JP4776396B2 - Adiabatic charging memory circuit and data writing method - Google Patents
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Description
本発明は、メモリ回路において、素子の微細化を進めた場合に発生する電流密度の増大や、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐ技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing an increase in current density generated when miniaturization of an element is advanced and disconnection of wiring due to electromigration in a memory circuit.
従来、一般的に用いられているSRAM(Static Random Access Memory)の回路は、図26に示すように、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタとで構成されるCMOSインバータを2つ用いて、一方のCMOSインバータの出力端を他方の入力端に接続するフリップフロップをメモリ素子としている。そして、各CMOSインバータの出力信号を、nMOSトランジスタを介してビット線に接続しており、1メモリセルにおいて合計6個のトランジスタを備えた構成である。
しかしながら、近年、メモリ素子の微細化が進み、配線の断面積が小さくなるにつれて配線電流密度が増大し、その結果として、エレクトロマイグレーションなどによる配線の断線が発生するという問題がある(非特許文献1参照)。 However, in recent years, the miniaturization of memory elements has progressed, and the wiring current density has increased as the cross-sectional area of the wiring has decreased. As a result, there has been a problem that wiring disconnection due to electromigration or the like occurs (Non-Patent Document 1). reference).
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、メモリ素子の微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to prevent disconnection of wiring due to electromigration caused by miniaturization of a memory element.
第1の本発明に係る断熱充電メモリ回路は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとにより構成されるCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有し、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させ、前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第2のスイッチ素子をオフとし、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とがオフの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することを特徴とする。 The adiabatic charging memory circuit according to the first aspect of the present invention includes a flip-flop circuit in which a CMOS inverter circuit composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series is connected in a complementary manner, First voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of the pMOS transistor, and one input terminal of the flip-flop circuit at the time of the flip-flop circuit A second voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than a constant; a first switch element provided between a constant voltage power supply and the memory cell power supply line; and the first voltage input means. And a second switch element provided between the memory cell power supply line and the first switch element When the second switch element is on, the first voltage input means steps down the potential of the memory cell power supply line from a high voltage to a low voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. After the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the second switch element is turned off, and the flip-flop circuit is turned off with the first switch element and the second switch element turned off. The potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is fixed at a low voltage, and the potential of one input terminal of the flip-flop circuit is reduced from the low voltage for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by the second voltage input means. By boosting to a high voltage, the potential of the memory cell power line is boosted from a low voltage to a high voltage in conjunction with a boost of the potential of one input terminal of the flip-flop circuit. Characterized in that that.
本発明にあっては、メモリセル電源線の電位をフリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することにより、データの書き込みに際して、メモリ素子に流れる最大電流の低減を行うことができ、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことができる。これにより、例えば、1ns程度以上の時間をかけて、フリップフロップ回路に入力する電圧を昇圧降圧させることも可能となる。故に、電源電圧やしきい値電圧の値を変更することなく、配線内の電流値を1/100から1/1000程度以下に設定することが可能となる。 In the present invention, the potential of the memory cell power line is boosted from a low voltage to a high voltage in conjunction with the boosting of the potential at one input terminal of the flip-flop circuit, so that the data flows to the memory element. Maximum current can be reduced, and disconnection of wiring due to electromigration can be prevented. Thereby, for example, it is possible to step up and down the voltage input to the flip-flop circuit over a time of about 1 ns or more. Therefore, the current value in the wiring can be set to about 1/100 to 1/1000 or less without changing the values of the power supply voltage and the threshold voltage.
第2の本発明に係る断熱充電メモリ回路は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとにより構成されるCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有し、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させ、前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させ、当該昇圧に合わせて、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することを特徴とする。 The adiabatic charging memory circuit according to the second aspect of the present invention includes a flip-flop circuit in which a CMOS inverter circuit composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series is connected in a complementary manner, First voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of the pMOS transistor, and one input terminal of the flip-flop circuit at the time of the flip-flop circuit A second voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than a constant; a first switch element provided between a constant voltage power supply and the memory cell power supply line; and the first voltage input means. And a second switch element provided between the memory cell power supply line and the first switch element When the second switch element is on, the first voltage input means steps down the potential of the memory cell power supply line from a high voltage to a low voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. After the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is lowered with the first switch element turned off and the second switch element turned on. The voltage of the memory cell power supply line is boosted from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by the first voltage input means, and in accordance with the boosting, The potential of one input terminal of the flip-flop circuit is boosted from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by the second voltage input means. Accordingly, characterized by boosting the potential of the memory cell power supply line to one of the high voltage from the interlocked so a low voltage to boost the input of the potential of the flip-flop circuit.
本発明にあっては、メモリセル電源線の電位をフリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することにより、データの書き込みに際して、メモリ素子に流れる最大電流の低減を行うことができ、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことができる。これにより、例えば、1ns程度以上の時間をかけて、フリップフロップ回路に入力する電圧を昇圧降圧させることも可能となる。故に、電源電圧やしきい値電圧の値を変更することなく、配線内の電流値を1/100から1/1000程度以下に設定することが可能となる。 In the present invention, the potential of the memory cell power line is boosted from a low voltage to a high voltage in conjunction with the boosting of the potential at one input terminal of the flip-flop circuit, so that the data flows to the memory element. Maximum current can be reduced, and disconnection of wiring due to electromigration can be prevented. Thereby, for example, it is possible to step up and down the voltage input to the flip-flop circuit over a time of about 1 ns or more. Therefore, the current value in the wiring can be set to about 1/100 to 1/1000 or less without changing the values of the power supply voltage and the threshold voltage.
上記の断熱充電メモリ回路において、前記第1の電圧入力手段は、前記メモリセル電源線と複数の定電圧電源線との間にそれぞれ接続され、前記各定電圧電源線から出力される定電圧を前記メモリセル電源線に入力する複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子のオン・オフを順次切り替えることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる制御回路と、を有することを特徴とする。 In adiabatic charging memory circuit of the above, the first voltage input means, wherein are respectively connected between the memory cell power supply lines and a plurality of constant-voltage power supply line, a constant voltage outputted from the respective constant voltage power supply line a plurality of switching elements for inputting before Symbol memory cell power supply line, by sequentially switching on and off of said plurality of switching elements, the potential of the memory cell power supply line at a time longer than the time constant of the flip-flop circuit And a control circuit to be changed .
本発明にあっては、メモリセル電源線と複数の定電圧電源線との間に接続され、各定電圧電源線から出力される定電圧をフリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させてメモリセル電源線に入力する複数のスイッチ素子のオン・オフにより、メモリ素子に流れる最大電流の低減を行うことができ、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことができる。 In the present invention, the constant voltage output from each constant voltage power supply line is connected between the memory cell power supply line and the plurality of constant voltage power supply lines, and is changed in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Thus, by turning on / off the plurality of switch elements that are input to the memory cell power supply line, the maximum current flowing through the memory element can be reduced, and disconnection of the wiring due to electromigration can be prevented.
上記の断熱充電メモリ回路において、前記第2の電圧入力手段は、前記フリップフロップ回路の一方の入力端、ビット線、ワード線に、ドレイン電極、ソース電極、ゲート電極がそれぞれ接続されたトランスファートランジスタと、前記ビット線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させる断熱充電回路と、を有し、前記ワード線の電位が高電圧に設定されて前記トランスファートランジスタがオンとなった後に、前記断熱充電回路により前記ビット線の電位を昇圧させることを特徴とする。
上記の断熱充電メモリ回路において、前記第2の電圧入力手段は、前記フリップフロップ回路の一方の入力端、ビット線、ワード線に、ドレイン電極、ソース電極、ゲート電極がそれぞれ接続されたトランスファートランジスタと、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に入力される電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させるように前記ワード線の電位を低電圧から高電圧に昇圧させる断熱充電回路と、を有し、前記ワード線の電位が前記トランスファートランジスタのしきい値電圧に到達する以前に前記ビット線の電位を高電圧に設定することを特徴とする。
In the above adiabatic charging memory circuit, the second voltage input means includes a transfer transistor in which a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode are respectively connected to one input terminal, a bit line, and a word line of the flip-flop circuit. And an adiabatic charging circuit that boosts the potential of the bit line from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, the potential of the word line being set to a high voltage and the transfer The bit line potential is boosted by the adiabatic charging circuit after the transistor is turned on.
