子に接続されている自身のソースに連結されているボディと、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースに接続されているドレインと、イネーブル信号（ＥＮ）によって制御されるゲートとを有する第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９をも有する。

【0021】

第２ＰＭＯＳ制御回路２１３は、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされているボディと、第２バイアス電圧ＶＤＤにおいてバイアスされているゲートと、ＭＩＤノード２２７に接続されているソースとを有する第６ＰＭＯＳトランジスタ２２１を有する。第２ＰＭＯＳ制御回路２１３は、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされているＮウェルと、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲートおよび第６ＰＭＯＳトランジスタ２２１のドレインに接続されているドレインと、自身のソースに連結されているボディと、第２バイアス電圧ＶＤＤにおいてバイアスされているゲートとを有する分離（第６）ＮＭＯＳトランジスタ２２３を有する。第２ＰＭＯＳ制御回路２１３は、ＶＳＳ端子に接続されている自身のソースに連結されているボディと、第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３のソースに接続されているドレインと、イネーブル信号（ＥＮ）によって制御されるゲートとを有する第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５をも有する。１つの実施形態ではＭＩＤノード２２７の電圧（ＶＭＩＤ）が第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９、第６ＰＭＯＳトランジスタ２２１、および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５の安全動作電圧領域を超えないため、第２ＰＭＯＳ制御回路２１３は、第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３を含まない。このような実施形態では第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５のドレインは、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲートに接続される。

【0022】

伝送ゲート回路１１１は、（導電状態にあるとき）パッド１０３の電圧（ＶＭＰＰＡＤ）が第２バイアス電圧ＶＤＤ（たとえば３ボルト）以下である場合には、ＭＰＰＡＤパッド１０３と第１回路１１３の端子（Ｉ／Ｏ信号）との間の導電性経路を提供するように機能し、（非導電状態にあるとき）パッド１０３の電圧（ＶＭＰＰＡＤ）が第２バイアス電圧ＶＤＤを上回る場合には、第１回路１１３をパッド１０３から分離する。このようにパッド１０３が相対的に高い電圧（たとえばフラッシュメモリ１０７のプログラミング中のような１５ボルト）にある場合、第１伝送ゲート２０１および第２伝送ゲート２０３は、第１回路１１３をパッド１０３から分離するために非導電性である。

【0023】

非導電状態において、パッド１０３の電圧が、第２バイアス電圧ＶＤＤを上回る電圧から、伝送ゲート回路１１１の任意のトランジスタまたは伝送ゲート回路１１１の特定のトランジスタの安全動作電圧領域のおよそ二倍の電圧レベルまでの範囲にあるとき、伝送ゲート回路１１１は、伝送ゲート回路１１１のトランジスタがそれらの安全動作電圧領域において動作することを確実にするように構成され動作する。

【0024】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを上回る場合、ＶＭＰＰＡＤは、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２よりも大きく、それによって第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５が非導電性になる。第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５が（ＶＭＰＰＡＤが第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２よりも大きいことに起因して）導電性であるため、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７も非導電性である。第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５が導電性であることによって、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７のゲートの電圧は、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７のソースにおける電圧であるＶＭＰＰＡＤに等しくなる。したがってこの条件において、第１伝送ゲート２０１は非導電性である。

【0025】

第１伝送ゲート２０１が非導電性であるとき、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のソースフォロワ構成に起因して、ＭＩＤノード２２７の電圧レベルは、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２を下回るほぼＮＭＯＳ閾値電圧である。ＭＩＤノード２２７の電圧がこのようなレベルを下回って降下したとすると、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５は導電性になり、それによってＭＩＤノード２２７の電圧レベルは、（第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２）−（ＮＭＯＳ閾値電圧）まで引き戻されるであろう。ＭＩＤノード２２７の電圧レベルは、（第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２）−（ＮＭＯＳ閾値電圧）であり、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２は、この時点でＶＭＰＰＡＤの二分の一以上であるため、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のソース−ドレイン電圧は、ほぼＶＭＰＰＡＤの１／２よりも少し高い程度に制限される。１つの実施形態ではＶＭＰＰＡＤが１５ボルトに等しい場合、非導電状態の間、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７のドレイン−ソース電圧は、約８ボルトであろう。第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７の安全動作電圧領域のソース−ドレイン電圧境界が９ボルトである実施形態では第１伝送ゲート２０１が非導電性であるとき、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７は、それらの安全動作電圧領域において動作していることになる。

