JPS6019595B2 - semiconductor memory device - Google Patents
semiconductor memory deviceInfo
- Publication number
- JPS6019595B2 JPS6019595B2 JP55046250A JP4625080A JPS6019595B2 JP S6019595 B2 JPS6019595 B2 JP S6019595B2 JP 55046250 A JP55046250 A JP 55046250A JP 4625080 A JP4625080 A JP 4625080A JP S6019595 B2 JPS6019595 B2 JP S6019595B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- input
- transistor
- power supply
- memory device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C5/00—Details of stores covered by group G11C11/00
- G11C5/14—Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、相補形の絶縁ゲート形電界効果トランジス
タ(以下CMOSトランジスタと云う)を使用しかつ低
電力化を達成するようにした半導体メモリ装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory device that uses complementary insulated gate field effect transistors (hereinafter referred to as CMOS transistors) and achieves low power consumption.
一般に、CMOSトランジスタによるメモリ装置は、そ
の低消費電力と広い動作マージンに特徴をもち、特に、
揮発性メモリの欠点を補うべく、低電源電圧によるバッ
クアップメモリとして、不動の地位を築き上げている。In general, memory devices using CMOS transistors are characterized by low power consumption and wide operating margins.
In order to compensate for the shortcomings of volatile memory, it has established itself as a backup memory with low power supply voltage.
しかしながらそのメモリ装置を使用し、システムを構成
する場合、メモリ容量の拡張にともない、メモリの非選
択時あるいは低電源電圧によるバックアップ時に、CM
OSメモリにおいて十分な低消費電力化を達成しようと
すると、どうしても外部的な煩わしさが伴なつてくるの
が現状である。第1図はm行Xn列のマトリックス構成
によるメモリシステムの代表例を示す。However, when configuring a system using this memory device, as the memory capacity expands, the CM
At present, if an attempt is made to achieve sufficient reduction in power consumption in an OS memory, external troublesomeness inevitably accompanies it. FIG. 1 shows a typical example of a memory system having a matrix configuration of m rows and Xn columns.
この第1図において、アドレス入力などの入力信号Aは
すべてのメモリ装置Mに共通に薮続され、メモリ装置の
選択信号CSは各列ごとに共通に供給するようになって
いる。すなわち、選択信号CS,はメモリ装置M.・,
からM.・nまでに入力し、同様に、選択信号CSmは
メモリ装置Mm・,からMm・nまでに入力している。
また、出力信号線Dは各行ごとに共通に接続され、すな
わち、出力信号線D,はメモリ装置M.・,からMm・
,までに接続され、同様に、出力信号線Dnはメモリ装
置M.・n・からMm・nまでに接続されている。In FIG. 1, an input signal A such as an address input is commonly connected to all memory devices M, and a memory device selection signal CS is commonly supplied to each column. That is, the selection signal CS, is the memory device M.・、
From M. Similarly, the selection signal CSm is input to memory devices Mm., to Mm.n.
Further, the output signal line D is commonly connected to each row, that is, the output signal line D is connected to the memory device M.・、From Mm・
, and similarly, the output signal line Dn is connected to the memory device M.・n・ is connected to Mm・n.
いま、第1図に示したメモリシステムにおいて、2列目
のメモリ装置、すなわち、メモリ装置地・,よりM2・
nまでが選択され、他の列におけるメモリ装置が非選択
の状態にあるとすると、選択信号CS2だけが低レベル
となり、他の選択信号は高レベルとなる。Now, in the memory system shown in FIG.
If up to n are selected and memory devices in other columns are in a non-selected state, only the selection signal CS2 becomes low level and the other selection signals become high level.
このとき、アドレス入力などの入力信号Aがすべてのメ
モリ装置Mに共通に供給されており、各メモリ装置の入
力回路を駆動しようとするが、非選択の状態にあるメモ
リ出力はフローティング状態となり、出力信号線D,か
らDmには選択されたメモリ装置地・,からM2・nま
での情報が出力される。At this time, an input signal A such as an address input is commonly supplied to all memory devices M, and an attempt is made to drive the input circuit of each memory device, but the memory output that is in a non-selected state becomes a floating state. Information on the selected memory device locations . . . . to M2.n is output to the output signal lines D, to Dm.
第2図は第1図のメモリシステムの各メモリ装置Mに使
用されている従来のCMOS入力回路の初段部を示すも
のである。FIG. 2 shows the first stage of a conventional CMOS input circuit used in each memory device M of the memory system shown in FIG.
この第2図はPチャンネルのトランジスタQIとNチャ
ンネルのトランジスタQ2とからなるCMOS基本イン
バータであり、メモリ装置Mの各入力端子に対して個々
に用意されている。トランジスタQIのソースには電源
電圧VIが印加されるようになっており、トランジスタ
Q2のソースは接地されている。This FIG. 2 shows a CMOS basic inverter consisting of a P-channel transistor QI and an N-channel transistor Q2, which are individually prepared for each input terminal of the memory device M. Power supply voltage VI is applied to the source of transistor QI, and the source of transistor Q2 is grounded.