In the above adiabatic charging memory circuit, the second voltage input means includes a transfer transistor in which a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode are respectively connected to one input terminal , a bit line , and a word line of the flip-flop circuit. The potential of the word line is changed from a low voltage to a high voltage so that the potential input to one input terminal of the flip-flop circuit is boosted from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. An adiabatic charging circuit for boosting the voltage, wherein the potential of the bit line is set to a high voltage before the potential of the word line reaches the threshold voltage of the transfer transistor .
本発明にあっては、フリップフロップ回路に入力される時間がフリップフロップ回路の時定数よりも長い時間となるようにトランスファートランジスタのゲート電極に入力する電圧を低電圧から高電圧に昇圧させることにより、メモリ素子に流れる最大電流の低減を行うことができ、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことができる。 In the present invention, the voltage input to the gate electrode of the transfer transistor is boosted from a low voltage to a high voltage so that the time input to the flip-flop circuit is longer than the time constant of the flip-flop circuit. The maximum current flowing through the memory element can be reduced, and the disconnection of the wiring due to electromigration can be prevented.
上記の断熱充電メモリ回路において、前記メモリセル電源線の低電圧は、GND以上且つ高電圧の2/3未満であることを特徴とする。 In the above adiabatic charging memory circuit, the low voltage of the memory cell power supply line is more than GND and less than 2/3 of the high voltage.
本発明にあっては、メモリセル電源線の低電圧を、GND以上且つ高電圧の2/3未満とすることにより、メモリにデータを書き込む速度を調整することができる。 In the present invention, the speed at which data is written to the memory can be adjusted by setting the low voltage of the memory cell power supply line to be equal to or higher than GND and lower than 2/3 of the high voltage.
第3の本発明に係るデータ書き込み方法は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとにより構成されるCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有する断熱充電メモリ回路を用いて行うデータ書き込み方法であって、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させるステップと、前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第2のスイッチ素子をオフとするステップと、前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とがオフの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧するステップと、を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a data writing method comprising: a flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits each composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected; and each pMOS through a memory cell power line. First voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of the transistor, and a time constant of the flip-flop circuit to one input terminal of the flip-flop circuit A second voltage input means for inputting a voltage to be changed in a longer time, a first switch element provided between a constant voltage power supply and the memory cell power supply line, and the first voltage input means. using adiabatic charging memory circuit having a second switch element provided between the memory cell power supply line A data writing method of performing, the first switching element is turned off, the second switch element is in the ON state, the first voltage input means and said flip-flop circuit the potential of the memory cell power supply line by A step of stepping down from a high voltage to a low voltage in a time longer than a time constant; a step of turning off the second switch element after the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage; While the switch element and the second switch element are in an off state, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is fixed to a low voltage, and one of the flip-flop circuits is fixed by the second voltage input means. By boosting the potential of the input terminal from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, the potential of the memory cell power supply line is increased. And having a step of boosting from one of the low voltage in conjunction with the boosting of the input terminals of the potential of the flip-flop circuit to a high voltage.
第4の本発明に係るデータ書き込み方法は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとにより構成されるCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有する断熱充電メモリ回路を用いて行うデータ書き込み方法であって、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させるステップと、前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させ、当該昇圧に合わせて、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧するステップと、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a data writing method comprising: a flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits each composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected; and each pMOS through a memory cell power line. First voltage input means for inputting a voltage to be changed in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of the transistor, and a time constant of the flip-flop circuit to one input terminal of the flip-flop circuit A second voltage input means for inputting a voltage to be changed in a longer time, a first switch element provided between a constant voltage power supply and the memory cell power supply line, and the first voltage input means. using adiabatic charging memory circuit having a second switch element provided between the memory cell power supply line A data writing method of performing, the first switching element is turned off, the second switch element is in the ON state, the first voltage input means and said flip-flop circuit the potential of the memory cell power supply line by The step of stepping down from a high voltage to a low voltage in a time longer than a time constant and after the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the first switch element is turned off and the second switch element is turned on In this state, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is fixed to a low voltage, and the potential of the memory cell power supply line is set longer than the time constant of the flip-flop circuit by the first voltage input means. Then, the voltage is boosted from a low voltage to a high voltage, and in accordance with the boosting, the potential of one input terminal of the flip-flop circuit is set to the flip-flop by the second voltage input means. By boosting the potential of the memory cell power line from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flop circuit, the potential of the memory cell power supply line is interlocked with the boost of the potential of one input terminal of the flip-flop circuit. And boosting the voltage to a voltage .
本発明によれば、メモリ素子の微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防ぐことができる。 According to the present invention, disconnection of wiring due to electromigration caused by miniaturization of a memory element can be prevented.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態における断熱充電メモリの構成は、CMOSインバータ回路IV1及びCMOSインバータ回路IV2が交差接続されたフリップフロップ回路FFをメモリセルとするSRAM構成である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the first embodiment of the present invention. The configuration of the adiabatic charging memory in this embodiment is an SRAM configuration in which a flip-flop circuit FF in which the CMOS inverter circuit IV1 and the CMOS inverter circuit IV2 are cross-connected is used as a memory cell.
最初に、本発明におけるフリップフロップ回路FFの構成について説明する。CMOSインバータ回路IV1は、電源部PSと接地電源VSS1との間に直列に接続されたpMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1により構成されている。同様に、CMOSインバータ回路IV2は、電源部PSと接地電源VSS2との間に直列に接続されたpMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2により構成されている。
First, the configuration of the flip-flop circuit FF in the present invention will be described. The CMOS inverter circuit IV1 includes a pMOS transistor P1 and an nMOS transistor N1 connected in series between the power supply unit PS and the ground
また、CMOSインバータ回路IV1の出力(pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのドレイン電極)は、CMOSインバータ回路IV2の入力(pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのゲート電極)に接続され、同様に、CMOSインバータ回路IV2の出力(pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのドレイン電極)は、CMOSインバータ回路IV1の入力(pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのゲート電極)に接続されている。 The output of the CMOS inverter circuit IV1 (the drain electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1) is connected to the input of the CMOS inverter circuit IV2 (the gate electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2). An output of the inverter circuit IV2 (drain electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2) is connected to an input of the CMOS inverter circuit IV1 (gate electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1).
更に、pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのゲート電極とメモリセルアレイのビット線BLとの間にnMOSトランジスタN3が接続され、このnMOSトランジスタN3のゲート電極が、メモリセルアレイのワード線WLに接続されている。同様に、pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのゲート電極とメモリセルアレイのビット線NBLとの間にnMOSトランジスタN4が接続され、このnMOSトランジスタN4のゲート電極も、メモリセルアレイのワード線WLに接続されている。 Further, an nMOS transistor N3 is connected between the gate electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1 and the bit line BL of the memory cell array, and the gate electrode of the nMOS transistor N3 is connected to the word line WL of the memory cell array. Yes. Similarly, an nMOS transistor N4 is connected between the gate electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2 and the bit line NBL of the memory cell array, and the gate electrode of the nMOS transistor N4 is also connected to the word line WL of the memory cell array. ing.
次に、本発明の特徴的な部分である電源部PSの構成について説明する。電源部PSはスイッチS1を備えた構成であり、メモリセル電源線(以下、「MCPL」と称する)10を介してpMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極に接続されている。 Next, the configuration of the power supply unit PS, which is a characteristic part of the present invention, will be described. The power supply unit PS includes a switch S1 and is connected to the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2 via a memory cell power supply line (hereinafter referred to as “MCPL”) 10.
続いて、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図1及び図2を用いて説明する。図2は、本実施形態の断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of writing data will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the present embodiment.