【0026】

図示されている実施形態では分離ＮＭＯＳトランジスタが第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５に利用されており、それによってＶＭＰＰＡＤが相対的に高い電圧（たとえばいくつかの実施形態では９ボルトよりも高い）にあるとき、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のドレイン−ボディ接合は、安全動作電圧領域内にある。これは、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のボディが自身のソースに接続されているという事実に起因する。分離ＮＭＯＳトランジスタの分離Ｎウェル領域（図６を参照されたい）によって、Ｐウェル領域が、Ｐ型基板領域のバイアス電圧（ＶＳＳ）とは異なる電圧（ＶＭＩＤ）においてバイアスされることが可能になる。同様の理由により、伝送ゲート回路１１１の非導電状態の間に第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７がパッド１０３に結合されている（かつ相対的に高い電圧レベルにさらされている）という点で、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７も（ドレイン−ボディ接合を安全動作電圧領域内に維持する）分離ＮＭＯＳトランジスタである。

【0027】

第１伝送ゲート２０１が非導電状態にある（たとえばＶＭＰＰＡＤ＝１５Ｖ）とき、第２伝送ゲート２０３も非導電状態にある。第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のゲートが、ＶＭＩＤ（たとえば（ＶＭＩＤ）＝（１／２ＶＭＰＰＡＤ）−（ＮＭＯＳ閾値電圧））よりも低い第２バイアス電圧ＶＤＤにあることによって、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は非導電性になる。この条件では、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲート電圧およびソース電圧を均一にする第６ＰＭＯＳトランジスタ２２１が導電性である（ＶＭＩＤ＞第２バイアス電圧ＶＤＤ）という点で、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９も非導電性である。非導電状態にあるとき、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８および第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のソース−ドレイン電圧は、これらのトランジスタの安全動作電圧領域内にある第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２よりも低い。

【0028】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤ以下であるとき、第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５が非導電性であり（ＶＭＰＰＡＤ＜第２バイアス電圧ＶＤＤであるとき、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２＝第２バイアス電圧ＶＤＤ）、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７および第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９が導電性であることに起因して、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７は導電性である。この時点においてイネーブル信号がオンであるため（下記に説明する）、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９は導電性であり、それによって第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９は、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースを接地にプルするために導電性になる。第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のゲートは、第２バイアス電圧ＶＤＤ（ＶＭＰＰＡＤ＜第２バイアス電圧ＶＤＤであるとき、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２＝第２バイアス電圧ＶＤＤ）にあるため、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７は、第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７のゲートの電圧をＶＳＳにプルするために導通し、それによって第１ＰＭＯＳトランジスタ２０７が導電性になる。

【0029】

さらに、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤ以下であるとき、第６ＰＭＯＳトランジスタ２２１が非導電性であり（ＶＭＩＤは第２バイアス電圧ＶＤＤよりも小さい）、第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５が導電性であることに起因して、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９は導電性である。イネーブル信号がオンであるため第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５は導電性であり、それによって第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５は、第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３のソースを接地にプルするために導電性になる。第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３のゲートは第２バイアス電圧ＶＤＤにあるため、第６ＮＭＯＳトランジスタ２２３は、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲートの電圧をＶＳＳにプルするために導通し、それによって第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９が導電性になる。

【0030】

さらに、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤよりも低いとき、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のゲートが第２バイアス電圧ＶＤＤにあり（ＶＭＰＰＡＤ＜第２バイアス電圧ＶＤＤであるとき、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２＝第２バイアス電圧ＶＤＤ）、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のドレインおよびソースが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るため、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５は導電性である。第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５が導電性であるとき、ＶＭＩＤは、ＶＭＰＰＡＤレベルにある。それゆえ、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のゲートが第２バイアス電圧ＶＤＤにあり、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のドレインおよびソースが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るＶＭＰＰＡＤ（ＶＭＩＤ＝ＶＭＰＰＡＤ）にあるため、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８も導電性である。

【0031】

図示されている実施形態では第１ＰＭＯＳトランジスタ制御回路２１１および第２ＰＭＯＳトランジスタ制御回路２１３は、第１伝送ゲート２０１および第２伝送ゲート２０３が、たとえＭＰＰＡＤの電圧レベルが第２バイアス電圧ＶＤＤをほんの少し下回るか、または第２バイアス電圧ＶＤＤにある場合であっても、導電状態にあることを可能にする。このような条件において、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は単独では、それらが十分にオンにならないという点において、低抵抗経路を保証しないであろう。ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤに等しいときに十分にオンになるために、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のゲート−ソース電圧は、第２バイアス電圧ＶＤＤを上回る閾値電圧よりも高いことが必要である。第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５および第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は、ＶＭＰＰＡＤが、それらのトランジスタの閾値電圧を超える分だけ第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るとき、十分に導電性である。