二つのトランジスタQ1,Q2のゲート同志は結合され
て入力点PIには入力信号ラインを通して入力信号Aが
供給されるようになっている。また、トランジスタQ1
,Q2の両ドレィンも結合され、初段部以後の内部回路
に対する出力点P2を形成している。ここで、Pチャン
ネルのトランジスタQIのしきし、値をVTP、Nチャ
ンネルのトランジスタQ2のしきし、値をVTNとし、
入力点PIの入力電圧をVTN、出力点P2の出力電圧
をV。UTとすると、第2図の入力回路において消費さ
れる電源電流1を最小(すなわち、リーク分を除いて0
)とする条件は、トランジスタQIあるいはQ2がカッ
トオフする条件V…>V,一VTpあるいは V,N<
VTN …(1}で示される。The gates of the two transistors Q1 and Q2 are coupled together so that the input signal A is supplied to the input point PI through the input signal line. Also, transistor Q1
, Q2 are also coupled to form an output point P2 for the internal circuits after the first stage. Here, the threshold value of the P-channel transistor QI is VTP, the threshold value of the N-channel transistor Q2 is VTN,
The input voltage at input point PI is VTN, and the output voltage at output point P2 is V. Assuming UT, the power supply current 1 consumed in the input circuit in Fig. 2 is the minimum (i.e., 0 excluding leakage).
) is the condition for transistor QI or Q2 to be cut off: V...>V, -VTp or V,N<
VTN...denoted by (1}.
また、入力回路がTTLレベルでの論理変換が要求され
る場合、入力信号の高レベルはV…>2.0V、また低
レベルはV,N<0.8Vにて出力点P2における出力
電圧V。In addition, when the input circuit requires logic conversion at the TTL level, the high level of the input signal is V...>2.0V, and the low level is V,N<0.8V, and the output voltage V at the output point P2 .
UTが次段から内部信号の論理レベルを保証するように
、トランジスタQ1,Q2のB比(電流増幅率比)を設
定しなければならない。TTLレベルの論理振幅は上記
{1}式の条件に比較すると、極めて狭いものであり、
入力レベルの最悪ケース、たとえば、VTN=2.0V
またはV,N=0.8Vのとき、第2図に入力回路には
、当然のごとく、電源電流1が流れる。The B ratio (current amplification factor ratio) of transistors Q1 and Q2 must be set so that the UT guarantees the logic level of the internal signal from the next stage. The logic amplitude of the TTL level is extremely narrow compared to the condition of the above formula {1},
Worst case of input level, e.g. VTN=2.0V
Or, when V, N = 0.8V, as a matter of course, a power supply current 1 flows through the input circuit in FIG.
いま、第2図と同様な入力回路をもつメモリ装置Mが非
選択状態にあり、一方、他のメモリ装置が選択され、互
いに共通に接続されているアドレスなどの入力信号Aが
高レベルから低レベル、あるいは低レベルから高レベル
へと変化していると仮定すると、入力信号Aが変化する
とき、すなわち、入力電圧V,NがVTN<VIN<V
I−VTPにある間、入力回路には電源電流1が流れ、
非選択の状態にもかかわらず、CMOSメモリの特徴で
ある低消費電力と云う利点が損なわれる。Now, a memory device M having an input circuit similar to that shown in FIG. level, or from low level to high level, when the input signal A changes, that is, the input voltages V and N are VTN<VIN<V
While in I-VTP, power supply current 1 flows through the input circuit,
Despite the non-selected state, the advantage of low power consumption, which is a feature of CMOS memory, is lost.
一方、第2図と同様な入力回路をもつメモリ装置Mの記
憶情報を低電源電圧にてバックアップする場合、電源電
圧y,は通常の使用電圧(たとえば、5V)から低電源
電圧(たとえば、2〜3V)に変化するが、このとき、
入力信号Aが供給される入力点PIがフローティングな
どの状態にあり、‘1}式の条件を満足していなければ
、トランジスタQIとQ2はともに導通し、入力回路に
は電源電流1が流れ、メモリ装置Mをバックアップする
電圧源に大きな負坦がかかる。On the other hand, when backing up the stored information of a memory device M having an input circuit similar to that shown in FIG. ~3V), but at this time,
If the input point PI to which the input signal A is supplied is in a floating state and does not satisfy the condition of formula '1}, both transistors QI and Q2 are conductive, and power supply current 1 flows through the input circuit. A large negative voltage is applied to the voltage source that backs up the memory device M.
したがって、低電源電圧におけるバックアップ時には、
メモリ装置Mのすべての入力回路の入力点PIを強制的
に高レベルあるいは低レベルへ固定し、【11式の条件
を満たすようにしなければならない。Therefore, during backup at low supply voltage,
The input points PI of all the input circuits of the memory device M must be forcibly fixed to a high level or a low level so that the condition of Equation 11 is satisfied.
これにより、第2図に示すような従来の基本的なCMO
S入力回路をもつメモリ装置においては、他のメモリ装
置が駆動している状態では、メモリの非選択時と云えど
も、入力回路での電流消費を逃れることはできず、また
、低電源電圧において、記憶情報のバックアップを試み
るとき、十分な低消費電力化を達成しようとすると、メ
モリ装置の各入力機を外部周辺回路にて制御しなければ
ならず、使用上の煩わしごが生じる。As a result, the conventional basic CMO as shown in Figure 2
In a memory device with an S input circuit, when other memory devices are being driven, even when the memory is not selected, current consumption in the input circuit cannot be avoided. When attempting to back up stored information, in order to achieve a sufficiently low power consumption, each input device of the memory device must be controlled by an external peripheral circuit, which causes trouble in use.