最初に、スイッチS1をONとし、電源部PSに入力される断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is turned ON, and the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is gradually lowered from V DD to GND by the adiabatic charging signal A1 input to the power supply unit PS. (T1 → t2).
次に、MCPL10の電位をGNDまで低下させた後、スイッチS1をOFFにする(t2)。
Next, the potential of the
続いて、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Subsequently, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t3).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してGNDからVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. In response to the adiabatic charging signal A2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD (t3 → t4). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potential of the
断熱充電信号A1の電位についても、断熱充電信号A2による電位の変化と同様に、GNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。断熱充電信号A1の電位がVDDに到達後(t4)、スイッチS1をONにする。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 The potential of the adiabatic charge signal A1 is also gradually increased from GND to V DD (t3 → t4), similarly to the change in potential due to the adiabatic charge signal A2. After the potential of the adiabatic charging signal A1 reaches V DD (t4), the switch S1 is turned on. The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
尚、上記にて説明した本実施形態における断熱充電メモリの動作の場合、図2に示すように、断熱充電信号A1の電位の昇圧(t3→t4)と断熱充電信号A2による電位の昇圧(t3→t4)とを同期させているが、非同期であったとしてもよい。つまり、MCPL10と断熱充電信号A1との電位が同位(VDD)となった時点でスイッチS1をONとすることであればよい。例えば、断熱充電信号A2の電位をVDDに昇圧、即ち、MCPL10の電位をVDDまで昇圧させた後、断熱充電信号A1の電位をVDDまで昇圧させ、その後にスイッチS1をONとすることも可能である。
In the case of the operation of the adiabatic charging memory in the present embodiment described above, as shown in FIG. 2, the potential of the adiabatic charging signal A1 is increased (t3 → t4) and the potential is increased by the adiabatic charging signal A2 (t3). → t4) is synchronized, but it may be asynchronous. That is, it is only necessary to turn on the switch S1 when the potentials of the
次に、スイッチS1の構成について説明する。スイッチS1としては、nMOSトランジスタやpMOSトランジスタそのものを利用することも可能であり、その他、nMOSトランジスタとpMOSトランジスタとを並列接続することにより実現することもできる。 Next, the configuration of the switch S1 will be described. As the switch S1, an nMOS transistor or a pMOS transistor itself can be used. Alternatively, the switch S1 can be realized by connecting an nMOS transistor and a pMOS transistor in parallel.
続いて、上記にて説明した断熱充電信号A1及び断熱充電信号A2について説明をする。断熱充電とは、回路の時定数よりも非常に緩やかに充電を行う方法であり、断熱という言葉は、物理学において、系を非常に緩やかに変化させる場合に用いられていることから、この言葉が用いられている。つまり、本実施形態の動作を説明する際に用いた「電位をVDDからGNDに緩やかに低下させる」とは、「電位VDDをGNDまで低下させる時間が、フリップフロップ回路FFの時定数よりも長い」ことを意味するものである。同様に、「GNDからVDDに緩やかに昇圧させる」については、「電位GNDをVDDまで昇圧させる時間が、フリップフロップ回路FFの時定数よりも長い」ことを意味するものである(以下、全ての実施形態においても同様の意味である)。 Subsequently, the adiabatic charging signal A1 and the adiabatic charging signal A2 described above will be described. Adiabatic charging is a method in which charging is performed more slowly than the time constant of the circuit, and the term adiabatic is used to change the system very slowly in physics. Is used. In other words, the term “gradually lowering the potential from V DD to GND” used when explaining the operation of the present embodiment means that “the time for reducing the potential V DD to GND is based on the time constant of the flip-flop circuit FF. It means "long". Similarly, “slowly boost from GND to V DD ” means that “the time during which the potential GND is boosted to V DD is longer than the time constant of the flip-flop circuit FF” (hereinafter, This also applies to all embodiments).
また、断熱充電信号A1及び断熱充電信号A2の電位を緩やかに昇圧降圧させる具体的な回路は、電荷を再利用する方法を使用するインダクタとコンデンサを用いた交流電源回路や、コンデンサをN−1個用いたN段の階段状電圧を生成する電源回路を用いることができる。尚、電荷の再利用とは、電源から負荷容量に充電した電荷をGNDに捨てることなく、再び電源のほうに戻すことにより、電荷を再利用する方法である。 A specific circuit for gradually boosting and stepping down the potentials of the adiabatic charging signal A1 and the adiabatic charging signal A2 includes an AC power supply circuit using an inductor and a capacitor that uses a method of reusing charges, and a capacitor N−1. It is possible to use a power supply circuit that generates a single N-stage stepped voltage. The charge reuse is a method of reusing the charge by returning the charge charged to the load capacity from the power supply to the power supply again without throwing it back to the GND.
図3は、インダクタLとコンデンサCと用いた交流電源回路の例を、図4は、3個のコンデンサC1〜C3を用いて4段の階段状電圧を発生する電源回路の例を示す。図4において、階段状電圧を発生する電源回路は、4つの定電圧電源VDD,3/4VDD,2/4VDD,1/4VDD、3個のコンデンサC1〜C3、8個のnMOSトランジスタN5〜N12を備えた構成である。3つのコンデンサC1〜C3は各々3/4VDD,2/4VDD,1/4VDDの電圧により充電される。3つのnMOSトランジスタN5〜N7のゲート電極には入力信号Preが印加され、4つのnMOSトランジスタN8〜N11のゲート電極には入力信号T1〜T4が印加され、1つのnMOSトランジスタN12のゲートには入力信号CLが印加される。尚、3/4VDD,2/4VDD,1/4VDDの各電源は、これらがなくても自然にコンデンサC1〜C3はそれぞれ3/4VDD,2/4VDD,1/4VDDに充電され安定状態となる。まず、入力信号Preを一定時間だけHighにして、nMOSトランジスタN5〜N7をONとし、コンデンサC1〜C3を各々3/4VDD,2/4VDD,1/4VDDの電圧に充電する。次に、各入力信号T1〜T4を、T1→T2→T3→T4→T3→T2→T1の順に所定時間ずつHighにしてnMOSトランジスタN8〜N11をONさせ、コンデンサC1〜C3に充電されている電圧3/4VDD,2/4VDD,1/4VDDを時分割的に出力電圧Voutとして出力し、最後に入力信号T1がLowになったら入力信号CLをHighにしてnMOSトランジスタN12を所定時間だけオンして出力電圧Voutを接地電位とする。このようなタイミング制御により、階段状電圧を発生する電源回路の出力電圧Voutは、立ち上がり立ち下がりに4つの階段をもつ波形となる。これらの電源回路では、その出力電圧を緩やかに上昇させ緩やかに下降させる交流波形(繰り返し波形)とすることができる。なお、電荷を再利用する電源回路で発生させるこの他の交流電圧の例として、図5(a)に示す三角波、図5(b)に示す台形波を用いることもできる。更に、図5(c),図5(d),図5(e)にそれぞれ示す正弦波から生成される電圧波形を用いることもできる。なお、三角波の生成は、例えば、階段状波形の電圧を積分回路に通過させ、な
まらせることにより近似的に行うことができる。
FIG. 3 shows an example of an AC power supply circuit using an inductor L and a capacitor C, and FIG. 4 shows an example of a power supply circuit that generates four stepped voltages using three capacitors C1 to C3. In FIG. 4, the power supply circuit for generating the stepped voltage includes four constant voltage power supplies V DD , 3 / 4V DD , 2 / 4V DD , 1 / 4V DD , three capacitors C1 to C3, and eight nMOS transistors. It is the structure provided with N5-N12. The three capacitors C1 to C3 are charged with voltages of 3 / 4V DD , 2 / 4V DD , and 1 / 4V DD , respectively. The input signal Pre is applied to the gate electrodes of the three nMOS transistors N5 to N7, the input signals T1 to T4 are applied to the gate electrodes of the four nMOS transistors N8 to N11, and the input to the gate of one nMOS transistor N12. A signal CL is applied. In addition, the power supplies of 3 / 4V DD , 2 / 4V DD , and 1 / 4V DD naturally charge the capacitors C1 to C3 to 3 / 4V DD , 2 / 4V DD , and 1 / 4V DD , respectively, without these power supplies. Is in a stable state. First, the input signal Pre is set to High for a predetermined time, the nMOS transistors N5 to N7 are turned on, and the capacitors C1 to C3 are charged to voltages of 3 / 4V DD , 2 / 4V DD and 1 / 4V DD , respectively. Next, the input signals T1 to T4 are set to High for a predetermined time in the order of T1, T2, T3, T4, T3, T2, and T1, and the nMOS transistors N8 to N11 are turned on to charge the capacitors C1 to C3. The
また、電荷を再利用することなく、図6に示すように、ONの状態にした時に、フリップフロップ回路の時定数よりも1桁程度以上長い時間で電圧を変化させることを可能とする抵抗値の大きいトランジスタを用いたインバータを利用して昇圧降圧することも可能である。具体的には、ゲート長を長くする方法や、トランジスタ幅を小さくする方法、また、ソースやドレインのイオン注入ドーピング濃度を小さくする方法などがある。また、トランジスタのしきい値電圧を大きくする方法を用いても良い。 Further, a resistance value that enables the voltage to be changed in a time longer by about one digit or more than the time constant of the flip-flop circuit when turned on as shown in FIG. 6 without reusing the charge. It is also possible to step up and down using an inverter using a large transistor. Specifically, there are a method of increasing the gate length, a method of reducing the transistor width, and a method of reducing the ion implantation doping concentration of the source and drain. Alternatively, a method for increasing the threshold voltage of the transistor may be used.
