JPH06103597B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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- JPH06103597B2 JPH06103597B2 JP60137735A JP13773585A JPH06103597B2 JP H06103597 B2 JPH06103597 B2 JP H06103597B2 JP 60137735 A JP60137735 A JP 60137735A JP 13773585 A JP13773585 A JP 13773585A JP H06103597 B2 JPH06103597 B2 JP H06103597B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、分圧回路を内蔵する半導体集積回路装置に
関するもので、例えば、ハーフプリチャージ方式のダイ
ナミック型RAM(ランダム・アクセス・メモリ)に利用
して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a voltage dividing circuit incorporated therein, and is used, for example, in a half precharge type dynamic RAM (random access memory). It relates to effective technology.
例えば、MOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)
に構成された分圧回路として、第4図に示すようにPチ
ャンネルMOSFETQ60のNチャンネルMOSFETQ61を抵抗手段
とを直列接続した回路が考えられる。この場合、両MOSF
ETQ60,Q61間に流れる貫通電流(直流電流)に対して出
力電流が常に小さくされてしまう。このため、出力電流
を比較的大きく設定しようとすると、上記貫通電流が極
めて大きくなって消費電力が増大してしまう。For example, MOSFET (insulated gate type field effect transistor)
As the voltage dividing circuit configured in FIG. 4, a circuit in which an N-channel MOSFET Q61 of a P-channel MOSFET Q60 is connected in series with a resistance means as shown in FIG. In this case both MOSF
The output current is always smaller than the through current (DC current) flowing between ETQ60 and Q61. For this reason, if an attempt is made to set the output current to a relatively large value, the shoot-through current will become extremely large and power consumption will increase.
ところで、ダイナミック型RAMにおける1ビットのメモ
リセルは、情報記憶キャパシタCsとアドレス選択用MOSF
ETQmとからなり、論理“1",“0"の情報はキャパシタCs
に電荷が有るか無いかの形で記憶される。情報の読み出
しは、MOSFETQmをオン状態にしてキャパシタCsを共通の
データ線Dにつなぎ、データ線Dの電位がキャパシタCs
に蓄積された電荷量に応じてどのような変化が起きるか
をセンスすることによって行われる。上記キャパシタCs
は、ゲート電極とチャンネル間を利用したMOS容量が利
用される。このため、上記ゲート電極には電源電圧が定
常的に供給されること又はイオン打ち込み法によってゲ
ート電極下の半導体表面にチャンネルが形成される。ま
た、上記メモリセルの読み出し基準電圧を形成する方式
として、データ線のハーフプリチャージ方式(又はダミ
ーセルレス方式)が公知である〔例えば、アイエスエス
シーシー84、ダイジェスト オブ テクニカル ペーバ
ージ(ISSCC84、DIGIST OF TECHNICAL PAPERS)誌第276
頁〜第277頁、日経マグロウヒル社1985年2月11日付
『日経エレクトロニクス』第243頁〜第263頁参照〕。こ
の場合、上記MOS容量のゲート電極に与えられる電圧と
して、電源電圧又は回路の接地電位とすると、電源電圧
の変動(バンプ)に対して、その読み出しレベルマージ
ンが悪化する。例えば、上記MOS容量のゲート電極に接
地電位が与えられる構成において、約4Vの電源電圧Vcc
のもとで書き込みが行われたメモリセルの記憶情報を、
約6Vのように高くされた電源電圧Vccのもとで読み出し
動作が行われる場合、上記電源電圧の変動に従ってハー
フプリチャージ電圧が約3Vのように高くされるので、メ
モリセルの書き込みハイレベル(4V)に対するレベルマ
ージンが悪化する。逆に、上記MOS容量のゲート電極に
回路の電源電圧が与えられる構成においては、ロウレベ
ル(回路の接地電位側)が約2Vのように上昇させられる
ので逆にロウレベル側のレベルマージンが悪化してしま
う。By the way, a 1-bit memory cell in a dynamic RAM is composed of an information storage capacitor Cs and an address selection MOSF.
It consists of ETQm and the information of logic "1" and "0" is the capacitor
It is stored in the form of whether or not there is an electric charge. To read information, the MOSFET Qm is turned on, the capacitor Cs is connected to the common data line D, and the potential of the data line D is changed to the capacitor Cs.
This is done by sensing what kind of change occurs depending on the amount of charge stored in the memory. Above capacitor Cs
Uses the MOS capacitance between the gate electrode and the channel. Therefore, a power supply voltage is constantly supplied to the gate electrode or a channel is formed on the semiconductor surface under the gate electrode by the ion implantation method. As a method of forming the read reference voltage of the memory cell, a data line half precharge method (or a dummy cellless method) is known [for example, ISSC 84, digest of technical page (ISSCC84, DIGIST OF TECHNICAL PAPERS) No. 276
Pp.-277, Nikkei McGraw-Hill Co., February 11, 1985, "Nikkei Electronics" pp.243-263]. In this case, when the power supply voltage or the ground potential of the circuit is used as the voltage applied to the gate electrode of the MOS capacitor, the read level margin deteriorates with respect to the fluctuation (bump) of the power supply voltage. For example, in a configuration in which the ground potential is applied to the gate electrode of the MOS capacitor, the power supply voltage Vcc of about 4V
The stored information of the memory cell written under
When a read operation is performed under a power supply voltage Vcc raised to about 6V, the half precharge voltage is raised to about 3V according to the fluctuation of the power supply voltage. The level margin for On the other hand, in the configuration in which the circuit power supply voltage is applied to the gate electrode of the MOS capacitor, the low level (ground potential side of the circuit) is raised to about 2V, so that the level margin on the low level side deteriorates. I will end up.
そこで、本願発明者は、上記ハーフプリチャージ方式の
ダイナミック型RAMにおいて、上記MOS容量のゲート電圧
を約Vcc/2に設定することを考えた。しかしながら、上
記第4図に示したような分圧回路を用いたのではその消
費電力が増大してしまう。Therefore, the inventor of the present application considered setting the gate voltage of the MOS capacitor to about Vcc / 2 in the half precharge type dynamic RAM. However, if the voltage dividing circuit as shown in FIG. 4 is used, the power consumption will increase.
この発明の1つの目的は、低消費電力化を実現した電圧
発生回路を備えた半導体集積回路装置を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a voltage generation circuit that realizes low power consumption.
この発明の他の目的は、低消費電力で動作マージンの向
上を図ったダイナミック型RAMを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a dynamic RAM with low power consumption and improved operation margin.
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。The above and other objects and novel features of the present invention are as follows.
It will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的な実施例の概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、
分圧電圧をダイオード形態にされた第1及び第2導電型
のMOSFETを介してレベルシフトして、上記MOSFETのしき
い値電圧より絶対値的にそのしきい値電圧が大きく設定
され、対応するダイオード形態のMOSFETと同じ導電型と
されたソースフォロワ形態の出力MOSFETのゲートに供給
して、これらの出力MOSFETの共通化されたソースから分
圧電圧に応じた電圧を得るものである。The following is a brief description of the outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application. That is,
The divided voltage is level-shifted through the diode-shaped first and second conductivity type MOSFETs so that the threshold voltage is set to be larger in absolute value than the threshold voltage of the MOSFET. The voltage is supplied to the gate of a source follower type output MOSFET having the same conductivity type as that of the diode type MOSFET, and a voltage corresponding to the divided voltage is obtained from a common source of these output MOSFETs.