次に、第3図aおよび第3図bは従来の改良されたCM
OS入力回路を示す。Next, FIGS. 3a and 3b show the conventional improved CM
The OS input circuit is shown.
この第3図a、第3図bともに制御信号めc(あるいは
?c)により制御された入力回路部1(あるいは1′)
と、メモリ装置Mの選択信号CSから制御信号Jc(あ
るいはJc)を作り出すためのCS入力回路部2(ある
いは2′)とからなるものである。このうち、第3図a
の場合は、入力信号Aと制御債号ぐcとのNAND回路
により入力回路部1を構成したものであり、トランジス
タQII〜QI4が使用され、トランジスタQIIとQ
13はPチヤンネルのトランジスタで、トランジスタQ
12とQ14はNチャンネルのトランジスタである。In both FIG. 3a and FIG. 3b, the input circuit section 1 (or 1') is controlled by the control signal c (or ?c).
and a CS input circuit section 2 (or 2') for generating a control signal Jc (or Jc) from the selection signal CS of the memory device M. Of these, Figure 3a
In the case of , the input circuit section 1 is configured by a NAND circuit of input signal A and control bond gc, and transistors QII to QI4 are used, and transistors QII and Q
13 is a P channel transistor, transistor Q
12 and Q14 are N-channel transistors.
トランジスタQIIとQ12のゲート同志は結合され、
その結合点は入力点PIIとして入力信号Aが信号入力
ラインを通して入力されるようになつている。The gates of transistors QII and Q12 are coupled together,
The connection point serves as an input point PII, and the input signal A is inputted through the signal input line.
また、トランジスタQ13とQ14のゲート同志も結合
され、そね結合点には制御信号◇oが入力されるように
なっている。トランジスタQIIとQ13のソースは互
いに結合されて、電源電圧VIが印加されるようなにつ
ている。Further, the gates of transistors Q13 and Q14 are also coupled together, and a control signal ◇o is input to the joint point. The sources of transistors QII and Q13 are coupled to each other so that power supply voltage VI is applied thereto.
また、トランジスタQIIとQ13のドレィン同志も結
合し、トランジスタQ14のドレィンとともに、次段へ
の出力点P12となっている。トランジスタQ12のソ
ースは接地され、そのドレィンはトランジスタQ14の
ソースに接続されている。一方、CS入力回路部2はP
チャンネルのトランジスタQ15とNチャンネルのトラ
ンジスタQ16とによるインバータであり、トランジス
タQ15はソースに電源電圧V1が印加されるようにな
っており、トランジスタQ16のソースは接地されてい
る。Further, the drains of the transistors QII and Q13 are also coupled together, and together with the drain of the transistor Q14, serve as an output point P12 to the next stage. The source of transistor Q12 is grounded, and its drain is connected to the source of transistor Q14. On the other hand, the CS input circuit section 2 has P
The inverter includes a channel transistor Q15 and an N-channel transistor Q16, and the source of the transistor Q15 is applied with the power supply voltage V1, and the source of the transistor Q16 is grounded.
二つのトランジスタQ15,Q16のゲートには、メモ
リ装置Mの選択信号CSが入力し、また、ドレイン同志
は結合され、制御信号?cを出力するようになっている
。いま、第3図aの入力回路をもつメモリ装置Mが選択
され、すなわち、選択信号CSが低レベルとなっている
とすれば、トランジスタQ15とQ16によるィンバー
タ回路により、制御信号Jcは高レベルとなる。The selection signal CS of the memory device M is input to the gates of the two transistors Q15 and Q16, and the drains are connected to each other, and the control signal ? It is designed to output c. Now, if the memory device M having the input circuit shown in FIG. Become.
したがって、入力回路部1において、Pチャンネルのト
ランジスタQ13は非導通で、Nチャンネルのトランジ
スタQ14は導通状態となり、もし、入力信号Aが高レ
ベルならば、トランジスタQIIとQ12によるインバ
一タ回路により、出力点P12は低レベルとなる。また
、もし、入力信号Aが低レベルならば、出力点P12は
高レベルとなり、入力回路1は入力信号Aの反転した信
号を出力する。一方、このメモリ装置Mが非選択の状態
にあり、すなわち、選択信号CSが高レベルとなってい
るとすると、CS入力回路部2からの制御信号ぐcは低
レベルとなる。Therefore, in the input circuit section 1, the P-channel transistor Q13 is non-conductive, and the N-channel transistor Q14 is conductive.If the input signal A is at a high level, the inverter circuit consisting of transistors QII and Q12 will cause The output point P12 becomes a low level. Furthermore, if the input signal A is at a low level, the output point P12 becomes a high level, and the input circuit 1 outputs a signal that is an inversion of the input signal A. On the other hand, if this memory device M is in a non-selected state, that is, the selection signal CS is at a high level, the control signal Gc from the CS input circuit section 2 is at a low level.
これにより、入力回路部1において、Pチャンネルのト
ランジスタQ13は導通し、Nチャンネルのトランジス
タQ14は非導適状態となり、入力信号Aの電圧レベル
に関係なく、出力点P2は高レベルを示す。このとき、
トランジスタQ14が非導通であるため、この入力回路
部1において、電源電流1は流れず、電力消費は0とな
る。As a result, in the input circuit section 1, the P-channel transistor Q13 becomes conductive, the N-channel transistor Q14 becomes non-conductive, and the output point P2 shows a high level regardless of the voltage level of the input signal A. At this time,
Since the transistor Q14 is non-conductive, the power supply current 1 does not flow in the input circuit section 1, and the power consumption becomes 0.