本実施形態によれば、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をVDDからGNDに緩やかに低下させ、また、断熱充電信号A2によりビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させることができるので、エレクトロマイグレーションによるメモリセル内部の配線断線を防ぐことができる。また、断熱充電信号A2によりビット線BLの電位をGNDからVDDに昇圧することができるので、電源部PSからMCPL10に電圧を供給することなく断熱充電メモリにデータを書き込むことができる。更に、MCPL10と断熱充電信号A1との電位が同位(VDD)となった時点でスイッチS1をONとすることにより、電位差を与えることなくMCPL10と断熱充電信号A1とを接続することができるので、上記と同様にエレクトロマイグレーションによる配線断線を防ぐことができる。また、ビット線BLの電位を昇圧時(t3→t4)、スイッチS1をOFFとしているので、断熱充電メモリへの充電電流が電源部PSに流れることなく電力の無駄を省くことができる。
According to the present embodiment, the adiabatic charging signal A1 gradually decreases the potential of the
尚、段階波形の生成において、キャパシタを用いた図4の回路により説明したが、これに限定はされず、図7の回路でも良い。入力信号を、T0→T1→T2→T3→T4→T3→T2→T1→T0の順にHighにして、これを繰り返しても良い。 The generation of the step waveform has been described with reference to the circuit of FIG. 4 using a capacitor. However, the circuit is not limited to this, and the circuit of FIG. 7 may be used. This may be repeated by setting the input signal to High in the order of T0, T1, T2, T3, T4, T3, T2, T1, and T0.
[第2の実施の形態]
図8は、本発明の第2の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。本実施形態における構成については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a timing chart showing an operation when data is written in the adiabatic charging memory according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration in this embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図1及び図8を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONとし、電源部PSに入力される断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is turned ON, and the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is gradually lowered from V DD to GND by the adiabatic charging signal A1 input to the power supply unit PS. (T1 → t2).
次に、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Next, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t3).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10及び断熱充電信号A1の電位についても連動してGNDからVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. In response to the adiabatic charging signal A2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD (t3 → t4). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potentials of the
断熱充電信号A2を昇圧すると同時に、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。これにより、書き込まれたデータを保持することができる。
At the same time that the adiabatic charge signal A2 is boosted, the potential of the
尚、スイッチS1の構成、断熱充電を行う電源回路については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Note that the configuration of the switch S1 and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をVDDからGNDに緩やかに低下させ、また、断熱充電信号A2によりビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させることができるので、エレクトロマイグレーションによるメモリセル内部の配線断線を防ぐことができる。また、断熱充電信号A2を昇圧すると同時に、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をGNDからVDDに昇圧することができるので、高速動作を行うことができる。
According to the present embodiment, the adiabatic charging signal A1 gradually decreases the potential of the
[第3の実施の形態]
図9は、本発明の第3の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態における電源部PSは、電源電圧VDDとMCPL10とを接続するスイッチS1、及び断熱充電信号A1とMCPL10とを接続するスイッチS2を備えた構成である。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the third embodiment of the present invention. The power supply unit PS in the present embodiment includes a switch S1 that connects the power supply voltage V DD and the MCPL10, and a switch S2 that connects the adiabatic charging signal A1 and the MCPL10. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図9及び図10を用いて説明する。図10は、本実施形態の断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a timing chart illustrating an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the present embodiment.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとし、断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, switch S1 is switched from ON to OFF, switch S2 is switched from OFF to ON, and the potential of MCPL10 (the potential of the source electrode of pMOS transistor P1 and pMOS transistor P2) is gradually decreased from V DD to GND by adiabatic charging signal A1. Decrease (t1 → t2).
次に、MCPL10の電位をGNDまで低下させた後、スイッチS2をOFFとし、MCPL10をハイインピーダンス状態とする(t2)。
Next, after the potential of the
続いて、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Subsequently, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t3).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してGNDからVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. In response to the adiabatic charging signal A2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD (t3 → t4). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potential of the
その後、スイッチS1をONにする(t4)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 is turned on (t4). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、断熱充電信号A1のみではなく、定電圧電源線を併用することにより、フリップフロップ回路に対して定電位を与えることができるので、データの保持ができる。その他の効果については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。 According to the present embodiment, not only the adiabatic charging signal A1 but also the constant voltage power supply line can be used together to provide a constant potential to the flip-flop circuit, so that data can be retained. Since other effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[第4の実施の形態]
図11は、本発明の第4の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。本実施形態における構成については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 11 is a timing chart showing an operation when data is written in the adiabatic charging memory according to the fourth embodiment of the present invention. Since the configuration in the present embodiment is the same as that in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図9及び図11を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとし、断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, switch S1 is switched from ON to OFF, switch S2 is switched from OFF to ON, and the potential of MCPL10 (the potential of the source electrode of pMOS transistor P1 and pMOS transistor P2) is gradually decreased from V DD to GND by adiabatic charging signal A1. Decrease (t1 → t2).
次に、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Next, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t3).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。スイッチS2の状態を変更させることなく、断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してGNDからVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. Without changing the state of the switch S2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD by the adiabatic charging signal A2 (t3 → t4). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potential of the
断熱充電信号A2を昇圧すると同時に、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t3→t4)。
At the same time that the adiabatic charge signal A2 is boosted, the potential of the
その後、スイッチS2をONからOFF、スイッチS1をOFFからONにする(t4)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S2 is turned from ON to OFF, and the switch S1 is turned from OFF to ON (t4). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、断熱充電信号A1のみではなく、定電圧電源線を併用することにより、フリップフロップ回路に対して定電位を与えることができるので、データの保持ができる。その他の効果については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。 According to the present embodiment, not only the adiabatic charging signal A1 but also the constant voltage power supply line can be used together to provide a constant potential to the flip-flop circuit, so that data can be retained. Other effects are the same as those in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
[第5の実施の形態]
図12は、本発明の第5の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。本実施形態における構成については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 12 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the fifth embodiment of the present invention. Since the configuration in the present embodiment is the same as that in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
第3の実施形態及び第4の実施形態では、MCPL10の最低電圧VlowをGND(0V)としたが、これに限定される必要はなく、例えば、VDD/2とすることも可能である。一般に、最低電圧VlowはVDD未満であれば良い。特に、最低電圧Vlowをk×VDD(0≦k≦2/3)とする場合、緩やかに上昇し下降する波形と、定電源電圧VDDを更に明確に差別化することができる。 In the third and fourth embodiments, the minimum voltage V low of the MCPL 10 is set to GND (0 V). However, the present invention is not limited to this, and may be set to V DD / 2, for example. . Generally, the minimum voltage V low may be less than V DD . In particular, when the minimum voltage V low is set to k × V DD (0 ≦ k ≦ 2/3), the waveform that rises and falls slowly and the constant power supply voltage V DD can be more clearly differentiated.
