发明名称 使用互补式金属氧化物半导体(CMOS)电晶体之高压闩及其形成方法
摘要 一种高压数据闩具有互补式输出,其各予设定至二电压电平(Vpp及Vb)之一。高压数据闩使用CMOS技术所设计,其中无PMOS电晶体越过任何节点具有电压电平大于Vpp/2伏特。这将允许使用具有较低电压击穿电平之PMOS电晶体。高压数据闩有二操作模式。在低压模式(Vpp=Vdd及Vb=接地),输出相对于输入切换。在高压模式(Vpp>Vb>Vdd),输出将会闩锁至电压轨条改变状态自低压模式至高压模式时,其所在之状态。
申请公布号 TW349272 申请公布日期 1999.01.01
申请号 TW086110973 申请日期 1997.08.01
申请人 微晶片技术公司 发明人 佛堤姆
分类号 H01L27/10 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 黄庆源 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种供在较高电源电压操作之高压闩,包含:高压轨条装置,用以供给上电压电平;低压轨条装置,用以供给下电压电平,其中当高压闩在低压模式操作时,下电压电平大约在地电位,且当高压闩在高压模式操作时,下电压电平大于地电位并小于上电压电平;闩装置,耦合至该高压轨条装置及低压轨条装置,供产生一输出信号及一互补式输出信号,其中当该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,该输出信号及互补式输出信号相对于输入信号切换,并且该输出信号及互补式输出信号被闩锁在高压轨条及低压轨条改变状态自低压模式至高压模式时,输出信号及互补式输出信号目前所在之状态;输入装置,耦合至该闩装置,供发出该输入信号及一互补式输入信号至该闩装置;以及输出端子装置,耦合至该闩装置,供输出该输出信号及互补式输出信号。2.根据申请专利范围第1项之高压闩,其中该输入装置包含:输入端子装置,耦合至该闩装置,供接收该输入信号,及供发出输入信号至该闩装置;以及反相器装置,有一输入耦合至该输入端子装置,及一输出耦合至该闩装置,供产生该互补式输入信号,及供发出该互补式输入信号至该闩装置。3.根据申请专利范围第2项之高压闩,其中该闩装置包含:一第一电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第一电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第一电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第一电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;一第二电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第二电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第二电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第二电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;一第三电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第三电晶体之闸端子耦合至该第二电晶体之汲极端子,该第三电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第三电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置;以及一第四电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第四电晶体之闸端子耦合至该第一电晶体之汲极端子,该第四电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第四电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置。4.根据申请专利范围第3项之高压闩,其中该第一电晶体及第二电晶体均为n-沟道电晶体。5.根据申请专利范围第3项之高压闩,其中该第三电晶体及第四电晶体均为p-沟道电晶体。6.根据申请专利范围第3项之高压闩,其中该闩装置另包合保持装置耦合至该出输出端子装置,供使该闩装置之输出信号及互补式输出信号保持在目前状态。7.根据申请专利范围第6项之高压闩,其中该保持装置包含:一第五电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第五电晶体之闸端子耦合至该第三电晶体之闸端子,该第五电晶体之汲极端子耦合至该第四电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第五电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置;以及一第六电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第六电晶体之闸端子耦合至该第四电晶体之闸端子,该第六电晶体之汲极端子耦合至该第三电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第六电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置。8.根据申请专利范围第7项之高压闩,其中该第五电晶体及第六电晶体均为n-沟道电晶体。9.根据申请专利范围第7项之高压闩,其中该闩装置另包含开关装置耦合至该输入装置,供在该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,允许该输出信号及互补式输出信号相对于该输入信号更快速切换。10.根据申请专利范围第9项之高压闩,其中该开关装置包含:一第七电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第七电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第七电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第七电晶体之源极端子耦合至该第五电晶体之闸端子;以及一第八电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第八电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第八电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第八电晶体之源极端子耦合至该第六电晶体之闸端子。11.根据申请专利范围第10项之高压闩,其中该第七电晶体及第八电晶体均为n-沟道电晶体。12.一种提供一高压闩,供在较高电源电压操作之方法,包含下列步骤:提供高压轨条装置,用以供给上电压电平;提供低压轨条装置,用以供给下电压电平,其中当高压闩在低压模式操作时,下电压电平大约在地电位,且当高压闩在高压模式操作时,下电压电平大于地电位并小于上电压电平;提供闩装置耦合至该高压轨条装置及耦合至该低压轨条装置,供产生一输出信号及一互补式输出信号,其中当该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,该输出信号及互补式输出信号相对于输入信号切换,并且该输出信号及互补式输出信号被闩锁在高压轨条及低压轨条改变状态自该低压模式至高压模式时,输出信号及互补式输出信号目前所在之状态;提供输入装置耦合至该闩装置,供发出该输入信号及一互补式输入信号至该闩装置;以及提供输出端子装置耦合至该闩装置,供输出该输出信号及互补式输出信号。13.根据申请专利范围第12项之方法,其中提供输入装置之步骤另包含下列步骤:提供输入端子装置耦合至该闩装置,供接收该输入信号,及供发出该输入信号至该闩装置;以及提供反相器装置,有一输入耦合至该输入端子装置,及一输出耦合至该闩装置,供产生该互补式输入信号,及供发出该互补式输入信号至该闩装置。14.