一方、第3図bの場合は入力信号Aと制御信号Jcとの
NOR回路とにより入力回路部1′を構成したもので、
トランジスタQ21〜Q24で構成され、トランジスタ
Q21とQ23はPチャンネルのトランジスタで、トラ
ンジスタQ22とQ24はNチヤンネルのトランジスタ
である。On the other hand, in the case of FIG. 3b, the input circuit section 1' is constituted by a NOR circuit of the input signal A and the control signal Jc.
It is composed of transistors Q21 to Q24, transistors Q21 and Q23 are P-channel transistors, and transistors Q22 and Q24 are N-channel transistors.
入力回路の駆動方式は第3図aと全く同じ考えであるが
、回路をNOR方式にして構成しているため、制御信号
■cへのCSの入力回路部2′はPチャンネルのトラン
ジスタQ25とQ27およびNチヤンネルのトランジス
タQ26とQ28とからなる2段のィンバータ回路によ
り構成されている。The driving method of the input circuit is exactly the same as that in Figure 3a, but since the circuit is configured in a NOR system, the CS input circuit section 2' for the control signal c is a P-channel transistor Q25. It is constituted by a two-stage inverter circuit consisting of Q27 and N-channel transistors Q26 and Q28.
いま、第3図bの入力回路をもつメモリ装置Mが選択さ
れ、選択信号CSが低レベルになっているとすると、制
御信号◇cもまた低レベルとなり、入力回路部1′にお
いて、PチャンネルのトランジスタQ23は導通で、N
チャンネルのトランジスタQ24は非導適状態となり、
トランジスタQ21,Q22によるインバータ回路によ
り、出力点P22は入力信号Aを反転して出力状態を示
す。Now, suppose that the memory device M having the input circuit shown in FIG. transistor Q23 is conductive and N
Channel transistor Q24 becomes non-conducting,
An inverter circuit including transistors Q21 and Q22 causes the output point P22 to invert the input signal A and indicate the output state.
一方、このメモリ装置Mが非選択状態にあり、選択信号
CSが高レベルとなっているとすると、制御信号マcも
高レベルとなり、PチャンネルのトランジスタQ23は
非導通で、Nチャンネ瑠のトランジスタQ24は導通し
、出力点P22は入力信号Aの電圧レベルに無関係に低
レベルを示す。On the other hand, if this memory device M is in a non-selected state and the selection signal CS is at a high level, the control signal Mac is also at a high level, the P-channel transistor Q23 is non-conductive, and the N-channel transistor Q23 is non-conductive. Q24 is conductive, and output point P22 shows a low level regardless of the voltage level of input signal A.
このとき、トランジスタQ23が非導通であるため、こ
の入力回路部1′において電源電流1は流れず、電力消
費は0となる。At this time, since the transistor Q23 is non-conductive, the power supply current 1 does not flow in this input circuit section 1', and the power consumption becomes 0.
したがって、第3図a、第3図bに示された従来の改良
された入力回路は、メモリ装置の非選択時における入力
回路部での電力消費を0とすることが可能である。Therefore, the conventional improved input circuit shown in FIGS. 3a and 3b can reduce power consumption to zero in the input circuit section when the memory device is not selected.
ところで、一般に、一つのCS入力回路部2(または2
′)にて複数の入力回路部1(または1′)を制御する
ことが可能であるため、大幅な消費電力の低減を計るこ
とができる。By the way, in general, one CS input circuit section 2 (or two
Since it is possible to control a plurality of input circuit units 1 (or 1') using the input circuit 1'), it is possible to significantly reduce power consumption.
しかしながら、この従来の改良された入力回路について
も、低電源電圧において、記憶情報のバックアップをし
ようとするとき、入力信号(ここでは、選択信号CS)
がフローティソグなどの状態にあり、すでに述べた‘1
}式の条件を満足していなければ、CS入力回路部2(
または2′)には電源電流が流れる。However, even with this conventional improved input circuit, when attempting to back up stored information at a low power supply voltage, the input signal (here, the selection signal CS)
is in a state such as floaty sog, and the '1' mentioned above
}If the condition of the formula is not satisfied, the CS input circuit section 2 (
or 2'), the power supply current flows.
また、ときとして、制御信号めc(またはぐc)もまた
中間レベルとなることがあり、このとき、入力回路部1
(または1′)にも多大な電流が流れる。In addition, sometimes the control signal mec (or guc) may also be at an intermediate level, and in this case, the input circuit section 1
(or 1') also flows a large amount of current.
したがって、低電力消費化を達成しようとすると、メモ
リ装置の入力端子(ここでは、選択信号)を外部周辺回
路にて強制的に非選択状態へと、制御しなければならな
い。Therefore, in order to achieve low power consumption, the input terminal (here, the selection signal) of the memory device must be forcibly controlled to a non-selected state by an external peripheral circuit.