〔実施例1〕 第1図には、この発明をダイナミック型RAMに適用した
場合の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路
素子は、公知のCMOS(相補型MOS)集積回路の製造技術
によって、1個の単結晶シリコンのような半導体基板状
において形成される。同図において、ソース・ドレイン
間に直線が付加されたMOSFETはPチャンネル型である。[Embodiment 1] FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a dynamic RAM. Each circuit element in the figure is formed on a semiconductor substrate such as one single crystal silicon by a known CMOS (complementary MOS) integrated circuit manufacturing technique. In the figure, the MOSFET in which a straight line is added between the source and drain is a P-channel type.
特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOSFET
は、かかる半導体基板表面に形成されたソース領域、ド
レイン領域及びソース領域とドレイン領域との間の半導
体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形成され
たポリシリコンからなるようなゲート電極から構成され
る。PチャンネルMOSFETは、上記半導体基板表面に形成
されたN型ウェル領域に形成される。これによって、半
導体基板は、その上に形成された複数のNチャンネルMO
SFETの共通の基板ゲートを構成する。N型ウェル領域
は、その上に形成されたPチャンネルMOSFETの基体ゲー
トを構成する。PチャンネルMOSFETの基板ゲートすなわ
ちN型ウェル領域は、第1図の電源端子Vccに結合され
る。基板バイアス電圧発生回路VBGは、半導体基板に供
給すべき負のバックバイアス電圧−Vbbを発生する。こ
れによって、NチャンネルMOSFETの基板ゲートにバック
バイアス電圧が加えられることにより、そのソース,ド
レインと基板間の寄生容量値が減少させられるため、回
路の高速動作化が図られる。Although not particularly limited, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single crystal P-type silicon. N-channel MOSFET
Is a gate electrode made of polysilicon formed through a thin gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region and between the source region and the drain region. Composed of. The P-channel MOSFET is formed in the N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate. As a result, the semiconductor substrate has a plurality of N channel MOs formed thereon.
Configure a common substrate gate for SFETs. The N-type well region constitutes the body gate of the P-channel MOSFET formed thereon. The substrate gate of the P-channel MOSFET, that is, the N-type well region, is coupled to the power supply terminal Vcc in FIG. The substrate bias voltage generation circuit VBG generates a negative back bias voltage −Vbb to be supplied to the semiconductor substrate. As a result, a back bias voltage is applied to the substrate gate of the N-channel MOSFET to reduce the parasitic capacitance value between the source and drain of the N-channel MOSFET and the substrate, so that the circuit can operate at high speed.
集積回路のより具体的な構造は、大まかに説明すると次
のようになる。A more specific structure of the integrated circuit will be roughly described as follows.
すなわち、単結晶P型シリコンからなり、かつN型ウェ
ル領域が形成された半導体基板の表面部分のうち、活性
領域とされた表面部分以外、言い換えると半導体配線領
域、キャパシタ形成領域、及びNチャンネル及びPチャ
ンネルMOSFETのソース、ドレイン及びチャンネル形成領
域(ゲート形成領域)とされた表面部分以外には、公知
の選択酸化法によって形成された比較的厚い厚さのフィ
ールド絶縁膜が形成されている。キャパシタ形成領域
は、特に制限されないが、キャパシタ形成領域上には、
比較的薄い厚さの絶縁膜(酸化膜)を介して1層目ポリ
シリコン層が形成されている。1層目ポリシリコン層
は、フィールド絶縁膜上まで延長されている。1層目ポ
リシリコン層の表面には、それ自体の熱酸化によって形
成された薄い酸化膜が形成されている。キャパシタ形成
領域における半導体基板表面には、特に制限されない
が、イオン打ち込み法によるN型領域(チャンネル領
域)が形成される。これによって、1層目ポリシリコン
層、薄い絶縁膜及びチャンネル領域からなるキャパシタ
が形成される。フィールド酸化膜上の1層目ポリシリコ
ン層は、1種の配線とみなされる。That is, of the surface portion of the semiconductor substrate formed of single crystal P-type silicon and in which the N-type well region is formed, other than the surface portion that is the active region, in other words, the semiconductor wiring region, the capacitor formation region, and the N channel and A field insulating film having a relatively large thickness formed by a known selective oxidation method is formed on the source and drain of the P-channel MOSFET and a surface portion which is a channel forming region (gate forming region). The capacitor formation region is not particularly limited, but on the capacitor formation region,
The first polysilicon layer is formed via an insulating film (oxide film) having a relatively thin thickness. The first polysilicon layer extends to above the field insulating film. A thin oxide film formed by thermal oxidation of itself is formed on the surface of the first polysilicon layer. Although not particularly limited, an N-type region (channel region) formed by an ion implantation method is formed on the surface of the semiconductor substrate in the capacitor formation region. As a result, a capacitor composed of the first polysilicon layer, the thin insulating film and the channel region is formed. The first polysilicon layer on the field oxide film is regarded as one kind of wiring.
チャンネル形成上には、薄いゲート酸化膜を介してゲー
ト電極とするための2層目ポリシリコン層が形成されて
いる。この2層目ポリシリコン層は、フィールド絶縁膜
上及び1層目ポリシリコン層上に延長される。特に制限
されないが、後で説明するメモリアレイにおけるワード
線、2層目ポリシリコン層から構成される。On the channel formation, a second polysilicon layer for forming a gate electrode is formed via a thin gate oxide film. The second polysilicon layer extends over the field insulating film and the first polysilicon layer. Although not particularly limited, the word line in the memory array described later is composed of the second polysilicon layer.
フィールド絶縁層、1層目及び2層目ポリシリコン層に
よって覆われていない活性領域表面には、それらを不純
物導入マスクとして使用する公知の不純物導入技術によ
ってソース、ドレイン及び半導体配線領域が形成されて
る。Source, drain and semiconductor wiring regions are formed on the surface of the active region which is not covered by the field insulating layer, the first and second polysilicon layers, by a known impurity introduction technique using them as an impurity introduction mask. .
1層目及び2層目ポリシリコン層上を含む半導体基板表
面に比較的厚い厚さの層間絶縁膜が形成され、この層間
絶縁膜上には、アルミニュウムからなるような導体層が
形成されている。導体層は、その下の絶縁膜に設けられ
たコンタクト孔を介してポリシリコン層、半導体領域に
電気的に結合されている。後で説明するメモリアレイに
おけるデータ線は、特に制限されないが、この層間絶縁
膜上に延長された導体層から構成される。A relatively thick interlayer insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate including the first and second polysilicon layers, and a conductor layer made of aluminum is formed on the interlayer insulating film. . The conductor layer is electrically coupled to the polysilicon layer and the semiconductor region via a contact hole provided in the insulating film thereunder. The data line in the memory array described later is composed of a conductor layer extended on this interlayer insulating film, although not particularly limited thereto.
層間絶縁膜上及び導体層上を含む半導体基板表面は、窒
化シリコン膜とフオスフオシリケートガラス膜とからな
るようなファイナルパッシベーション膜によって覆われ
ている。The surface of the semiconductor substrate including the interlayer insulating film and the conductor layer is covered with a final passivation film composed of a silicon nitride film and a phosphine silicate glass film.
メモリアレイM−ARYは、特に制限されないが、2交点
(折り返しビット線)方式とされる。第1図には、その
一対の行が具体的に示されている。一対の平行に配置さ
れた相補データ線(ビット線又はディジット線)D,
に、アドレス選択用MOSFETQmと情報記憶用キャパシタCs
とで構成された複数のメモリセルのそれぞれの入出力ノ
ードが同図に示すように所定の規則性をもって配分され
て結合されている。The memory array M-ARY is of a two-intersection (folded bit line) system, although not particularly limited thereto. FIG. 1 specifically shows the pair of rows. A pair of parallel arranged complementary data lines (bit line or digit line) D,
Address select MOSFET Qm and information storage capacitor Cs
Input / output nodes of a plurality of memory cells configured by are distributed and coupled with a predetermined regularity as shown in FIG.