続いて、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図9及び図12を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to this embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとし、断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is switched from ON to OFF, the switch S2 is switched from OFF to ON, and the potential of the MCPL10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is changed from V DD to V DD / 2 by the adiabatic charging signal A1. Is gradually lowered (t1 → t2).
次に、MCPL10の電位をVDD/2まで低下させた後、スイッチS2をONからOFFとし、MCPL10をハイインピーダンス状態とする(t2)。
Next, after the potential of the
続いて、ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t3→t4)。 Subsequently, the adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. In response to the adiabatic charging signal A2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD / 2 (t3 → t4).
その後、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t5)。そして、断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t5→t6)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力し、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してVDD/2からVDDに昇圧する。 Thereafter, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of the signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t5). By adiabatic charging signal A2, is gradually boosted the potential of the bit line BL from V DD / 2 to V DD (t5 → t6). Thereby, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. It is boosted to V DD from V DD / 2 in conjunction also for the potential of MCPL10.
その後、スイッチS1をONにする(t7)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 is turned on (t7). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、MCPL10の電位をVDDからGNDへと低下させる必要がないので、データ書き込み時において、より高速動作が可能となる。その他の効果については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
According to the present embodiment, since it is not necessary to lower the potential of the
[第6の実施の形態]
図13は、本発明の第6の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。本実施形態における構成については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 13 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the sixth embodiment of the present invention. Since the configuration in the present embodiment is the same as that in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態における動作は、第5の実施形態と同様にMCPL10の最低電圧Vlowを、例えば、VDD/2とするものであるが、第5の実施形態とは異なり、データ書き込み時にスイッチS2の状態をONとする特徴を有する。 The operation in the present embodiment is such that the minimum voltage V low of the MCPL 10 is, for example, V DD / 2, as in the fifth embodiment, but unlike the fifth embodiment, the switch S2 is used during data writing. It has the feature which makes the state of ON.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとし、断熱充電信号A1により、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is switched from ON to OFF, the switch S2 is switched from OFF to ON, and the potential of the MCPL10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is changed from V DD to V DD / 2 by the adiabatic charging signal A1. Is gradually lowered (t1 → t2).
次に、ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t3→t4)。 Next, the adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. In response to the adiabatic charging signal A2, the potential of the bit line BL is gradually increased from GND to V DD / 2 (t3 → t4).
その後、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t5)。そして、スイッチS2の状態を変更させることなく、断熱充電信号A2により、ビット線BLの電位をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t5→t6)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してVDD/2からVDDに昇圧する。 Thereafter, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of the signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t5). Then, without changing the state of the switch S2, the adiabatic charging signal A2, it is slowly raised to the potential of the bit line BL V DD / 2 from V DD (t5 → t6). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. It is boosted to V DD from V DD / 2 in conjunction also for the potential of MCPL10.
断熱充電信号A1の電位についても、断熱充電信号A2による電位の変化と同様に、GNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t5→t6)。 The potential of the adiabatic charging signal A1 is also gradually increased from GND to V DD in the same manner as the potential change caused by the adiabatic charging signal A2 (t5 → t6).
断熱充電信号A2を昇圧すると同時に、断熱充電信号A1によりMCPL10の電位をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t5→t6)。 And at the same time boosting the adiabatic charging signal A2, it is slowly raised to V DD by adiabatic charging signal A1 the potential of MCPL10 from V DD / 2 (t5 → t6 ).
その後、スイッチS2をOFF、スイッチS1をONにする(t7)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S2 is turned off and the switch S1 is turned on (t7). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第3の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the third embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、MCPL10の電位をVDDからGNDへと低下させる必要がないので、データ書き込み時において、より高速動作が可能となる。その他の効果については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
According to the present embodiment, since it is not necessary to lower the potential of the
[第7の実施の形態]
図14は、本発明の第7の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態における電源部PSは、電位VDDを有する定電圧電源線V1とMCPL10とを接続するスイッチS1、及びGNDの電位を有する定電圧電源線V2とMCPL10とを接続するスイッチS2を備えた構成である。スイッチS1及びスイッチS2は、フリップフロップ回路に入力される電位を、フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる抵抗値の大きいトランジスタを有することを特徴とする。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
FIG. 14 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the seventh embodiment of the present invention. The power supply section PS in the present embodiment includes a switch S1 that connects the constant voltage power supply line V1 having the potential V DD and the MCPL10, and a switch S2 that connects the constant voltage power supply line V2 having the GND potential and the MCPL10. It is a configuration. The switch S1 and the switch S2 include a transistor having a large resistance value that changes the potential input to the flip-flop circuit in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図14及び図15を用いて説明する。図15は、本実施形態の断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a timing chart showing an operation when data is written in the adiabatic charging memory according to the present embodiment.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, by switching the switch S1 from ON to OFF and the switch S2 from OFF to ON, the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is gradually lowered from V DD to GND ( t1 → t2).
次に、MCPL10の電位をGNDまで低下させた後、スイッチS2をONからOFFとし、MCPL10をハイインピーダンス状態とする(t2)。
Next, after the potential of the
続いて、ワード線WLにONを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Subsequently, ON is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t3).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。そして、断熱充電信号A2をGNDからVDDに緩やかに昇圧する(t4→t5)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してGNDからVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. Then, the adiabatic charging signal A2 is gradually increased from GND to V DD (t4 → t5). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potential of the
その後、スイッチS1をONにする(t5)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 is turned on (t5). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、定電圧電源線V1及び定電圧電源線V2を用いて、スイッチS1及びスイッチS2の操作によりMCPL10の電位をVDDからGNDに緩やかに低下させることができるので、エレクトロマイグレーションによるメモリセル内部の配線断線を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the potential of the
[第8の実施の形態]
図16は、本発明の第8の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。本実施形態における構成については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Eighth Embodiment]
FIG. 16 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the eighth embodiment of the present invention. Since the configuration of this embodiment is the same as that of the seventh embodiment, description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図14及び図16を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからGNDに緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, by switching the switch S1 from ON to OFF and the switch S2 from OFF to ON, the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrodes of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) is gradually lowered from V DD to GND ( t1 → t2).
次に、ワード線WLにONを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Next, ON is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is awaited (t3).
スイッチS2をONからOFF、スイッチS1をOFFからONとすることにより、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位をGNDからVDDに緩やかに昇圧させる(t4→t5)。
By switching the switch S2 from ON to OFF and the switch S1 from OFF to ON, the potential of the
MCPL10の電位を昇圧すると同時に、ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、断熱充電信号A2をGNDからVDDに緩やかに昇圧する(t4→t5)。定電圧電源線V1と断熱充電信号A2との両者により、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。また、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位がVDDに固定されるので、書き込まれたデータを保持することができる。
At the same time as boosting the potential of the
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the seventh embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、定電圧電源線V1及び定電圧電源線V2を用いて、スイッチS1及びスイッチS2の操作によりMCPL10の電位をVDDからGNDに緩やかに低下させることができるので、エレクトロマイグレーションによるメモリセル内部の配線断線を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the potential of the
[第9の実施の形態]
図17は、本発明の第9の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。第7の実施形態及び第8の実施形態と異なり、本実施形態においては、定電圧電源線V2の電圧をVDD/2とする。その他の構成については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Ninth Embodiment]
FIG. 17 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the ninth embodiment of the present invention. Unlike the seventh and eighth embodiments, in the present embodiment, the voltage of the constant voltage power supply line V2 is set to V DD / 2. Since other configurations are the same as those of the seventh embodiment, the description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図14及び図17を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is switched from ON to OFF and the switch S2 is switched from OFF to ON, thereby lowering the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrode of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) from V DD to V DD / 2. (T1 → t2).