【0032】

図示されている実施形態では第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９とのスタック構成にある第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７の構成は、第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７、および第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９がそれらの安全動作電圧領域において動作することを可能にする。上記に記載されているように、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７を分離ＮＭＯＳトランジスタにすることによって、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のドレイン−ボディ接合電圧が安全動作電圧領域に保持される。第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５が導電性であるときに第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のドレインが相対的に高い電圧にあるとき、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７がソースフォロワ構成において構成されることによって、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースにおける電圧が、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２を下回るＮＭＯＳ閾値電圧に保持される。

【0033】

自己イネーブル回路２１４は、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るときにはイネーブル信号（ＥＮ）をアサートし、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤよりも大きいときにはイネーブル信号をアサート停止するように機能する。自己イネーブル回路２１４は、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされているソースと、ＭＰＰＡＤによって制御されるゲートと、第５ＰＭＯＳトランジスタ２３３のソースに接続されているドレインとを有する第４ＰＭＯＳトランジスタ２３１を有する。第５ＰＭＯＳトランジスタ２３３は、ＭＩＤノード２２７に接続されているゲートを有する。自己イネーブル回路２１４は第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５を有し、第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５は、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のドレインに接続されているゲートと、第５ＰＭＯＳトランジスタ２３３のドレイン、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のゲート、および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５のゲートに接続されているドレインとを有する。第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５のドレインは、ＥＮ信号を提供する。

【0034】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るとき、第４ＰＭＯＳトランジスタ２３１および第５ＰＭＯＳトランジスタ２３３は導電性であり、これによって第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５のゲートは、第２バイアス電圧ＶＤＤにおいてバイアスされ（ＶＭＰＰＡＤ＜第２バイアス電圧ＶＤＤであるとき、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２＝第２バイアス電圧ＶＤＤ）、これらのトランジスタが導電性になる。第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９が導電性であることによって、第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５のゲートがゼロにプルされ、それによって第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５が非導電性になる。

【0035】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを上回るとき、第４ＰＭＯＳトランジスタ２３１は非導電性であり、第３ＰＭＯＳトランジスタ２１５は導電性である。第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースの電圧は、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２に向かってプルされることになる（第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースフォロワ構成のため）。第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のドレインが第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２にプルされることによって、第５ＮＭＯＳトランジスタ（第３ＮＭＯＳトランジスタ）２３５が導電性になり、これによってイネーブル信号（ＥＮ）がＶＳＳにプルされる。イネーブル信号がＶＳＳに向かうことによって第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５が非導電性になる。

【0036】

いくつかの実施形態ではイネーブル信号は、イネーブル信号が高電圧にあるときにフラッシュメモリ１０７をパッド１０３から分離するために使用される、フラッシュメモリ１０７内のスイッチング回路（図示せず）に提供される。

【0037】

いくつかの実施形態は、自己イネーブル回路２１４を含まない。代わりに、外部から提供されるイネーブル信号が、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤ以下であるときに第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９および第７ＮＭＯＳトランジスタ２２５を導電性にするのに使用される。いくつかの実施形態ではイネーブル信号は、プログラミング後にヒューズを飛ばすことによって提供されることが可能になる。

【0038】

図３は、高次選択回路１０９の一実施形態の回路図である。高次選択回路１０９は、ＰＭＯＳトランジスタ３０９、３１１、３１３、３１５、および３１７を有する分圧器ステージ３０１を有する。これらのトランジスタの各々は、それらのゲートを自身のドレインに接続されている。トランジスタ３０９および３１１のボディは、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにバイアスされている。トランジスタ３１３、３１５、および３１７のボディは、トランジスタ３１３のソースに連結されている。分圧器ステージ３０１は、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳをより低い電圧に直線的に分圧するために使用される。