プリチャージ回路PCは、代表として示されたMOSFETQ5の
ように、相補データ線D,間に設けられたスイッチMOSF
ETにより構成される。このMOSFETQ5は、そのゲートにチ
ップ選択状態に発生されるプリチャージ信号φpcが供給
されることによって、チップ非選択状態のときにオン状
態にされる。これにより、前の動作サイクルにおいて、
後述するセンスアンプSAの増幅動作による相補データ線
D,のハイレベルとロウレベルを短絡して、相補データ
線D,を約Vcc/2のプリチャージ電圧とする。なお、RAM
がチップ非選択状態にされ、上記プリチャージMOSFETQ5
等がオン状態にされる前に、上記センスアンプSAは非動
作状態にされる。これにより、上記相補データ線D,は
ハイインピーダンス状態でハイレベルとロウレベルを保
持するものとなっている。また、RAMが動作状態にされ
ると、センスアンプSAが動作状態にされる前に上記プリ
チャージMOSFETQ5等はオフ状態にされる。これにより、
相補データ線D,は、ハイインピーダンス状態で上記ハ
ーププリチャージレベルを保持するものである。The precharge circuit PC includes a switch MOSF provided between the complementary data line D and the MOSFET Q5 shown as a representative.
Composed of ET. The MOSFET Q5 is turned on in the chip non-selected state by supplying a precharge signal φpc generated in the chip selected state to its gate. This ensures that in the previous operating cycle,
Complementary data line by amplification operation of sense amplifier SA described later
The high level and the low level of D, are short-circuited to set the complementary data line D, to a precharge voltage of about Vcc / 2. RAM
Is in the chip unselected state, and the above-mentioned precharge MOSFET Q5
The sense amplifier SA is set to a non-operational state before the above are turned on. As a result, the complementary data line D, holds a high level and a low level in a high impedance state. When the RAM is put into operation, the precharge MOSFET Q5 and the like are turned off before the sense amplifier SA is put into operation. This allows
The complementary data line D, holds the harp precharge level in the high impedance state.
このようなハーフプリチャージ方式にあっては、相補デ
ータ線D,のハイレベルとロウレベルを単に短絡して形
成するものであるので、低消費電力化が図られる。ま
た、センスアンプSAの増幅動作において、上記プリチャ
ージレベルを中心として相補データ線D,がハイレベル
とロウレベルのようにコモンモードで変化するので、容
量カップリングにより発生するノズルレベルを低減でき
るものとなる。In such a half precharge system, since the high level and the low level of the complementary data line D, are simply short-circuited and formed, the power consumption can be reduced. Further, in the amplifying operation of the sense amplifier SA, since the complementary data line D, which changes around the precharge level in the common mode such as the high level and the low level, can reduce the nozzle level generated by capacitive coupling. Become.
センスアンプSAは、その単位回路USAが例示的に示され
ており、PチャンネルMOSFETQ7,Q9と、NチャンネルMOS
FETQ6,Q8とからなるCMOSラッチ回路で構成され、その一
対の入出力ノードが上記相補データ線D,に結合されて
いる。また、上記ラッチ回路には、特に制限されない
が、並列形態のPチャンネルMOSFETQ12,Q13を通して電
源電圧Vccが供給され、並列形態のNチャンネルMOSFETQ
10,Q11を通して回路の接地電圧Vssが供給される。これ
らのパワースイッチMOSFETQ10,Q11及びMOSFETQ12,Q13
は、同じメモリマット内の他の同様な行に設けられたラ
ッチ回路(単位回路)に対して共通に用いられる。言い
換えるならば、同じメモリマット内のラッチ回路におけ
るPチャンネルMOSFETとNチャンネルMOSFETとはそれぞ
れそのソースPS及びSNが共通接続される。The unit circuit USA of the sense amplifier SA is shown as an example, and the P-channel MOSFETs Q7 and Q9 and the N-channel MOS are shown.
It is composed of a CMOS latch circuit composed of FETs Q6 and Q8, and its pair of input / output nodes is coupled to the complementary data line D. In addition, although not particularly limited, the latch circuit is supplied with the power supply voltage Vcc through the P-channel MOSFETs Q12 and Q13 arranged in parallel, and the N-channel MOSFET Q arranged in parallel.
The ground voltage Vss of the circuit is supplied through 10, Q11. These power switch MOSFETs Q10, Q11 and MOSFET Q12, Q13
Are commonly used for latch circuits (unit circuits) provided in other similar rows in the same memory mat. In other words, the sources PS and SN of the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET in the latch circuit in the same memory mat are commonly connected.
上記MOSFETQ10,Q12のゲートには、動作サイクルではセ
ンスアンプSAを活性化させる相補タイミングパルスφpa
1,pa1が印加され、MOSFETQ11,Q13のゲートには、上記
タイミングパルスφpa1,pa1より遅れた、相補タイミ
ングパルスφpa2,pa2が印加される。このようにする
ことによって、センスアンプSAの動作は2段階に分けら
れる。タイミングパルスφpa1,pa1が発生されたと
き、すなわち第1段階においては、比較的小さいコンダ
クタンスを持つMOSFETQ10及びQ12による電流制限作用に
よってメモリセルからの一対のデータ線間に与えられた
微小読み出し電圧は、不所望なレベル変動を受けること
なく増幅される。上記センスアンプSAでの増幅動作によ
って相補データ線電位の差が大きくされた後、タイミン
グパルスφpa2,pa2が発生されると、すなわち第2段
階に入ると、比較的大きなコンダクタンスを持つMOSFET
Q11,Q13がオン状態にされる。センスアンプSAの増幅動
作は、MOSFETQ11,Q13がオン状態にされることによって
速くされる。このように2段階に分けて、センスアンプ
SAの増幅動作を行わせることによって、相補データ線の
不所望なレベル変化を防止しつつデータの高速読み出し
を行うことができる。The gates of the MOSFETs Q10 and Q12 have complementary timing pulses φpa for activating the sense amplifier SA in the operation cycle.
1, pa1 is applied, and complementary timing pulses φpa2, pa2 delayed from the timing pulses φpa1, pa1 are applied to the gates of the MOSFETs Q11, Q13. By doing so, the operation of the sense amplifier SA is divided into two stages. When the timing pulses φpa1 and pa1 are generated, that is, in the first stage, the minute read voltage applied between the pair of data lines from the memory cell by the current limiting action of the MOSFETs Q10 and Q12 having a relatively small conductance is It is amplified without undergoing unwanted level fluctuations. When the timing pulse φpa2, pa2 is generated after the difference between the complementary data line potentials is increased by the amplifying operation of the sense amplifier SA, that is, when the second stage is entered, the MOSFET having a relatively large conductance.
Q11 and Q13 are turned on. The amplification operation of the sense amplifier SA is accelerated by turning on the MOSFETs Q11 and Q13. In this way, the sense amplifier is divided into two stages.
By performing the SA amplification operation, it is possible to perform high-speed reading of data while preventing undesired level changes of the complementary data lines.