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、メモリの非選択時において、アドレスなどの入
力信号レベルに依存することなく電力消費を最小とし、
また、低電源電圧による記憶情報のバックアップ時にお
いても入力信号レベルに関係なく電力消費を最小とする
ことができるとともに、入力端子に対する外部周辺回路
を必要とせずかつメモリの非選択時あるいは低電源電圧
によるバックアップ時に十分な低電力消費化を達成する
ことが可能な使い易い半導体メモリ装置を提供すること
を目的とする。This invention was made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and minimizes power consumption without depending on input signal levels such as addresses when memory is not selected.
In addition, power consumption can be minimized regardless of the input signal level even when backing up stored information with a low power supply voltage, and there is no need for an external peripheral circuit for the input terminal, and when the memory is not selected or the power supply voltage is low. An object of the present invention is to provide an easy-to-use semiconductor memory device that can achieve sufficiently low power consumption during backup.
以下、この発明の半導体メモリ装置の実施例について図
面に基づき説明する。Embodiments of the semiconductor memory device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第4図はその一実施例の回路図である。この第4図はメ
モリ装置Mに対する選択信号CSより作られた制御信号
◇cにより制御された信号入力回路11と、制御電圧V
2より制御されたCS入力回路(以下、信号入力回路と
云う)12と、制御電圧V2を出力するメモリ装置M内
に組み込まれた電源電位検出回路113とからなるもの
である。まず、信号入力回路11の構成から述べること
にする。FIG. 4 is a circuit diagram of one embodiment. FIG. 4 shows the signal input circuit 11 controlled by the control signal ◇c generated from the selection signal CS for the memory device M, and the control voltage V
2 (hereinafter referred to as a signal input circuit) 12, and a power supply potential detection circuit 113 built into the memory device M that outputs a control voltage V2. First, the configuration of the signal input circuit 11 will be described.
この信号入力回路11は入力信号Aと制御信号?cとの
NAND回路により構成したもので、トランジスタQ3
1〜Q34により構成されている。トランジスタQ31
とQ33はPチヤンネルのトランジスタであり、トラン
ジスタQ32とQ34はNチャンネルのトランジスタで
ある。トランジスタQ31とQ32の両ゲートは結合さ
れ、その結合点を入力点P31として、信号入力ライン
を通して、入力信号Aが導入されるようになっている。
また、トランジスタQ33とQ34のゲートは結合され
、制御信号ぐcが導入されるようになつている。トラン
ジスタQ31とQ33のソースは結合され、電源電圧V
Iが印加されるようになっている。This signal input circuit 11 receives input signal A and control signal? It is configured by a NAND circuit with transistor Q3.
1 to Q34. Transistor Q31
and Q33 are P-channel transistors, and transistors Q32 and Q34 are N-channel transistors. The gates of transistors Q31 and Q32 are coupled, and input signal A is introduced through the signal input line using the coupling point as input point P31.
Furthermore, the gates of transistors Q33 and Q34 are coupled to each other, and a control signal gc is introduced thereto. The sources of transistors Q31 and Q33 are coupled and connected to the power supply voltage V
I is applied.
このトランジスタQ31をQ33のドレイン同志も結合
され、トランジスタQ34のドレインとともに次段への
出力点P32となっている。そして、トランジスタQ3
2のソースは接地され、また、そのドレインをトランジ
スタQ34のソ−スへと接続する。一方、信号入力回路
12はメモリ選択信号CSと制御電圧V2とのNOR回
路により構成したもので、トランジスタQ37,Q35
はPチヤンネルトランジス夕、トランジスタQ36,Q
38はNチャンネルのトランジスタである。The drains of this transistor Q31 and Q33 are also connected together, and together with the drain of the transistor Q34, it becomes an output point P32 to the next stage. And transistor Q3
The source of transistor Q34 is grounded, and its drain is connected to the source of transistor Q34. On the other hand, the signal input circuit 12 is constituted by a NOR circuit of the memory selection signal CS and the control voltage V2, and includes transistors Q37 and Q35.
is a P channel transistor, transistor Q36, Q
38 is an N-channel transistor.
トランジスタQ35とQ36のゲートには、選択信号C
Sが入力し、トランジスタQ37とQ38のゲートには
制御電圧V2が加えられている。A selection signal C is applied to the gates of transistors Q35 and Q36.
S is input, and a control voltage V2 is applied to the gates of transistors Q37 and Q38.
トランジスタQ37のソースには電源電圧VIが印刀0
されており、そのドレインはトランジスタQ35のソー
スに接続されている。トランジスタQ36とQ38のソ
ース同志は結合されて接地されており、また、ドレィン
同志を結合して、トランジスタQ35のドレインととも
に制御信号?cを出力するようになっている。また、電
源電位検出回路13は電源電圧VIのレベルをモニタし
て、制御電圧V2を出力するためのものであり、トラン
ジスタQ39〜Q43と負荷抵抗R1,R2とにより構
成されている。トランジスタQ39〜Q42はすべてN
チャンネルのトランジスタであり、トランジスタQ39
のドレィンに負荷抵抗RIを通じて電源電圧VIが印加
されるようになっている。トランジスタQ39のソース
は接地されている。また、トランジスタQ39のドレィ
ンと負荷抵抗RIとの結合点は制御電圧V2として出力
するようになっている。The power supply voltage VI is 0 at the source of the transistor Q37.