【0039】

高次選択回路１０９は、ドレインがＭＰＰＡＤパッド１０３に結合されており、分離Ｎウェル領域が第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳにおいてバイアスされており、自身のボディおよびソースがノード３３１に連結されている分離ＮＭＯＳトランジスタ３１９を有するインピーダンス・バッファ・ステージ３０３を有する。インピーダンス・バッファ・ステージ３０３は、自身のソースがノード３３１に連結されており、自身のドレインがＶＳＳに連結されており、自身のボディが第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２に連結されているＰＭＯＳトランジスタ３２１をも有する。トランジスタ３１９のボディは、自身のソースに接続されており、それによってＶＭＰＰＡＤが相対的に高い電圧（たとえば１つの実施形態では９ボルトを上回る）にあるとき、トランジスタ３１９のドレイン−ボディ接合は、安全動作電圧領域内にある。トランジスタ３１９および３２１は、ＶＭＰＰＡＤの約二分の一である、ノード３３１における電圧を生成するためにソースフォロワ構成において実装される。

【0040】

高次選択回路１０９は、２つの「高次選択」回路３０５および３０７を有する。第１高次選択回路３０５は、第７ＰＭＯＳトランジスタ３２３および第８ＰＭＯＳトランジスタ３２５を有し、第２高次選択回路３０７は、第９ＰＭＯＳトランジスタ３２９および第１０ＰＭＯＳトランジスタ３２７を有する。高次選択回路は、２つの入力および１つの出力を有し、その出力においてそれらの入力の電圧のうちの高い方を提供する。第１高次選択回路３０５は、自身の出力ノード（第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２）において第２バイアス電圧ＶＤＤとノード３３１の電圧（ＶＭＰＰＡＤの約二分の一）とのうちの高い方を提供する。

【0041】

第２高次選択回路３０７の入力は、第１高次選択回路３０５の出力ノード（第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２）およびＭＰＰＡＤに接続される。第２高次選択回路３０７は、自身の出力ノード（第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳ）において第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２およびＶＭＰＰＡＤのうちの高い方を提供する。ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤよりも高い場合、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２は、ＶＭＰＰＡＤを常に下回る（ＶＭＰＰＡＤの１／２）。したがってこのような条件においては第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳは、常にＶＭＰＰＡＤを提供することになる。一方、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤ以下である場合、（第１高次選択回路３０５がノード第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２において第２バイアス電圧ＶＤＤであるか、またはＶＭＰＰＡＤの約二分の一である、ノード３３１の電圧のうちの高い方を提供するという点で）第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２は、第２バイアス電圧ＶＤＤに等しくなる。したがって第２高次選択回路３０７に対する入力が第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２およびＶＭＰＰＡＤにある場合であっても、第２高次選択回路３０７は、ノードＶＢＩＡＳにおいて、第２バイアス電圧ＶＤＤおよびＶＭＰＰＡＤの電圧のうちの高い方を有効に提供する。しかしながら、第２バイアス電圧ＶＤＤの代わりに第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２を第２高次選択回路３０７に対する入力として使用することによって、第９ＰＭＯＳトランジスタ３２９および第１０ＰＭＯＳトランジスタ３２７は、たとえＶＭＰＰＡＤが相対的に高い電圧（たとえば９ボルトを上回る）にある場合であってもそれらの安全動作電圧領域内に留まる。ＶＭＰＰＡＤが相対的に高い電圧にある場合、他方の入力（第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２）は、その電圧の二分の一にある。したがって第９ＰＭＯＳトランジスタ３２９および第１０ＰＭＯＳトランジスタ３２７にわたる電圧は、ＶＭＰＰＡＤの二分の一に過ぎない。第２高次選択回路３０７が第２バイアス電圧ＶＤＤ（たとえば３ボルト）端子を入力として有することになったとすると、ＶＭＰＰＡＤが非常に高い電圧（たとえば１５ボルト）にある場合にトランジスタは、過負荷にさらされることになるであろう。

【0042】

図４は、高次選択回路１０９の動作を示す電圧図である。図４は、ＶＭＰＰＡＤに対する第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳおよび第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２の値（実線で示す）を示している。ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回る場合（図４においてＶＭＰＰＡＤに関する線は破線で示されている）、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳは、第２バイアス電圧ＶＤＤに等しい。ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤよりも高いとき、第３バイアス電圧ＶＢＩＡＳはＶＭＰＰＡＤに等しい。ノード３３１における電圧が第２バイアス電圧ＶＤＤよりも低い場合（図４においてＶＮＯＤＥ３３１に関する線は破線で示されている）、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２は第２バイアス電圧ＶＤＤに等しい。ノード３３１の電圧が第２バイアス電圧ＶＤＤよりも高い場合、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２は、ノード３３１における電圧（すなわちＶＭＰＰＡＤの約１／２）に等しい。