ロウデコーダR−DCRは、特に限定されないが、2分割
されたロウデコーダR−DCR1とR−DCR2との組み合わせ
によって構成される。同図には、第2のロウデコーダR
−DCR2の1回路分(ワード線4本分)が代表として示さ
れている。図示の構成に従うと、アドレス信号2〜
mを受けるNチャンネルMOSFETQ32〜Q34と、Pチャンネ
ルMOSFETQ35〜Q37とで構成されたCMOS回路によるNAND
(ナンド)回路で上記4本分のワード線選択信号が形成
される。このNAND回路の出力は、CMOSインバータIV1で
反転され、カットMOSFETQ28〜Q31を通して、スイッチ回
路としての伝送ゲートMOSFETQ24〜Q27のゲートに伝えら
れる。Although not particularly limited, the row decoder R-DCR is composed of a combination of row decoders R-DCR1 and R-DCR2 divided into two. In the figure, the second row decoder R
One DCR2 circuit (4 word lines) is shown as a representative. According to the configuration shown, the address signals 2 to
NAND by a CMOS circuit composed of N-channel MOSFETs Q32 to Q34 receiving m and P-channel MOSFETs Q35 to Q37
The four word line selection signals are formed by the (nand) circuit. The output of the NAND circuit is inverted by the CMOS inverter IV1 and transmitted to the gates of the transmission gate MOSFETs Q24 to Q27 as the switch circuits through the cut MOSFETs Q28 to Q31.
第1のロウデコーダR−DCR1は、その具体的回路を図示
しないが、2ビットの相補アドレス信号a0,0及びa1,
1で形成されたデコード信号によって選択される上記
同様な伝送ゲートMOSFETとカットMOSFETとからなるスイ
ッチ回路を通してワード線選択タイミング信号φxから
4通りのワード線選択タイミング信号φx00ないしφx11
を形成する。これらのワード線選択タイミング信号φx0
0〜φx11は、上記伝送ゲートMOSFETQ24〜Q27を介して各
ワード線に伝えられる。Although the specific circuit of the first row decoder R-DCR1 is not shown, 2-bit complementary address signals a0,0 and a1,
The four word line selection timing signals φx00 to φx11 from the word line selection timing signal φx through the switch circuit composed of the transmission gate MOSFET and the cut MOSFET similar to the above selected by the decode signal formed by 1.
To form. These word line selection timing signals φx0
0 to φx11 is transmitted to each word line via the transmission gate MOSFETs Q24 to Q27.
特に制限されないが、タイミング信号φx00は、アドレ
ス信号0及び1がハイレベルにされているとき、タ
イミング信号φxに同期してハイレベルにされる。同様
に、タイミング信号φx01、φx10及びφx11は、それぞ
れアドレス信号a0及び1、及び0及びa1、及びa0及
びa1がハイレベルにされているときタイミング信号φx
に同期してハイレベルにされる。Although not particularly limited, the timing signal φx00 is set to the high level in synchronization with the timing signal φx when the address signals 0 and 1 are set to the high level. Similarly, the timing signals φx01, φx10 and φx11 are the timing signals φx when the address signals a0 and 1 and 0 and a1 and a0 and a1 are at high level, respectively.
It goes high in sync with.
これによって、アドレス信号a1及び1は、複数のワー
ド線のうちのデータ線Dに結合されたメモリセルに対応
されたワード線群(W0、W1、以下、第1ワード線群と称
する)と、データ線Dに結合されたメモリセルに対応さ
れたワード線群(W2、W3、以下、第2ワード線群と称す
る)とを識別するための一種のワード線群選択信号とみ
なされる。As a result, the address signals a1 and 1 are generated by a word line group (W0, W1, hereinafter referred to as a first word line group) corresponding to the memory cells coupled to the data line D of the plurality of word lines, It is regarded as a kind of word line group selection signal for identifying the word line group (W2, W3, hereinafter referred to as the second word line group) corresponding to the memory cells coupled to the data line D.
ロウデコーダR−DCR1とR−DCR2のようにロウデコーダ
を2分割することによって、ロウデコーダR−DCR2のピ
ッチ(間隔)とワード線のピッチとを合わせることがで
きる。その結果、無駄な空間が半導体基板上に生じな
い。各ワード線と接地電位との間には、MOSFETQ20〜Q23
が設けられ、そのゲートに上記NAND回路の出力が印加さ
れることによって、非選択時のワード線を接地電位に固
定させるものである。特に制限されないが、上記ワード
線には、その遠端側(デコーダ側と反対側の端)にリセ
ット用のMOSFETQ1〜Q4が設けられており、リセットパル
スφpwを受けてこれらのMOSFETQ1〜Q4がオン状態となる
ことによって、選択されたワード線がその両端から接地
レベルにリセットされる。By dividing the row decoder into two such as the row decoders R-DCR1 and R-DCR2, the pitch (interval) of the row decoder R-DCR2 and the pitch of the word lines can be matched. As a result, no wasted space is produced on the semiconductor substrate. MOSFETs Q20 to Q23 are connected between each word line and ground potential.
Is provided, and the output of the NAND circuit is applied to the gate thereof to fix the word line in the non-selected state to the ground potential. Although not particularly limited, reset MOSFETs Q1 to Q4 are provided on the far end side (end opposite to the decoder side) of the word line, and these MOSFETs Q1 to Q4 are turned on by receiving a reset pulse φpw. By entering the state, the selected word line is reset from its both ends to the ground level.
カラムスイッチC−SWは、代表として示されているMOSF
ETQ42,Q43のように、相補データ線D,と共通相補デー
タ線CD,▲▼を選択的に結合させる。これらのMOSFE
TQ42,Q43のゲートには、カラムデコーダC−DCRからの
選択信号が供給される。The column switch C-SW is a MOSF shown as a representative.
Like ETQ42 and Q43, the complementary data line D and the common complementary data line CD, ▲ ▼ are selectively coupled. These MOSFE
A selection signal from the column decoder C-DCR is supplied to the gates of TQ42 and Q43.
ロウアドレスバッファR−ADBは、外部端子から供給さ
れたロウアドレスストローブ信号▲▼に基づいて
後述するタイミング発生回路TGにより形成されたタイミ
ング信号(図示せず)により動作状態にされ、その動作
状態において上記ロウアドレスストローブ信号▲
▼に同期して外部端子から供給されたアドレス信号A0〜
Amを取り込み、それを保持するとともに内部相補アドレ
ス信号a0〜amを形成して上記ロウアドレスデコーダ
R−CDR1及びR−DCR2に伝える。ここで、上記外部端子
から供給されたアドレス信号A0と同相の内部アドレス信
号a0と逆相の内部アドレス信号0とを合わせて相補ア
ドレス信号a0のように表している(以下、同じ)。ロ
ウアドレスデコーダR−DCR1とR−DC2は、上述のよう
に上記相補アドレス信号a0〜amを解読した、ワード
線選択タイミング信号φxに同期してワード線の選択動
作を行う。The row address buffer R-ADB is activated by a timing signal (not shown) formed by a timing generation circuit TG described later based on the row address strobe signal ▲ ▼ supplied from the external terminal. Row address strobe signal ▲
Address signal A0 ~ supplied from the external terminal in synchronization with ▼
Captures Am, to form an internal complementary address signal a 0 to a m tell the row address decoders R-CDRl and R-DCR2 holds it. Here, the address signal A0 supplied from the external terminal, the internal address signal a0 having the same phase, and the internal address signal 0 having the opposite phase are combined and expressed as a complementary address signal a0 (hereinafter the same). Row address decoder R-DCR1 and R-DC2 has decodes the complementary address signal a 0 to a m as described above, performs the selection operation of the word line in synchronization with the word line select timing signal .phi.x.
一方、カラムアドレスバッファC−ADBは、外部端子か
ら供給されたカラムアドレスストローブ信号▲▼
に基づいて後述するタイミング発生回路TGにより形成さ
れたタイミング信号(図示せず)により動作状態にさ
れ、その動作状態において上記カラムアドレスストロー
ブ信号▲▼に同期して外部端子から供給されたア
ドレス信号A0〜Anを取り込み、それを保持するとともに
内部相補アドレス信号a0〜amを形成してカラムアド
レスデコーダC−DCRに伝える。On the other hand, the column address buffer C-ADB has a column address strobe signal ▲ ▼ supplied from an external terminal.