Its drain is connected to the source of transistor Q35. The sources of transistors Q36 and Q38 are coupled together and grounded, and the drains of transistors Q36 and Q38 are coupled together to receive the control signal ? It is designed to output c. Further, the power supply potential detection circuit 13 is for monitoring the level of the power supply voltage VI and outputting a control voltage V2, and is composed of transistors Q39 to Q43 and load resistors R1 and R2. Transistors Q39 to Q42 are all N
Channel transistor, transistor Q39
A power supply voltage VI is applied to the drain of the circuit through a load resistor RI. The source of transistor Q39 is grounded. Further, the connection point between the drain of the transistor Q39 and the load resistor RI is configured to output a control voltage V2.
トランジスタQ40はドレインとゲートを結合し、電源
電圧VIが印加されるようになつている。トランジスタ
Q41はドレインとゲートを接続し、トランジスタQ4
0のソースに接続されている。トランジスタQ42のド
レィンとゲートが接続されてトランジスタQ41のソー
スに接続されている。トランジスタQ42のソースは負
荷抵抗R2を通じて接地され、その結合点P34は次段
のドライバトランジスタであるトランジスタQ39のゲ
ートに接続されている。Transistor Q40 has its drain and gate coupled, and is configured to be supplied with power supply voltage VI. Transistor Q41 connects the drain and gate, and transistor Q4
0 source. The drain and gate of transistor Q42 are connected to each other and the source of transistor Q41. The source of transistor Q42 is grounded through load resistor R2, and its node P34 is connected to the gate of transistor Q39, which is a driver transistor in the next stage.
なお、負荷抵抗R1,R2は電源電位検出回路13の消
費電力を低減させるためにも、数MQ程度の高抵抗が望
ましい。Note that, in order to reduce the power consumption of the power supply potential detection circuit 13, it is desirable that the load resistors R1 and R2 have a high resistance of about several MQ.
これは最近広く使用されているイオン注入法による高抵
抗ポリシリコン生成技術により、容易に作ることができ
る。次に、以上のように構成されたこの発明の半導体メ
モリ装置の動作について説明する。This can be easily produced using high-resistance polysilicon production technology using ion implantation, which has been widely used recently. Next, the operation of the semiconductor memory device of the present invention configured as described above will be explained.
いま、第4図に示す回路をもつメモリ装置Mが通常の状
態にあり、電源電圧VIが高レベルにあるとき、トラン
ジスタQ40〜Q42により、レベルシフトされた結合
点P34の電位はトランジスタQ39のしきい値電圧よ
り高くなる。これにより、トランジスタQ39は導通し
、制御電圧V2は低レベル、すなわち、接地レベルとな
る。このとき、信号入力回路12内のPチャンネルのト
ランジスタQ37は導通し、Nチャンネルのトランジス
タQ38は非導通となるため、トランジスタQ35,Q
36とによるインバータ出力である制御信号Jcはメモ
リの選択信号CSを転送するメモリチップの選択信号ラ
インに反転したレベルを出力する。Now, when the memory device M having the circuit shown in FIG. 4 is in a normal state and the power supply voltage VI is at a high level, the potential of the node P34 level-shifted by the transistors Q40 to Q42 is shifted to that of the transistor Q39. becomes higher than the threshold voltage. As a result, the transistor Q39 becomes conductive, and the control voltage V2 becomes a low level, that is, a ground level. At this time, the P-channel transistor Q37 in the signal input circuit 12 becomes conductive, and the N-channel transistor Q38 becomes non-conductive, so the transistors Q35 and Q
The control signal Jc, which is the inverter output from 36, outputs an inverted level to the selection signal line of the memory chip that transfers the memory selection signal CS.
もし、メモリ装置Mが選択され、選択信号CSが低レベ
ルにあるとすれば、制御信号Jcは高レベルとなり、信
号入力回路11内のPチャンネルのトランジスタQ33
は非導通で、NチャンネルのトランジスタQ34は導通
し、トランジスタQ31,Q32とによるインバータ出
力である出力点32には入力信号Aの反転したレベルの
出力が現われる。If the memory device M is selected and the selection signal CS is at a low level, the control signal Jc is at a high level, and the P-channel transistor Q33 in the signal input circuit 11
is non-conductive, N-channel transistor Q34 is conductive, and an output having an inverted level of input signal A appears at output point 32, which is an inverter output formed by transistors Q31 and Q32.
もし、メモリ装置Mが非選択の状態にあり、選択信号C
Sが高レベルにあるとすれば、制御信号?cは低レベル
となり、信号入力回路11内のPチャンネルのトランジ
スタQ33は導通し、NチャンネルのトランジスタQ3
4は非導通となり、出力点P2は入力信号Aに無関係に
高レベルとなる。If memory device M is in a non-selected state and selection signal C
If S is at a high level, is it a control signal? c becomes a low level, the P-channel transistor Q33 in the signal input circuit 11 becomes conductive, and the N-channel transistor Q3 becomes conductive.
4 becomes non-conductive, and the output point P2 becomes high level regardless of the input signal A.
このとき、トランジスタQ34が非導通であるため、信
号入力回路11での電力消費は0となる。At this time, since the transistor Q34 is non-conductive, the power consumption in the signal input circuit 11 is zero.
一方、第4図の回路をもつメモリ装置Mが記憶情報保持
モードとなり、電源電圧VIが低電源電圧レベルとなる
とき、トランジスタQ40〜Q42によりレベルシフト
された結合点P34の電位はトランジスタQ39のしき
し、値電圧より低くなる。On the other hand, when the memory device M having the circuit shown in FIG. 4 enters the storage information retention mode and the power supply voltage VI becomes a low power supply voltage level, the potential at the node P34, which is level-shifted by the transistors Q40 to Q42, reaches the threshold of the transistor Q39. However, the value will be lower than the voltage.