【0043】

図５、図６、および図７は、それぞれ、ＰＭＯＳトランジスタ５０１、分離ＮＭＯＳトランジスタ６０１、およびＮＭＯＳトランジスタ７０１の部分断面図を示す。「Ｓ」はソース領域コンタクトを表し、「Ｇ」はゲートコンタクトを表し、「Ｄ」はドレイン領域コンタクトを表し、「Ｂ」はボディをバイアスするためのボディコンタクトを表す。これらの図において、基板はＶＳＳにおいてバイアスされている、Ｐ型ドーピングされたものである。トランジスタ６０１は、Ｐウェル領域を完全に包囲して、その領域を基板（「Ｐ型基板」とラベリングされている）から分離している分離Ｎウェルタブまたは領域（図６において「Ｎウェル」とラベリングされている）を有し、それによってＰウェル領域が基板とは異なる電圧においてバイアスされることが可能となる。ソース領域およびドレイン領域は、ＭＯＳＦＥＴのための電流電極である。ゲートは、ＭＯＳＦＥＴのための制御電極である。

【0044】

図８は、伝送ゲート回路１１１の別の実施形態を示している。図８の実施形態の回路は、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８および第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲート電圧を制御するための回路を除いて、図２の実施形態の回路と同様である。図８の実施形態では第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のゲートは、イネーブル信号を受け取るために第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のゲート（ノード「ＥＮ」）に接続され、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のトランジスタボディは、ＶＳＳにおいてバイアスされる。１つの例では第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は、分離ＮＭＯＳトランジスタではない。代わりに、それは図７のトランジスタ７０１と同様である。しかしながら、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８は、分離Ｎウェル領域が第２バイアス電圧ＶＤＤまたは第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２にバイアスされている分離ＮＭＯＳトランジスタであることができる。第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲートは、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のドレインに接続されており、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のトランジスタボディは、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２においてバイアスされている。

【0045】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを上回るとき、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のゲート（ＥＮノード）は、ＶＳＳ電位にあり、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のドレインは、第３ＮＭＯＳトランジスタ（第１ＮＭＯＳトランジスタ）２１７のソースフォロワ構成に起因して、およそ第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２を下回るＮＭＯＳ閾値電圧に保たれる。ＭＩＤノード２２７も、第１ＮＭＯＳトランジスタ２０５のソースフォロワ構成に起因して、およそ第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２を下回るＮＭＯＳ閾値電圧にある。これによって、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８および第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲート−ソース電圧が実効的に０ボルトであり、それゆえ、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８および第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９の両方が非導電性であるため、第２伝送ゲート２０３が非導電性になる。

【0046】

ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤを下回るとき、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のゲート（ＥＮノード）は、第２バイアス電圧ＶＤＤ電位にあり（ＶＭＰＰＡＤ＜第２バイアス電圧ＶＤＤであるとき、第１バイアス電圧ＶＢＩＡＳ２＝第２バイアス電圧ＶＤＤ）、第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９のドレインはＶＳＳ電位にある。これによって、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８のゲートは第２バイアス電圧ＶＤＤ電位にあり、第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９のゲートはＶＳＳ電位にあり、それゆえ、第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８および第２ＰＭＯＳトランジスタ２０９の両方が導電性であるため、第２伝送ゲート２０３が導電性になる。

【0047】

図８のいくつかの実施形態は、自己イネーブル回路２１４を含まない。代わりに、外部から提供されるイネーブル信号が、ＶＭＰＰＡＤが第２バイアス電圧ＶＤＤ以下であるときに第４ＮＭＯＳトランジスタ（第２ＮＭＯＳトランジスタ）２１９および第２ＮＭＯＳトランジスタ２０８を導電性にするのに使用される。

【0048】

図示または記載されている実施形態では制御回路および伝送ゲートは、ＭＯＳＦＥＴを用いて実装されている。しかしながら、他の実施形態は、他のタイプのスイッチングデバイスを用いて実装される伝送ゲートを有する、他のタイプのトランジスタを用いて実装されてもよい。さらに他の実施形態は、異なる数の伝送ゲートを含んでもよい。

【0049】

本明細書において図示および記載されている実施形態は、伝送ゲート回路であって、非導電性であるとき、伝送ゲート回路にわたる電圧降下が、伝送ゲートのトランジスタの安全動作電圧領域外である恐れがあり、伝送ゲート回路のいずれか１つのトランジスタにわたる電圧降下は、自身の安全動作電圧を超えない、伝送ゲート回路を提供する。したがって伝送ゲート回路は、安全動作電圧領域がより小さいトランジスタとして構成されることができる。いくつかの実施形態ではより小さい安全動作電圧領域を有するトランジスタは通常、より速く、より簡単に作成され、かつ／またはより大きい安全動作電圧領域を有するトランジスタよりも占有する面積が小さい。