An address signal A0 supplied from an external terminal in synchronization with the column address strobe signal ▲ ▼ is activated by a timing signal (not shown) formed by a timing generation circuit TG described later based on captures .about.An, convey to the column address decoder C-DCR to form the internal complementary address signal a 0 to a m holds it.
カラムデコーダC−DCRは、データ線選択タイミング信
号φyによってカラム選択タイミングが制御され、カラ
ムアドレスバッファC−ADBから供給される内部アドレ
ス信号a0〜anと逆相のアドレス信号0〜nからなる
相補アドレス信号a0〜amを解読することによって上
記カラムスイッチC−SWに供給すべき選択信号を形成す
る。The column decoder C-DCR controls the column selection timing by the data line selection timing signal φy and has a complementary address composed of the internal address signals a0 to an supplied from the column address buffer C-ADB and the address signals 0 to n of opposite phase. forming a selection signal to be supplied to the column switch C-SW by decrypting the signal a 0 to a m.
なお、同図においては、ロウアドレスバッファR−ADB
とカラムアドレスバッファC−ADBを合わせてアドレス
バッファR,C−ADBのように表している。In the figure, the row address buffer R-ADB
And the column address buffer C-ADB are collectively represented as address buffers R and C-ADB.
上記共通相補データ線CD,▲▼間には、上記同様な
プリチャージ回路を構成するプリチャージMOSFETQ44が
設けられている。この共通相補データ線CD,▲▼に
は、上記単位のセンスアンプUSAと同様な回路構成のメ
インアンプMAの一対の入出力ノードが結合されている。
このメインアンプの出力信号は、データ出力バッファDO
Bを介して外部端子Doutへ送出される。読み出し動作な
らば、データ出力バッファDOBはそのタイミング信号r
wによって動作状態にされ、上記メインアンプMAの出力
信号を増幅して外部端子I/Oから送出する。なお、書込
み動作なら、上記タイミング信号φrwによってデータ出
力バッファDOBの出力はハイインピーダンス状態にされ
る。A precharge MOSFET Q44 which constitutes a precharge circuit similar to the above is provided between the common complementary data lines CD, ▴. A pair of input / output nodes of a main amplifier MA having a circuit configuration similar to that of the sense amplifier USA of the above unit is coupled to the common complementary data line CD ,.
The output signal of this main amplifier is the data output buffer DO.
It is sent to the external terminal Dout via B. If it is a read operation, the data output buffer DOB outputs its timing signal r
The operation signal is activated by w, and the output signal of the main amplifier MA is amplified and sent from the external terminal I / O. In the write operation, the output of the data output buffer DOB is set to the high impedance state by the timing signal φrw.
上記共通相補データ線CD,▲▼は、データ入力バッ
ファDIBの出力端子が結合される。書込み動作ならば、
データ入力バッファDIBは、そのタイミング信号φrwに
よって動作状態にされ、外部端子Dinから供給された書
込み信号に従った相補書込み信号を上記共通相補データ
線CD,▲▼に伝えることにより、選択されたメモリ
セルへの書込みが行われる。なお、読み出し動作なら、
上記タイミング信号φrwによってデータ入力バッファDI
Bの出力はハイインピーダンス状態にされる。The common complementary data line CD, ▲ ▼ is connected to the output terminal of the data input buffer DIB. If it is a write operation,
The data input buffer DIB is activated by its timing signal φrw, and the complementary write signal according to the write signal supplied from the external terminal Din is transmitted to the common complementary data line CD, ▲ ▼ to select the selected memory. Writing to the cell is performed. If it is a read operation,
Data input buffer DI by the timing signal φrw
The output of B is put in a high impedance state.
上記のようにアドレス選択用MOSFETQmと情報記憶用キャ
パシタCsとからなるダイナミック型メモリセルへの書込
み動作において、情報記憶用キャパシタCsにフルライト
を行うため、言い換えるならば、アドレス選択用MOSFET
Qm等のしきい値電圧により情報記憶用キャパシタCsへの
書込みハイレベルのレベル損失が生じないようにするた
め、ワード線選択タイミング信号φxによって起動され
るワード線ブートストラップ回路(図示せず)が設けら
れる。このワード線ブートストラップ回路は、ワード線
選択タイミング信号φxとその遅延信号を用いて、ワー
ド線選択タイミング信号φxのハイレベルを電源電圧Vc
c以上の高レベルとする。In the write operation to the dynamic memory cell composed of the address selecting MOSFET Qm and the information storing capacitor Cs as described above, the information storing capacitor Cs is fully written. In other words, the address selecting MOSFET is
A word line bootstrap circuit (not shown) activated by the word line selection timing signal φx is provided in order to prevent a write high level level loss in the information storage capacitor Cs due to a threshold voltage such as Qm. It is provided. This word line bootstrap circuit uses the word line selection timing signal φx and its delay signal to change the high level of the word line selection timing signal φx to the power supply voltage Vc.
Higher level than c.
上述した各種タイミング信号は、次のタイミング発生回
路TGにより形成される。タイミング発生回路TGは、上記
代表として示された主要なタイミング信号等を形成す
る。すなわち、このタイミング発生回路TGは、外部端子
から供給されたアドレスストローブ信号▲▼及び
▲▼と、ライトイネーブル信号▲▼とを受け
て、上記一連の各種タイミングパルスを形成する。The various timing signals described above are formed by the following timing generation circuit TG. The timing generation circuit TG forms the main timing signals and the like shown as the above representative. That is, the timing generation circuit TG receives the address strobe signals ▲ ▼ and ▲ ▼ supplied from the external terminals and the write enable signal ▲ ▼, and forms the above-mentioned series of various timing pulses.
回路信号REFCで示されているのは、自動リフレッシュ回
路であり、リフレッシュアドレスカウンタ,タイマー等
を含んでいる。この自動リフレッシュ回路REFCは、特に
制限されないが、アドレストスローブ信号▲▼と
▲▼を受ける論理回路により、ロウアドレススト
ローブ信号▲▼がロウレベルにされる前にカラム
アドレスストローブ信号▲▼がロウレベルにされ
たとき、それをリフレッシュモードとして判定し、上記
ロウアドレスストローブ信号▲▼をクロックとす
るアドレスカウンタ回路により形成されたリフレッシュ
アドレス信号a0′〜am′を送出させる。このリフレッシ
ュアドレス信号a0′〜am′は、マルチプレクサ機能を持
つ上記ロウアドレスバッファR−ADBを介してロウアド
レスデコーダ回路R−DCR1及びR−DCR2に伝えられる。
このため、リフレッシュ制御回路REFCは、リフレッシュ
モードのとき、上記アドレスバッファR−ADBの切り換
えを行う制御信号を発生させる(図示せず)。これによ
って、リフレッシュアドレス信号a0′〜am′に対応され
た一本のワード線選択によるリフレッシュ動作が実行さ
れる(CASビフォワーRASリフレッシュ)。The circuit signal REFC is an automatic refresh circuit, which includes a refresh address counter and a timer. The automatic refresh circuit REFC is not particularly limited, but the column address strobe signal ▲ ▼ is set to the low level before the row address strobe signal ▲ ▼ is set to the low level by the logic circuit which receives the address tostrobe signals ▲ ▼ and ▲ ▼. At this time, it is determined to be the refresh mode, and the refresh address signals a0 'to am' generated by the address counter circuit using the row address strobe signal (1) as a clock are transmitted. The refresh address signals a0 'to am' are transmitted to the row address decoder circuits R-DCR1 and R-DCR2 via the row address buffer R-ADB having a multiplexer function.