次に、MCPL10の電位をVDD/2まで低下させた後、スイッチS2をONからOFFとし、MCPL10をハイインピーダンス状態とする(t2)。
Next, after the potential of the
続いて、ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t3→t4)。 Subsequently, the adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. The adiabatic charging signal A2 is gradually increased from GND to V DD / 2 (t3 → t4).
ワード線WLにONを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、断熱充電信号A2をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧する(t4→t5)。この時、MCPL10の電位は、断熱充電信号A2の電位に連動してVDD/2からVDDに緩やかに昇圧する。 Enter the ON to the word line WL, and the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 is changed to the state ON, the gently raised to V DD adiabatic charging signal A2 from V DD / 2 (t4 → t5 ). At this time, the potential of MCPL10 is gently raised to V DD from V DD / 2 in conjunction with the potential of the adiabatic charging signal A2.
その後、スイッチS1をONにする(t5)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 is turned on (t5). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the seventh embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、MCPL10の電位をVDDからGNDへと低下させる必要がないので、データ書き込み時において、より高速動作が可能となる。その他の効果については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
According to the present embodiment, since it is not necessary to lower the potential of the
[第10の実施の形態]
図18は、本発明の第10の実施形態における断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。第7の実施形態及び第8の実施形態と異なり、本実施形態においては、定電圧電源線V2の電圧をVDD/2とする。その他の構成については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Tenth embodiment]
FIG. 18 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the tenth embodiment of the present invention. Unlike the seventh and eighth embodiments, in the present embodiment, the voltage of the constant voltage power supply line V2 is set to V DD / 2. Since other configurations are the same as those of the seventh embodiment, the description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図14及び図18を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に低下させる(t1→t2)。 First, the switch S1 is switched from ON to OFF and the switch S2 is switched from OFF to ON, thereby lowering the potential of the MCPL 10 (the potential of the source electrode of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) from V DD to V DD / 2. (T1 → t2).
次に、ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t3→t4)。 Next, the adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. The adiabatic charging signal A2 is gradually increased from GND to V DD / 2 (t3 → t4).
ワード線WLにONを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させる。そして、スイッチS2をONからOFF、スイッチS1をOFFからONとすることにより、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t4→t5)。 ON is input to the word line WL, and the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state. Then, OFF the switch S2 from ON, by the ON switch S1 from OFF, it is slowly raised to the constant-voltage power supply line V1 to the potential of MCPL10 from V DD / 2 V DD (t4 → t5).
MCPL10の電位を昇圧すると同時に、断熱充電信号A2をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t4→t5)。従い、定電圧電源線V1と断熱充電信号A2との両者により、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。また、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位がVDDに固定されるので、書き込まれたデータを保持することができる。
And at the same time boosting the potential of MCPL10, it is slowly raised to V DD adiabatic charging signal A2 from V DD / 2 (t4 → t5 ). Accordingly, the adiabatic charging memory can be slowly charged and data can be written by both the constant voltage power supply line V1 and the adiabatic charging signal A2. Further, since the potential of the
スイッチS1(スイッチS2を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第7の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the seventh embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、MCPL10の電位をVDDからGNDへと低下させる必要がないので、データ書き込み時において、より高速な動作を可能となる。その他の効果については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
According to this embodiment, since it is not necessary to lower the potential of the
[第11の実施の形態]
図19は、本発明の第11の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態における電源部PSは、電位VDDを有する定電圧電源線V1とMCPL10とを接続するスイッチS1、電位VDD/2を有する定電圧電源線V2とMCPL10とを接続するスイッチS2、及びGNDの電位を有する定電圧電源線V3とMCPL10とを接続するスイッチS3を備えた構成である。スイッチS1〜S3は、フリップフロップ回路に入力される電位を、フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる抵抗値の大きいトランジスタを有することを特徴とする。その他の構成については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。尚、本実施形態において、定電圧電源線V2の電位をVDD/2として説明する。定電圧電源線V2の電位は、定電圧電源線V1及び定電圧電源線V3の電位の間であればよい。
[Eleventh embodiment]
FIG. 19 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the eleventh embodiment of the present invention. Power unit PS in this embodiment, the switch S2 connects the switches S1, the potential V DD / 2 constant-voltage power supply line V2 and MCPL10 with connecting the MCPL10 the constant-voltage power supply line V1 having a potential V DD and, This is a configuration including a switch S3 that connects the constant voltage power supply line V3 having the GND potential and the MCPL10. Each of the switches S1 to S3 includes a transistor having a large resistance value that changes the potential input to the flip-flop circuit in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here. In the present embodiment, the potential of the constant voltage power supply line V2 is described as V DD / 2. The potential of the constant voltage power supply line V2 may be between the potentials of the constant voltage power supply line V1 and the constant voltage power supply line V3.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図19及び図20を用いて説明する。図20は、本実施形態の断熱充電メモリにデータを書き込む場合の動作を示したタイミングチャート図である。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to this embodiment, particularly the operation at the time of data writing will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a timing chart illustrating an operation when data is written to the adiabatic charging memory according to the present embodiment.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, OFF the switch S1 from the ON, by the ON switch S2 from OFF, gently potential of MCPL10 the (potential of the source electrode of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) to V DD / 2 from V DD Decrease (t1 → t2).
次に、スイッチS2をONからOFF、スイッチS3をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位をVDD/2からGNDに緩やかに低下させる(t2→t3)。
Next, by switching the switch S2 from ON to OFF and the switch S3 from OFF to ON, the potential of the
続いて、MCPL10の電位をGNDまで低下させた後、スイッチS3をONからOFFとし、MCPL10をハイインピーダンス状態とする(t3)。
Subsequently, after the potential of the
ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t4)。 High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is awaited (t4).
ビット線BLに断熱充電信号A2を入力し、ビット線NBLにGND信号を入力する。断熱充電信号A2をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t5→t6)。更に、VDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t6→t7)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力し、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPL10の電位についても連動してGNDからVDD/2,VDD/2からVDDに昇圧する。
The adiabatic charging signal A2 is input to the bit line BL, and the GND signal is input to the bit line NBL. The adiabatic charging signal A2 is gradually increased from GND to V DD / 2 (t5 → t6). Further, the voltage is gradually increased from V DD / 2 to V DD (t6 → t7). Thereby, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory can be slowly charged to write data. The potential of the
その後、スイッチS1をONにする(t7)。MCPL10の電位をVDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 is turned on (t7). The potential of MCPL10 by fixing to V DD, can hold the written data.
上記にて説明した断熱充電信号A2の昇圧方法は、2段階(t5→t6,t6→t7)であるが、1段階でも、3段階以上でも可能である。 The method for boosting the adiabatic charging signal A2 described above has two steps (t5 → t6, t6 → t7), but it can be performed in one step or three or more steps.
スイッチS1(スイッチS2及びスイッチS3を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2 and the switch S3) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、スイッチS1〜S3の操作によりMCPL10の電位を緩やかに低下させることができ、更に、断熱充電信号A2によりビット線BLの電圧を緩やかに昇圧させることができるので、データの書き込み時におけるエレクトロマイグレーションによる配線断線を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the potential of the
[第12の実施の形態]
図21は、本発明の第12の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態における構成については、第11の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。
[Twelfth embodiment]
FIG. 21 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the twelfth embodiment of the present invention. Since the configuration of this embodiment is the same as that of the eleventh embodiment, the description thereof is omitted here.
次に、本実施形態における断熱充電メモリの動作、特にデータの書き込み時における動作について、図19及び図21を用いて説明する。 Next, the operation of the adiabatic charging memory according to the present embodiment, particularly the operation at the time of writing data will be described with reference to FIGS.