これにより、トランジスタQ39は非導通となり、制御
電圧V2は高レベル、すなわち、電源電圧VIと同レベ
ルとなる。したがって、信号入力回路12内のPチャン
ネルのトランジスタQ37は非導通で、Nチャンネルの
トランジスタQ38は導適状態となる。As a result, transistor Q39 becomes non-conductive, and control voltage V2 becomes high level, that is, the same level as power supply voltage VI. Therefore, the P-channel transistor Q37 in the signal input circuit 12 is non-conductive, and the N-channel transistor Q38 is conductive.
このため、制御信号◇cはメモリの選択信号CSに無関
係に低レベルとなる。これにより、信号入力回路11内
のPチャンネルのトランジスタQ33は導通し、Nチャ
ンネルのトランジスタQ34は非導適状態となり、出力
点P32は入力信号Aに無関係に高レベルとなる。Therefore, the control signal ◇c becomes low level regardless of the memory selection signal CS. As a result, the P-channel transistor Q33 in the signal input circuit 11 becomes conductive, the N-channel transistor Q34 becomes non-conductive, and the output point P32 becomes high level regardless of the input signal A.
このとき、トランジスタQ34およびトランジスタQ3
7はともに非導通であるため、信号入力回路11および
12にはともに電源電流1が流れず、電力消費は最小と
なる。At this time, transistor Q34 and transistor Q3
Since both circuits 7 are non-conductive, power supply current 1 does not flow through both signal input circuits 11 and 12, and power consumption is minimized.
以上説明したように、第4図に示したような回路を有す
るメモリ装置においては、メモリの電源電圧VIのレベ
ルに応じて、信号入力回路を制御し得る電源電位検出回
路13を有しているため低電源電圧による記憶情報のバ
ックアップ時には、メモリの選択信号CSあるいは入力
信号Aの入力レベルに影響されることなく、電力消費を
最小とすることができる。As explained above, the memory device having the circuit shown in FIG. 4 includes the power supply potential detection circuit 13 that can control the signal input circuit according to the level of the memory power supply voltage VI. Therefore, when backing up stored information using a low power supply voltage, power consumption can be minimized without being affected by the input level of the memory selection signal CS or the input signal A.
また、通常の使用状態でも、メモIJの非選択時におい
て、入力信号レベルの変化に影響されることなく、入力
回路での低電力化を達成することが可能をなる。Further, even in normal use, it is possible to achieve low power consumption in the input circuit without being affected by changes in the input signal level when the memory IJ is not selected.
このことは、メモリ装置を扱うシステム時計を大幅に簡
略化するとともに、本釆、CMOSメモリのもつ低消費
電力化と云う利点を外部制御ないこ実現させるものであ
る。一般に、電源電圧の記憶情報モードへの切換および
通常動作モードへの復帰は瞬時にて行われるが、システ
ム上の電源ラインの浮遊容量により、その変化はなだら
かなカーブを描く。This greatly simplifies the system clock that handles the memory device, and also realizes the advantage of low power consumption of CMOS memory through external control. Generally, switching of the power supply voltage to the storage information mode and returning to the normal operation mode occurs instantaneously, but the change follows a gentle curve due to the stray capacitance of the power supply line on the system.
第4図に示した実施例における制御電圧V2の電源電圧
VIに対する追従性は非常によく、通常動作モードへの
復帰時においても数1皿s見込んでおけば十分である。In the embodiment shown in FIG. 4, the followability of the control voltage V2 to the power supply voltage VI is very good, and even when returning to the normal operation mode, it is sufficient to allow for several seconds.
なお、この発明は、メモリ装置ばかりでなく、バックア
ップ手段をもつCMOSマイクロコンピュータなどメモ
リを内蔵するすべての論理BIにも適用することが可能
である。以上のように、この発明の半導体メモリ装置に
よれば、電源電圧の変化に依存して2値、すなわち、付
加された電源電圧レベルまたは接地レベルを示すことが
できる制御電圧とメモリ装置への選択信号との論理によ
り制御信号を作り、この制御信号と入力信号との論理に
より信号入力回路を構成するようにしているので、その
論理回路方式の選択は次段の回路方式に合わせて自由に
設定することができるとともに、CMOSメモリの特徴
である低電源電圧によるバックアップ時における低消費
電力化とメモリの非選択時における低消費電力化とを入
力信号に対する外部制御の煩わしこなしに達成すること
ができる。Note that the present invention can be applied not only to memory devices but also to all logical BIs that include a built-in memory, such as a CMOS microcomputer with backup means. As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, the control voltage that can indicate a binary value, that is, the added power supply voltage level or the ground level, depending on the change in the power supply voltage, and the selection for the memory device. A control signal is created by logic with the signal, and a signal input circuit is configured by the logic of this control signal and input signal, so the logic circuit method can be freely selected according to the next stage circuit method. In addition, it is possible to achieve low power consumption during backup due to the low power supply voltage, which is a feature of CMOS memory, and low power consumption when memory is not selected, without the hassle of external control over input signals. .