For this reason, the refresh control circuit REFC generates a control signal (not shown) for switching the address buffer R-ADB in the refresh mode. As a result, the refresh operation is executed by selecting one word line corresponding to the refresh address signals a0 'to am' (CAS before RAS refresh).
この実施例では、電源変動に対応して変動する読み出し
基準電圧としてのハーフプリチャージ電圧とメモリセル
の保持電圧との相対的なレベルマージンを大きくするた
め、上記メモリセルを構成する情報記憶用キャパシタCs
ゲート(プレート)には、ハーフプリチャージ電圧とほ
ゞ同じVcc/2に設定かれたプレート電圧VGが供給され
る。このプレート電圧VGは、電圧発生回路VGGにより形
成される。In this embodiment, in order to increase the relative level margin between the half precharge voltage as the read reference voltage and the holding voltage of the memory cell, which fluctuates according to the fluctuation of the power supply, the information storage capacitor forming the memory cell is formed. Cs
The plate voltage VG set to Vcc / 2 which is almost the same as the half precharge voltage is supplied to the gate (plate). The plate voltage VG is formed by the voltage generation circuit VGG.
なお、ハーフプリチャージ方式では、フローティング状
態の相補データ線を端に短絡するものであるので、チッ
プ非選択期間が長くされると、相補データ線に結合され
るアドレス選択用MOSFETのドレインリーク電流等によっ
てレベル低下が生じてしまう。そこで、この実施例で
は、そのレベル補償のためにも上記電圧VGが利用され
る。すなわち、各単位回路USAにおける一方の共通ソー
ス線NSに、スイッチMOSFETQ50を介して上記電圧VGが供
給される。また、この共通ソース線NSと一方のデータ線
との間にスイッチMOSFETQ51が設けられる。これらの
スイッチMOSFETQ50,Q51は、そのゲートに上記プリチャ
ージ信号φpcが供給されることによって、プリチャージ
期間のみオン状態にされる。これにより、チップ非選択
期間(プリチャージ期間)において、上記電圧VGがスイ
ッチMOSFETQ50,Q51を介してデータ線に供給される。
このとき上記データ線は、プリチャージMOSFETQ5によ
り他方のデータ線Dに接続されているから、両データ線
D,のプリチャージ電圧のリーク電流によるレベル補償
を行うことができる。上記構成に代え、他方のデータ線
Dにも上記スイッチMOSFETQ51と同様なスイッチMOSFET
を設けることにより、相補データ線D,の双方に対して
レベル補償電圧VGをより均等に供給するものであっても
よい。なお、上記共通ソース線NSとPS間には、そのゲー
トに上記プリチャージ信号φpcが供給されたスイッチMO
SFETQ49が設けられ、相補データ線D,のプリチャージ
動作と同様に、プリチャージ期間においてセンスアンプ
SAの共通ソース線NSとPSをハーフプリチャージ電位にす
るものである。In the half precharge method, since the floating complementary data line is short-circuited at the end, if the chip non-selection period is lengthened, the drain leakage current of the address selecting MOSFET coupled to the complementary data line, etc. Will cause the level to drop. Therefore, in this embodiment, the voltage VG is used also for the level compensation. That is, the voltage VG is supplied to the one common source line NS in each unit circuit USA through the switch MOSFET Q50. A switch MOSFET Q51 is provided between the common source line NS and one data line. These switch MOSFETs Q50 and Q51 are turned on only during the precharge period by supplying the precharge signal φpc to their gates. As a result, during the chip non-selection period (precharge period), the voltage VG is supplied to the data line via the switch MOSFETs Q50 and Q51.
At this time, since the data line is connected to the other data line D by the precharge MOSFET Q5, both data lines are
It is possible to perform level compensation by the leakage current of the precharge voltage of D ,. Instead of the above configuration, the other data line D has a switch MOSFET similar to the switch MOSFET Q51.
By providing, the level compensation voltage VG may be supplied more evenly to both the complementary data lines D. A switch MO having the gate supplied with the precharge signal φpc is connected between the common source lines NS and PS.
The SFETQ49 is provided, and the sense amplifier is provided during the precharge period as in the precharge operation of the complementary data line D.
The common source lines NS and PS of SA are set to a half precharge potential.
第2図には、上記電圧発生回路VGGの一実施例の回路図
が示されている。FIG. 2 shows a circuit diagram of an embodiment of the voltage generating circuit VGG.
電源電圧Vccと分圧点(Vcc/2)との間には、Pチャンネ
ルMOSFET52にはそのドレインとゲートが共通接続された
ダイオード形態のNチャンネルMOSFET53が直列接続され
る。上記分圧点(Vcc/2)と回路の接地電位Vssとの間に
は、そのゲートとドレインが共通接続されたダイオード
形態のPチャンネルMOSFETQ54とNチャンネルMOSFETQ55
とが直列接続される。上記PチャンネルMOSFETQ52とN
チャンネルMOSFETQ55のゲートは、特に制限されない
が、上記分圧点Vcc/2に接続されることにより、抵抗手
段として動作させられる。これらのMOSFETQ52及びQ55
は、このコンダクタンスが小さく設定されることによ
り、そこに流れる直流電流の電流値が小さく設定され
る。Between the power supply voltage Vcc and the voltage dividing point (Vcc / 2), a P-channel MOSFET 52 is connected in series with a diode-type N-channel MOSFET 53 whose drain and gate are commonly connected. Between the voltage dividing point (Vcc / 2) and the ground potential Vss of the circuit, a diode-type P-channel MOSFET Q54 and N-channel MOSFET Q55, whose gates and drains are commonly connected
And are connected in series. P-channel MOSFET Q52 and N
Although not particularly limited, the gate of the channel MOSFET Q55 is operated as a resistance means by being connected to the voltage dividing point Vcc / 2. These MOSFETs Q52 and Q55
Is set to a small value, so that the current value of the direct current flowing therethrough is set to a small value.
上記ダイオード形態のNチャンネルMOSFETQ53の共通化
されたゲート,ドレインは、Nチャンネル出力MOSFETQ5
6のゲートには供給される。上記ダイオード形態のPチ
ャンネルMOSFETQ54の共通化されたゲート,ドレイン
は、Pチャンネル出力MOSFETQ57のゲートに供給され
る。これらの出力MOSFETQ56,57は、それぞれドレインが
電源電圧Vccと回路の接地電位に接続されるとともに、
そのソースが共通接続されて出力電圧VGを送出するもの
である。The common gate and drain of the diode type N-channel MOSFET Q53 is the same as the N-channel output MOSFET Q5.
It is supplied to the 6th gate. The common gate and drain of the diode-type P-channel MOSFET Q54 are supplied to the gate of the P-channel output MOSFET Q57. The drains of these output MOSFETs Q56 and 57 are connected to the power supply voltage Vcc and the ground potential of the circuit, and
The sources are connected together to deliver the output voltage VG.
上記両出力MOSFETQ56とQ57を通して直流(貫通)電流が
流れるのを防止するため、言い換えるならば、上記分圧
電圧Vcc/2により両MOSFETQ56,Q57が同時にオン状態にさ
れることがないようにするため、上記MOSFETQ53のしい
き値電圧Vthn1は、それに対応された出力MOSFETQ56のし
きい値電圧Vthn2より絶対値的に小さく設定され、上記M
OSFETQ54のしきい値電圧Vthp1は、それに対応された出
力MOSFETQ57のしきい値電圧Vthp2より絶対的に小さく設
定される。To prevent direct current (through) current from flowing through both output MOSFETs Q56 and Q57, in other words, to prevent both MOSFETs Q56 and Q57 from being turned on at the same time by the divided voltage Vcc / 2. , The threshold voltage Vthn1 of the MOSFET Q53 is set to be smaller in absolute value than the threshold voltage Vthn2 of the corresponding output MOSFET Q56,
The threshold voltage Vthp1 of the OSFET Q54 is set to be absolutely smaller than the threshold voltage Vthp2 of the corresponding output MOSFET Q57.