根据申请专利范围第13项之方法,其中提供闩装置之步骤另包含下列步骤:提供一第一电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第一电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第一电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第一电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;提供一第二电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第二电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第二电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第二电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;提供一第三电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第三电晶体之闸端子耦合至该第二电晶体之汲极端子,该第三电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第三电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置;以及提供一第四电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第四电晶体之闸端子耦合至该第一电晶体之汲极端子,该第四电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第四电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置。15.根据申请专利范围第14项之方法,其中该第一电晶体及第二电晶体均为n-沟道电晶体。16.根据申请专利范围第14项之方法,其中该第三电晶体及第四电晶体均为p-沟道电晶体。17.根据申请专利范围第15项之方法,其中该闩装置另包含保持装置耦合至该输出端子装置,供使该闩装置之输出信号及互补式输出信号保持在目前状态之步骤。18.根据申请专利范围第17项之方法,其中提供保持装置之步骤另包含下列步骤:提供一第五电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第五电晶体之闸端子耦合至该第三电晶体之闸端子,该第五电晶体之汲极端子耦合至该第四电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第五电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置;以及提供一第六电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第六电晶体之闸端子耦合至该第四电晶体之闸端子,该第六电晶体之汲极端子耦合至该第三电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第六电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中该第五电晶体及第六电晶体均为n-沟道电晶体。20.根据申请专利范围第18项之方法,其中提供闩装置之步骤另包含提供开关装置耦合至该输入装置,供在该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,允许该输出信号及互补式输出信号相对于该输入信号更快速切换之步骤。21.根据申请专利范围第20项之方法,其中提供开关装置之步骤另包含下列步骤:提供一第七电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第七电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第七电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第七电晶体之源极端子耦合至该第五电晶体之闸端子;以及提供一第八电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第八电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第八电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第八电晶体之源极端子耦合至该第六电晶体之闸端子。22.根据申请专利范围第21项之方法,其中该第七电晶体及第八电晶体均为n-沟道电晶体。23.一种供在较高电源电压操作之高压闩,包含:高压轨条装置,用以供给上电压电平;低压轨条装置,用以供给下电压电平,其中当高压闩在低压模式操作时,下电压电平大约在地电位,且当高压闩在高压模式操作时,下电压电平大于地电位并小于上电压电平;闩装置,耦合至该高压轨条装置及低压轨条装置,供产生一输出信号及一互补式输出信号,其中当该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,该输出信号及互补式输出信号相对于输入信号切换,并且该输出信号及互补式输出信号被闩锁在高压轨条及低压轨条改变状态自低压模式至高压模式时,输出信号及互补式输出信号目前所在之状态;输入装置,耦合至该闩装置,供发出该输入信号及一互补式输入信号至该闩装置;该输入装置包含:输入端子装置,耦合至该闩装置,供接收该输入信号,及供发出该输入信号至该闩装置;以及反相器装置,有一输入耦合至该输入端子装置,及一输出耦合至该闩装置,供产生该互补式输入信号,及供发出该互补式输入信号至该闩装置,以及输出端子装置,耦合至该闩装置,供输出该输出信号及互补式输出信号;该闩装置包含:一第一电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第一电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第一电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第一电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;一第二电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第二电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第二电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置,并且该第二电晶体之汲极端子耦合至该输出端子装置;一第三电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第三电晶体之闸端子耦合至该第二电晶体之汲极端子,该第三电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第三电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置;以及一第四电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第四电晶体之闸端子耦合至该第一电晶体之汲极端子,该第四电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第四电晶体之源极端子耦合至该输出端子装置;保持装置耦合至该输出端子装置,供使该闩装置之输出信号及互补式输出信号保持在目前状态,该保持装置包含:一第五电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第五电晶体之闸端子耦合至该第三电晶体之闸端子,该第五电晶体之汲极端子耦合至该第四电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第五电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置;以及一第六电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第六电晶体之闸端子耦合至该第四电晶体之闸端子,该第六电晶体之汲极端子耦合至该第三电晶体之闸端子,及耦合至该输出端子装置,并且该第六电晶体之源极端子耦合至该低压轨条装置;开关装置耦合至该输入装置,供在该高压轨条装置及低压轨条装置在低压模式操作时,允许该输出信号及互补式输出信号相对于输入信号更快速切换,该开关装置包含:一第七电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第七电晶体之闸端子耦合至该输入端子装置,该第七电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第七电晶体之源极端子耦合至该第五电晶体之闸端子;以及一第八电晶体有一闸,汲极及源极端子,其中该第八电晶体之闸端子耦合至该反相器装置之输出,该第八电晶体之汲极端子耦合至该高压轨条装置,并且该第八电晶体之源极端子耦合至该第六电晶体之闸端子。24.根据申请专利范围第23项之高压闩,其中该第一电晶体,第二电晶体,第五电晶体,第六电晶体,第七电晶体及第八电晶体均为n-沟道电晶体。25.根据申请专利范围第23项之高压闩,其中该第三电晶体及第四电晶体均为p-沟道电晶体。图式简单说明:第一图为简化电路略图,示本发明之高压闩。
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