【0050】

１つの実施形態では伝送ゲート回路は、第１電流電極と、第２電流電極と、制御電極とを有する第１スイッチングデバイスを備える第１伝送ゲートを有する。伝送ゲート回路は、第１電流電極と、第２電流電極と、制御電極とを有する第２スイッチングデバイスを備える第２伝送ゲートを有する。第２スイッチングデバイスの第１電流電極は、第１スイッチングデバイスの第２電流電極に結合される。伝送ゲート回路は、第１スイッチングデバイスの第１電流電極に結合される第１端子と、第２スイッチングデバイスの第２電流電極に結合される第２端子と、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートに結合される制御回路とを有する。第１モードでは、制御回路は、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートを通じて第１端子と第２端子との間に導電性経路を提供するために、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートを導電状態におき、制御回路が第２モードにあるときには、制御回路は第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートを非導電状態におく。制御回路が第２モードにあり、かつ第１端子の電圧が第１スイッチングデバイスおよび第２スイッチングデバイスのうちの少なくとも一方の安全動作電圧領域外にあるとき、第１スイッチングデバイスは、自身の安全動作電圧領域内にあるままであり、第２スイッチングデバイスは、自身の安全動作電圧領域内にあるままである。

【0051】

第１端子と、第１端子に結合される伝送ゲート回路と、伝送ゲート回路に結合される第１回路とを備える集積回路の一実施形態において、方法は、第１端子の電圧が第１電圧以下であるとき、伝送ゲート回路を通じて第１端子と第１回路との間に導電性経路を提供するために、伝送ゲート回路を導電状態におくことを有する。第１端子の電圧が第１電圧を上回るとき、方法は、伝送ゲート回路を非導電状態におくことであって、第１回路が第１端子から分離されるように非導電状態におくことと；第１端子の電圧が伝送ゲート回路内の少なくとも１つのトランジスタの安全動作電圧外にあるとき、伝送ゲート回路内の各トランジスタを自身の安全動作電圧領域内に維持することとを有する。

【0052】

別の実施形態では伝送ゲート回路は、第１伝送ゲートであって、第１端子および第２端子を有し、第１ＮＭＯＳトランジスタおよび第１ＰＭＯＳトランジスタを備える、第１伝送ゲートを有する。第１ＮＭＯＳトランジスタは第１ＰＭＯＳトランジスタに並列に結合される。第１ＮＭＯＳトランジスタの制御電極は第１バイアス電圧の端子に結合される。伝送ゲート回路は、第２伝送ゲートであって、第３端子および第４端子を有し、第２ＮＭＯＳトランジスタおよび第２ＰＭＯＳトランジスタを備える、第２伝送ゲートを有する。第２ＮＭＯＳトランジスタは、第２ＰＭＯＳトランジスタに並列に結合される。第３端子は第２端子に結合される。伝送ゲート回路は、第１端子に結合される第１電流電極、第１ＰＭＯＳトランジスタの制御電極に結合される第２電流電極を有し、第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極を有する、第３ＰＭＯＳトランジスタを有する。伝送ゲート回路は、第３ＰＭＯＳトランジスタの第２電流電極に結合される第１電流電極と、第２電流電極と、第１バイアス電圧の端子に結合される制御電極とを有する、第３ＮＭＯＳトランジスタを有する。伝送ゲート回路は、第３ＮＭＯＳトランジスタの第２電流電極に結合される第１電流電極と、第２電流電極と、イネーブル信号を受信するように結合される制御電極とを有する、第４ＮＭＯＳトランジスタを有する。イネーブル信号がアサートされると、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートの各々は、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートを通じて第１端子と第４端子との間に導電性経路を提供するために、導電状態におかれ、イネーブル信号がアサート停止されると、第１伝送ゲートおよび第２伝送ゲートの各々は、非導電状態におかれる。

【0053】

本発明の特定の実施形態が図示および説明されてきたが、本明細書における教示に基づいて、本発明およびそのより広い態様から逸脱することなくさらなる変更および修正を為すことができることが当業者には認識されよう、したがって添付の特許請求の範囲は、それらの範囲内において、本発明の真の精神および範囲内にあるものとしてすべてのこのような変更および修正を包含するものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】