これにより、例えば出力電圧VGがVcc/2のとき出力MOSFE
TQ56のソース電圧はVcc/2にされる。これに対して、そ
のゲート電圧は、上記Vcc/2の分圧電圧をダイオード形
態のMOSFETQ53のしきい値電圧より高くレベルシフトさ
れた電圧Vcc/2+Vthn1にされる。このような状態では、
MOSFETQ56は、そのゲート,ソース間にそのしきい値電
圧Vthn2より小さな上記MOSFETQ53の上記しきい値電圧Vt
hn1分しか印加されないからオフ状態にされる。このこ
とは、Pチャンネル出力MOSFETQ57においても同様であ
る。これにより、両出力MOSFETQ56とQ57が共にオフ状態
にされるので、両MOSFETQ56,Q57を通して直流電流が流
れることはない。Therefore, for example, when the output voltage VG is Vcc / 2, the output MOSFE
The source voltage of TQ56 is set to Vcc / 2. On the other hand, the gate voltage thereof is set to a voltage Vcc / 2 + Vthn1 obtained by level-shifting the divided voltage of Vcc / 2 above the threshold voltage of the diode type MOSFET Q53. In this situation,
The MOSFET Q56 has a threshold voltage Vt of the MOSFET Q53 which is smaller than its threshold voltage Vthn2 between its gate and source.
It is turned off because only hn1 is applied. This also applies to the P-channel output MOSFET Q57. As a result, both output MOSFETs Q56 and Q57 are turned off, so that no direct current flows through both MOSFETs Q56 and Q57.
電源電圧Vccの上昇によって、上記電圧VGが出力MOSFETQ
56のゲート電圧(Vcc/2+Vthn1)に対して相対的に低下
させられ、その差電圧がVthn2より大きくされるとMOSFE
TQ56がオン状態にされ、出力電圧VGをVcc/2+Vthn1−Vt
hn2まで上昇させる。このときに出力MOSFETQ57は、その
ゲート電圧(Vcc/2−Vthp1)の上昇に伴って、そのゲー
ト、ソース間がより深く逆バイアスされる結果、オフ状
態を維持する。Due to the rise of power supply voltage Vcc, the above voltage VG is output MOSFET Q
When the gate voltage of 56 (Vcc / 2 + Vthn1) is lowered relatively and the difference voltage is made larger than Vthn2, the MOSFE
TQ56 is turned on and output voltage VG is changed to Vcc / 2 + Vthn1-Vt
Increase to hn2. At this time, the output MOSFET Q57 maintains an off state as a result of deeper reverse bias between the gate and the source thereof as the gate voltage (Vcc / 2−Vthp1) rises.
電源電圧Vccの低下によって、上記電圧VGが出力MOSFETQ
57のゲート電圧(Vcc/2−Vthp1)に対して相対的に高く
させられ、その差電圧がVthp2より大きくされるとMOSFE
TQ57がオン状態にされる。このMOSFETQ57のオン状態に
より、出力電圧VGをVcc/2−Vthp1+Vthp2まで低下させ
る。このように電源電圧Vccが低下した場合には、Nチ
ャンネルMOSFETQ56は、そのゲート電圧(Vcc/2+Vthp
1)の低下に伴って、そのゲート,ソース間がより深く
逆バイアスされる結果オフ状態を維持するものである。Due to the decrease of power supply voltage Vcc, the above voltage VG is output MOSFET Q
When the gate voltage of 57 (Vcc / 2-Vthp1) is made relatively high and the difference voltage is made larger than Vthp2, the MOSFE
TQ57 is turned on. By turning on this MOSFET Q57, the output voltage VG is lowered to Vcc / 2−Vthp1 + Vthp2. When the power supply voltage Vcc drops in this way, the N-channel MOSFET Q56 is turned on by its gate voltage (Vcc / 2 + Vthp
With the decrease in 1), the gate and source are deeply reverse biased, and as a result, the off state is maintained.
なお、電源電圧Vccが一定の場合、リーク電流により電
圧VGの変動が生じると、上記分圧電圧Vcc/2を基準にし
て、その変動が上記対応するMOSFETQ53とQ56とのしきい
値電圧Vthn1とVthn2及びMOSFETQ54とQ57とのしきい値電
圧Vthp1とVthp2のそれぞれの差分を越えたとき、それぞ
れの出力MOSFETQ56又はQ57がオン状態になって、そのレ
ベル補償を行うものである。If the voltage VG fluctuates due to leakage current when the power supply voltage Vcc is constant, the fluctuation is compared with the threshold voltage Vthn1 of the corresponding MOSFET Q53 and Q56 with reference to the divided voltage Vcc / 2. When the difference between the threshold voltage Vthn2 and the threshold voltage Vthp1 between the MOSFETs Q54 and Q57 is exceeded, the respective output MOSFET Q56 or Q57 is turned on, and the level compensation is performed.
上記両出力MOSFETQ56とQ57は、同時にオン状態にされる
ことがなく、その動作電流は全て出力電流とされる。し
たがって、出力MOSFETQ56とQ57のコンダクタンスを大き
く設定して大きな出力電流、言い換えるならば、出力イ
ンピーダンスを小さくすることができるものとなる。Both the output MOSFETs Q56 and Q57 are not turned on at the same time, and their operating currents are all output currents. Therefore, it is possible to set a large conductance of the output MOSFETs Q56 and Q57 and reduce a large output current, in other words, an output impedance.
〔実施例2〕 第3図には、この上記電圧発生回路VGGの他の一実施例
の回路図が示されている。[Embodiment 2] FIG. 3 shows a circuit diagram of another embodiment of the voltage generating circuit VGG.
この実施例では、上記第2図に示したMOSFETQ52、Q55に
代え、抵抗素子R1、R2が利用される。これらの抵抗素子
R1とR2は、特に制限されないが、高抵抗値を持つポリシ
リコン層により形成される。この実施例では、分圧電圧
を形成するものであるので、個々のポリシリコン層の絶
対値的な抵抗値のプロセスバラツキに影響されない、そ
のパターン比に従った精度の高い分圧電圧(例えばVcc/
2)を形成することができるものである。In this embodiment, resistance elements R1 and R2 are used instead of the MOSFETs Q52 and Q55 shown in FIG. These resistive elements
Although not particularly limited, R1 and R2 are formed of a polysilicon layer having a high resistance value. In this embodiment, since the divided voltage is formed, the divided voltage having a high accuracy according to the pattern ratio (for example, Vcc is not affected by the process variation of the absolute resistance value of each polysilicon layer). /
2) can be formed.
(1)ソースフォロワ形態のNチャンネル出力MOSFETと
Pチャンネル出力MOSFETを直列接続して共通ソース点か
ら出力電圧を得るとともに、両出力MOSFETのゲートに、
それぞれの出力MOSFETのしきい値電圧より絶対値的に大
きくされたしきい値電圧を持つ同じ導電型のダイオード
形態のMOSFETにより共通の分圧電圧をレベルシフトして
供給することにより、上記両MOSFET間で直流電流が流れ
るのを防止することができる。これによって、出力MOSF
ETに流れる電流を全て出力電流として用いることができ
るから、低消費電力で大きな出力電流を持つ電圧発生回
路を得ることができるという効果が得られる。(1) A source follower type N-channel output MOSFET and a P-channel output MOSFET are connected in series to obtain an output voltage from a common source point, and at the gates of both output MOSFETs,
Both of the above MOSFETs are level-shifted and supplied by a diode of the same conductivity type that has a threshold voltage that is larger in absolute value than the threshold voltage of each output MOSFET. It is possible to prevent a direct current from flowing between them. This allows the output MOSF
Since all the current flowing through the ET can be used as the output current, it is possible to obtain an effect that it is possible to obtain a voltage generating circuit with low power consumption and a large output current.