第1図は従来のm行Xn列のマトリックス構成によるメ
モリシステムの回路図、第2図は従釆のCMOS入力回
路を示す回路図、第3図aおよび第3図bはそねぞれ従
来の改良されたCMOS入力回路を示す回路図、第4図
はこの発明の半導体メモリ装置の一実施例の構成を示す
回路図である。
11,12・・・・・・信号入力回路、13・・・・・
・電源電位検出回路、Q31〜Q42・・・・・・トラ
ンジスタ、R1,R2・・・・・・負荷抵抗、M・・・
・・・メモリ装置。
繁】図嫌2図
鞠3 図‘01
第3 図化】
第4図Fig. 1 is a circuit diagram of a conventional memory system with m rows and Xn columns matrix configuration, Fig. 2 is a circuit diagram showing a subordinate CMOS input circuit, and Figs. FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of an embodiment of the semiconductor memory device of the present invention. 11, 12... Signal input circuit, 13...
・Power supply potential detection circuit, Q31 to Q42...Transistor, R1, R2...Load resistance, M...
...Memory device. [Traditional] Figure 2 Figure 3 Figure '01 3rd illustration] Figure 4
Claims (1)
せる電源電位検出回路と、メモリチツプの選択信号ライ
ンに結合されかつ前記電源電位検出回路の前記出力電位
レベルが第1の電位レベルのときは前記選択信号ライン
の選択信号電位レベルの反転信号を出力し前記電源電位
検出回路の前記出力電位レベルが第2の電位レベルのと
きは前記選択信号電位レベルに関係なく接地電位レベル
または前記電源電位レベルを出力する第1の信号入力回
路と、信号入力ラインに結合されかつ前記第1の信号入
力回路が前記選択信号電位レベルの反転信号を出力して
いる間は前記信号入力ラインの電位レベルの反転信号を
出力し前記第1の信号入力回路が前記接地電位レベルま
たは前記電源電位レベルを出力している場合は前記信号
入力ラインの電位レベルに関係なく前記電源電位または
前記接地電位レベルを出力する第2の信号入力回路とを
含む半導体メモリ装置。1. A power supply potential detection circuit that detects a change in power supply potential and inverts the output potential level; An inverted signal of the selection signal potential level of the selection signal line is output, and when the output potential level of the power supply potential detection circuit is at the second potential level, the ground potential level or the power supply potential level is set regardless of the selection signal potential level. A first signal input circuit that outputs an inverted signal of the potential level of the signal input line while the first signal input circuit is coupled to the signal input line and outputs an inverted signal of the selected signal potential level. and if the first signal input circuit is outputting the ground potential level or the power supply potential level, the second signal input circuit outputs the power supply potential level or the ground potential level regardless of the potential level of the signal input line. A semiconductor memory device comprising a signal input circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55046250A JPS6019595B2 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55046250A JPS6019595B2 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | semiconductor memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56143591A JPS56143591A (en) | 1981-11-09 |
| JPS6019595B2 true JPS6019595B2 (en) | 1985-05-16 |
Family
ID=12741908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55046250A Expired JPS6019595B2 (en) | 1980-04-10 | 1980-04-10 | semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6019595B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57147190A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-10 | Nec Corp | Memory circuit |
| JPS598366A (en) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | Toshiba Corp | Semiconductor memory |
| JPH0766301B2 (en) * | 1986-06-09 | 1995-07-19 | 日本電気株式会社 | Semiconductor integrated circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524093A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-12 | Fuji Electric Co Ltd | Voltage non-linearity resistance porcelain |
| JPS5314241A (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor ignition means |
-
1980
- 1980-04-10 JP JP55046250A patent/JPS6019595B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56143591A (en) | 1981-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100382687B1 (en) | Power-on reset circuit for an integrated circuit memory | |
| EP0639000B1 (en) | Flip-flop type amplifier circuit | |
| US4906868A (en) | Logic circuit using bipolar complementary metal oxide semiconductor gate and semiconductor memory device having the logic circuit | |
| KR930000963B1 (en) | Nonvolatile Memory Circuitry | |
| JPH06132747A (en) | Semiconductor device | |
| US4381460A (en) | Bootstrap driver circuit | |
| US4788457A (en) | CMOS row decoder circuit for use in row and column addressing | |
| US5644548A (en) | Dynamic random access memory having bipolar and C-MOS transistor | |
| US4267465A (en) | Circuit for recharging the output nodes of field effect transistor circuits | |
| US4910710A (en) | Input circuit incorporated in a semiconductor device | |
| JPS6019595B2 (en) | semiconductor memory device | |
| JP2901973B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| JPS63122092A (en) | Semiconductor device | |
| KR970003711B1 (en) | Semiconductor memory | |
| JP3313383B2 (en) | Read-only storage device | |
| US4531202A (en) | Semiconductor nonvolatile read only memory device | |
| US4857767A (en) | High-density low-power circuit for sustaining a precharge level | |
| US5198998A (en) | Erasable programmable read only memory | |
| JPS61284896A (en) | Non-volatile programmable static memory cell | |
| JPS63239673A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
| JP3505149B2 (en) | Decoder element for generating output signals having three different potentials | |
| JPS6061996A (en) | Address decoder circuit of nonvolatile memory | |
| JPH0318277B2 (en) | ||
| KR920008054B1 (en) | Transmission circuit for signal line | |
| JP2986939B2 (en) | Dynamic RAM |