最初に、スイッチS1をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位(pMOSトランジスタP1とpMOSトランジスタP2とのソース電極の電位)をVDDからVDD/2に緩やかに低下させる(t1→t2)。 First, OFF the switch S1 from the ON, by the ON switch S2 from OFF, gently potential of MCPL10 the (potential of the source electrode of the pMOS transistor P1 and the pMOS transistor P2) to V DD / 2 from V DD Decrease (t1 → t2).
次に、スイッチS2をONからOFF、スイッチS3をOFFからONとすることにより、MCPL10の電位をVDD/2からGNDに緩やかに低下させる(t2→t3)。
Next, by switching the switch S2 from ON to OFF and the switch S3 from OFF to ON, the potential of the
続いて、ワード線WLにHighを入力し、nMOSトランジスタN3及びnMOSトランジスタN4をONの状態に変化させ、ビット線BL及びビット線NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t4)。 Subsequently, High is input to the word line WL, the nMOS transistor N3 and the nMOS transistor N4 are changed to the ON state, and the input of signals from the bit line BL and the bit line NBL is waited (t4).
スイッチS3をONからOFF、スイッチS2をOFFからONとすることにより、定電圧電源線V2によりMCPL10の電位をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t5→t6)。同時に、断熱充電信号A2をGNDからVDD/2に緩やかに昇圧させる(t5→t6)。
By switching the switch S3 from ON to OFF and the switch S2 from OFF to ON, the potential of the
その後、スイッチS2をONからOFF、スイッチS1をOFFからONとすることにより、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t6→t7)。同時に、断熱充電信号A2をVDD/2からVDDに緩やかに昇圧させる(t6→t7)。従い、定電圧電源線V1及び定電圧電源線V2と断熱充電信号A2との両者により、断熱充電メモリを緩やかに充電してデータを書き込むことができる。また、定電圧電源線V1によりMCPL10の電位がVDDに固定されるので、書き込まれたデータを保持することができる。
Thereafter, OFF the switch S2 from ON, by the ON switch S1 from OFF, it is slowly raised to the constant-voltage power supply line V1 to the potential of MCPL10 from V DD / 2 V DD (t6 → t7). At the same time, to be gradually raised to V DD the adiabatic charging signal A2 from V DD / 2 (t6 → t7 ). Accordingly, the adiabatic charging memory can be slowly charged and data can be written by both the constant voltage power supply line V1 and the constant voltage power supply line V2 and the adiabatic charging signal A2. Further, since the potential of the
スイッチS1(スイッチS2及びスイッチS3を含む)の構成、断熱充電を行う電源回路については、第1の実施形態と同一であるので、ここでは説明を省略する。 Since the configuration of the switch S1 (including the switch S2 and the switch S3) and the power supply circuit that performs adiabatic charging are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
本実施形態によれば、スイッチS1〜S3の操作によりMCPL10の電位を緩やかに低下させることができ、更に、定電圧電源線V1及び定電圧電源線V2と断熱充電信号A2との両者により電圧を緩やかに昇圧させることができるので、データの書き込み時におけるエレクトロマイグレーションによる配線断線を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the potential of the
[第13の実施の形態]
図22は、本発明の第13の実施形態における断熱充電メモリの論理回路の回路図である。本実施形態の断熱充電メモリの構成は、電源部PSと複数の断熱充電メモリのMCPL10とが共有電源線を介して接続される構成である。図22において、電源部PSは第11の実施形態で説明した電源部PSと同じ構成であるが、これに限られるものではない。
[Thirteenth embodiment]
FIG. 22 is a circuit diagram of a logic circuit of the adiabatic charging memory according to the thirteenth embodiment of the present invention. The configuration of the adiabatic charging memory according to the present embodiment is a configuration in which the power supply unit PS and the
本実施形態によれば、共有電源線を介して複数の断熱充電メモリを1つの電源部PSにより制御することができるので、電源部PS(電源部PSを構成するトランジスタ)の数を低減することができる。 According to the present embodiment, a plurality of adiabatic charging memories can be controlled by a single power supply unit PS via a shared power supply line, so that the number of power supply units PS (transistors constituting the power supply unit PS) can be reduced. Can do.
[第14の実施の形態]
図23は、本発明の第14の実施形態におけるトランジスタの回路図である。本実施形態のトランジスタの構成は、ゲート電極にワード線WLを接続し、ソース電極にビット線BLを接続するトランスファートランジスタであり、ワード線WLに入力される電圧を緩やかに充電することを特徴とする。
[Fourteenth embodiment]
FIG. 23 is a circuit diagram of a transistor according to the fourteenth embodiment of the present invention. The configuration of the transistor of this embodiment is a transfer transistor in which a word line WL is connected to a gate electrode and a bit line BL is connected to a source electrode, and the voltage input to the word line WL is slowly charged. To do.
まず、従来のトランジスタの動作について説明する。図24に示すように、ビット線BLをGNDからVDDに昇圧し、続いて、ワード線WLをメモリセルの時定数と同じ速さでGNDからVDDに昇圧する。結果として、出力電圧OUTは、メモリセルの時定数と同じ速さで立ち上がることになる。 First, the operation of a conventional transistor will be described. As shown in FIG. 24, the bit line BL is boosted from GND to V DD , and then the word line WL is boosted from GND to V DD at the same speed as the time constant of the memory cell. As a result, the output voltage OUT rises at the same speed as the time constant of the memory cell.
次に、本実施形態におけるトランジスタの動作について説明する。図25に示すように、ワード線WLをメモリセルの時定数よりも十分緩やかにGNDからVDDに昇圧する。このとき、ワード線WLがしきい値電圧に到達以後(t3)、本トランジスタがONの状態となり、出力電圧OUTはメモリセルの時定数よりも緩やかに立ち上がることになる。 Next, the operation of the transistor in this embodiment will be described. As shown in FIG. 25, the word line WL is boosted from GND to V DD sufficiently more slowly than the time constant of the memory cell. At this time, after the word line WL reaches the threshold voltage (t3), this transistor is turned on, and the output voltage OUT rises more slowly than the time constant of the memory cell.
本実施形態におけるトランジスタは、第1の実施形態から第13の実施形態で説明したnMOSトランジスタN3,N4、及び各スイッチとして利用することが可能である。 The transistors in this embodiment can be used as the nMOS transistors N3 and N4 described in the first to thirteenth embodiments and the switches.
本実施形態によれば、ビット線を緩やかに充電する代わりに、ワード線を緩やかに充電することによっても、電圧を緩やかに昇圧させることができ、データ書き込み時におけるエレクトロマイグレーションによる配線断線を防ぐことができる。 According to the present embodiment, the voltage can be gradually increased by gently charging the word line instead of gently charging the bit line, thereby preventing wiring disconnection due to electromigration during data writing. Can do.
A1,A2…断熱充電信号
BL,NBL…ビット線
C,C1〜C3…コンデンサ
CL…入力信号
FF…フリップフロップ回路
IV1,IV2…CMOSインバータ回路
L…インダクタ
N1〜N12…nMOSトランジスタ
P1,P2…pMOSトランジスタ
PS…電源部
Pre…入力信号
S1〜S3…スイッチ
T0〜T4…入力信号
V1〜V3…定電圧電源線
Vss1,Vss2…接地電源
WL…ワード線
10…メモリセル電源線(MCPL)
A1, A2 ... adiabatic charging signals BL, NBL ... bit lines C, C1-C3 ... capacitors CL ... input signals FF ... flip-flop circuits IV1, IV2 ... CMOS inverter circuits L ... inductors N1-N12 ... nMOS transistors P1, P2 ... pMOS transistor PS ... power supply unit Pre ... input signal S1 to S3 ... switch T0 to T4 ... input signal V1 to V3 ... constant-voltage power supply line V ss 1, V ss 2 ... ground power WL ... word lines 10 ... memory cell power supply line (MCPL )
Claims (8)
メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、
前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有し、
前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させ、
前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第2のスイッチ素子をオフとし、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とがオフの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することを特徴とする断熱充電メモリ回路。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected;
First voltage input means for inputting a voltage to be changed over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor through a memory cell power line;
Second voltage input means for inputting, to one input terminal of the flip-flop circuit, a voltage to be changed in a time longer than a time constant of the flip-flop circuit;
A first switch element provided between a constant voltage power source and the memory cell power source line;
A second switch element provided between the first voltage input means and the memory cell power line,
With the first switch element off and the second switch element on, the first voltage input means increases the potential of the memory cell power supply line for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Step down from voltage to low voltage,
After the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the second switch element is turned off,
While the first switch element and the second switch element are off, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is fixed to a low voltage, and the flip-flop is connected by the second voltage input means. By boosting the potential of one input terminal of the circuit from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, the potential of the memory cell power supply line is increased at one input terminal of the flip-flop circuit. An adiabatic charging memory circuit, wherein voltage is boosted from a low voltage to a high voltage in conjunction with a potential boost .
メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、
前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有し、
前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させ、
前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させ、当該昇圧に合わせて、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧することを特徴とする断熱充電メモリ回路。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected;
First voltage input means for inputting a voltage to be changed over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor through a memory cell power line;
Second voltage input means for inputting, to one input terminal of the flip-flop circuit, a voltage to be changed in a time longer than a time constant of the flip-flop circuit;
A first switch element provided between a constant voltage power source and the memory cell power source line;
A second switch element provided between the first voltage input means and the memory cell power line,
With the first switch element off and the second switch element on, the first voltage input means increases the potential of the memory cell power supply line for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Step down from voltage to low voltage,
After the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is set to a low voltage with the first switch element turned off and the second switch element turned on. And the first voltage input means boosts the potential of the memory cell power supply line from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, and in accordance with the boosting, By boosting the potential of one input terminal of the flip-flop circuit from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by the voltage input means of 2, the potential of the memory cell power supply line is increased. one of adiabatic charging memory circuit you characterized in that in conjunction to the boosting boosts the low voltage to a high voltage potential at the input terminal of the flip-flop circuit.
前記メモリセル電源線と複数の定電圧電源線との間にそれぞれ接続され、前記各定電圧電源線から出力される定電圧を前記メモリセル電源線に入力する複数のスイッチ素子と、
前記複数のスイッチ素子のオン・オフを順次切り替えることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる制御回路と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の断熱充電メモリ回路。 The first voltage input means includes
Wherein are respectively connected between the memory cell power supply lines and a plurality of constant-voltage power supply line, and a plurality of switching elements for inputting the constant voltage output from each constant-voltage power supply line before Symbol memory cell power supply line,
A control circuit that changes the potential of the memory cell power line in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by sequentially switching on and off the plurality of switch elements;
Adiabatic charging memory circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it has a.
前記フリップフロップ回路の一方の入力端、ビット線、ワード線に、ドレイン電極、ソース電極、ゲート電極がそれぞれ接続されたトランスファートランジスタと、A transfer transistor in which a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode are respectively connected to one input terminal, a bit line, and a word line of the flip-flop circuit;
前記ビット線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させる断熱充電回路と、を有し、An adiabatic charging circuit that boosts the potential of the bit line from a low voltage to a high voltage in a time longer than a time constant of the flip-flop circuit,
前記ワード線の電位が高電圧に設定されて前記トランスファートランジスタがオンとなった後に、前記断熱充電回路により前記ビット線の電位を昇圧させることを特徴とする請求項1又は2に記載の断熱充電メモリ回路。3. The adiabatic charging according to claim 1, wherein the potential of the bit line is boosted by the adiabatic charging circuit after the potential of the word line is set to a high voltage and the transfer transistor is turned on. Memory circuit.
前記フリップフロップ回路の一方の入力端、ビット線、ワード線に、ドレイン電極、ソース電極、ゲート電極がそれぞれ接続されたトランスファートランジスタと、
前記フリップフロップ回路の一方の入力端に入力される電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させるように前記ワード線の電位を低電圧から高電圧に昇圧させる断熱充電回路と、を有し、
前記ワード線の電位が前記トランスファートランジスタのしきい値電圧に到達する以前に前記ビット線の電位を高電圧に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の断熱充電メモリ回路。 The second voltage input means includes
A transfer transistor in which a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode are respectively connected to one input terminal , a bit line , and a word line of the flip-flop circuit;
The potential of the word line is boosted from a low voltage to a high voltage so that the potential input to one input terminal of the flip-flop circuit is boosted from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. anda adiabatic charging circuit for,
3. The adiabatic charging memory circuit according to claim 1 , wherein the potential of the bit line is set to a high voltage before the potential of the word line reaches the threshold voltage of the transfer transistor .
メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、
前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有する断熱充電メモリ回路を用いて行うデータ書き込み方法であって、
前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させるステップと、
前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第2のスイッチ素子をオフとするステップと、
前記第1のスイッチ素子と前記第2のスイッチ素子とがオフの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧するステップと、
を有することを特徴とするデータ書き込み方法。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected ;
First voltage input means for inputting a voltage to be changed over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor through a memory cell power line;
Second voltage input means for inputting, to one input terminal of the flip-flop circuit, a voltage to be changed in a time longer than a time constant of the flip-flop circuit;
A first switch element provided between a constant voltage power source and the memory cell power source line;
A data writing method performed using an adiabatic charging memory circuit having a second switch element provided between the first voltage input means and the memory cell power supply line ,
With the first switch element off and the second switch element on, the first voltage input means increases the potential of the memory cell power supply line for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Step down from voltage to low voltage;
Turning off the second switch element after the potential of the memory cell power line becomes low;
While the first switch element and the second switch element are off, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is fixed to a low voltage, and the flip-flop is connected by the second voltage input means. By boosting the potential of one input terminal of the circuit from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, the potential of the memory cell power supply line is increased at one input terminal of the flip-flop circuit. Stepping up from a low voltage to a high voltage in conjunction with the boosting of the potential ;
A data writing method comprising:
メモリセル電源線を通じて前記各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
定電圧電源と前記メモリセル電源線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、
前記第1の電圧入力手段と前記メモリセル電源線との間に設けられた第2のスイッチ素子と、を有する断熱充電メモリ回路を用いて行うデータ書き込み方法であって、
前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させるステップと、
前記メモリセル電源線の電位が低電圧となった後、前記第1のスイッチ素子がオフ、前記第2のスイッチ素子がオンの状態で、前記フリップフロップ回路の他方の入力端の電位を低電圧に固定すると共に、前記第1の電圧入力手段により前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させ、当該昇圧に合わせて、前記第2の電圧入力手段により前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位を前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させることによって、前記メモリセル電源線の電位を前記フリップフロップ回路の一方の入力端の電位の昇圧に連動させて低電圧から高電圧に昇圧するステップと、
を有することを特徴とするデータ書き込み方法。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected ;
First voltage input means for inputting a voltage to be changed over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor through a memory cell power line;
Second voltage input means for inputting, to one input terminal of the flip-flop circuit, a voltage to be changed in a time longer than a time constant of the flip-flop circuit;
A first switch element provided between a constant voltage power source and the memory cell power source line;
A data writing method performed using an adiabatic charging memory circuit having a second switch element provided between the first voltage input means and the memory cell power supply line ,
With the first switch element off and the second switch element on, the first voltage input means increases the potential of the memory cell power supply line for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Step down from voltage to low voltage;
After the potential of the memory cell power supply line becomes a low voltage, the potential of the other input terminal of the flip-flop circuit is set to a low voltage with the first switch element turned off and the second switch element turned on. And the first voltage input means boosts the potential of the memory cell power supply line from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, and in accordance with the boosting, By boosting the potential of one input terminal of the flip-flop circuit from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit by the voltage input means of 2, the potential of the memory cell power supply line is increased. Stepping up from a low voltage to a high voltage in conjunction with boosting the potential of one input terminal of the flip-flop circuit;
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