(2)上記低消費電力の電圧発生回路が構成できること
によって、その低消費電力を損なうことなくハーフプリ
チャージ方式のダイナミック型RAMのメモリセルのプレ
ート電圧(MOS容量のゲート電圧)をハーフプリチャー
ジ電圧と等しくさせることができる。これにより、電源
電圧Vccの変動に対応して変化するハーフプリチャージ
電圧(読み出し基準電圧)に追随させて情報記憶用キャ
パシタの基準電圧を変化させることができる。これによ
り、電源変動による情報記憶キャパシタに保持された電
圧がハーフプリチャージ電圧に追随して変化するもので
あるので、そのレベルマージンを大きくできるという効
果が得られる。(2) Since the voltage generating circuit with low power consumption can be configured, the plate voltage (gate voltage of MOS capacitor) of the memory cell of the dynamic RAM of the half precharge system can be used without compromising the low power consumption. Can be equal to As a result, the reference voltage of the information storage capacitor can be changed by following the half precharge voltage (reading reference voltage) that changes corresponding to the fluctuation of the power supply voltage Vcc. As a result, the voltage held in the information storage capacitor due to fluctuations in the power supply changes in accordance with the half precharge voltage, so that the level margin can be increased.
(3)上記(2)より、ハーフプリチャージ方式のダイ
ナミック型RAMを採用するに当たって大きな障害とされ
る電源バンプに対する動作マージンの悪化という技術的
課題をいっきに解決できるから、その特長である低消費
電力、低ノイズを生かした大記憶容量のダイナミック型
RAMを得ることができるという効果が得られる。(3) From the above (2), the technical problem of deterioration of the operation margin for the power supply bump, which is a major obstacle in adopting the half-precharge type dynamic RAM, can be solved at once, and thus its characteristic feature is low power consumption. , Dynamic type with a large storage capacity that takes advantage of low noise
The effect that RAM can be obtained is obtained.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、電圧発生回路
におけるダイオード形態のMOSFETとそれに対応した出力
MOSFETとのしきい値電圧を異ならせる方法は、MOSFETの
チャンネル長を異ならせるもの、ゲート絶縁膜の膜圧を
異ならせるもの等種々の実施形態を採ることができるも
のである。また、電圧発生回路により形成される出力電
圧は、その用途に応じて設定されるものである。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Nor. For example, a diode-type MOSFET in a voltage generator and its corresponding output
As a method of making the threshold voltage different from that of the MOSFET, various embodiments such as making the channel length of the MOSFET different and making the film pressure of the gate insulating film different can be adopted. Further, the output voltage formed by the voltage generating circuit is set according to its application.
上記ダイナミック型RAMを構成する他の周辺回路の具体
的回路構成は、種々の実施形態を採ることができるもの
である。例えば、アドレス信号は、それぞれ独立した外
部端子から供給するものであってもよい。自動リフレッ
シュ回路は、特に必要とされるものではない。Various embodiments can be adopted as a concrete circuit configuration of the other peripheral circuits constituting the dynamic RAM. For example, the address signals may be supplied from independent external terminals. The automatic refresh circuit is not particularly required.
この発明は、ハーフプリチャージ方式のダイナミック型
RAMの他、電源電圧を分圧した出力電圧を形成する電圧
発生回路を含む各種半導体集積回路装置に広く利用でき
るものである。This invention is a dynamic type of half precharge system.
In addition to RAM, it can be widely used for various semiconductor integrated circuit devices including a voltage generating circuit that forms an output voltage by dividing a power supply voltage.
第1図は、この発明が適用されたダイナミック型RAMの
一実施例を示す回路図、 第2図は、その電圧発生回路の一実施例を示す回路図、 第3図は、上記電圧発生回路の他の一実施例を示す回路
図、 第4図は、この発明に先立って考えられる分圧回路の一
例を示す回路図である。 M−ARY……メモリアレイ、PC……プリチャージ回路、S
A……センスアンプ、UAS……単位回路、C−SW……カラ
ムスイッチ、R−ADB……ロウアドレスバッファ、C−A
DB……カラムアドレスバッファ、R−DCR1,R−DCR2……
ロウアドレスデコーダ、C−DCR……カラムアドレスデ
コーダ、MA……メインアンプ、TG……タイミング発生回
路、REFC……自動リフレッシュ回路、DOB……データ出
力バッファ、DIB……データ入力バッファ、VBG……基板
バイアス発生回路、VGG……電圧発生回路FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a dynamic RAM to which the present invention is applied, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a voltage generation circuit thereof, and FIG. 3 is the voltage generation circuit. FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a voltage dividing circuit considered prior to the present invention. M-ARY ... Memory array, PC ... Precharge circuit, S
A ... Sense amplifier, UAS ... Unit circuit, C-SW ... Column switch, R-ADB ... Row address buffer, CA
DB ... Column address buffer, R-DCR1, R-DCR2 ...
Row address decoder, C-DCR ... Column address decoder, MA ... Main amplifier, TG ... Timing generation circuit, REFC ... Automatic refresh circuit, DOB ... Data output buffer, DIB ... Data input buffer, VBG ... Substrate bias generator, VGG ... Voltage generator
Claims (3)
第1導電型の第1のMOSFET及びダイオード形態にされた
第2導電型の第2のMOSFETと第2の抵抗手段とが上記の
順に直列形態に接続されてなる分圧回路と、 上記第1のMOSFETの共通接続されたゲート,ドレインに
そのゲートが接続れた第1導電型の第1の出力MOSFET
と、 上記第2のMOSFETの共通接続されたゲート,ドレインに
そのゲートが接続された第2導電型の第2の出力MOSFET
とからなり、 上記第1及び第2のMOSFETのしきい値電圧をそれぞれ対
応する第1及び第2の出力MOSFETのしきい値電圧より絶
対値的に小さく設定し、上記第1及び第2の出力MOSFET
の共通化されたソースから出力電圧を得るものとした電
圧発生回路を具備することを特徴とする半導体集積回路
装置。1. A first resistance means, a first conductivity type first MOSFET in the form of a diode, a second conductivity type second MOSFET in the form of a diode, and a second resistance means. A voltage divider circuit sequentially connected in series, and a first conductivity type first output MOSFET in which the gate is connected to a commonly connected gate and drain of the first MOSFET.
And a second output MOSFET of the second conductivity type in which the gate is connected to the commonly connected gate and drain of the second MOSFET.
And the threshold voltages of the first and second MOSFETs are set to be smaller in absolute value than the threshold voltages of the corresponding first and second output MOSFETs, respectively. Output MOSFET
A semiconductor integrated circuit device comprising a voltage generation circuit configured to obtain an output voltage from a common source of the above.
ャージ方式のダイナミック型RAMであり、上記電圧発生
回路は、電源電圧の約1/2の電圧を形成してMOS容量によ
り構成された情報記憶用キャパシタのプレート電極に供
給するものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体集積回路装置。2. The semiconductor integrated circuit device is a dynamic RAM of a half precharge system, and the voltage generating circuit forms a voltage of about 1/2 of a power supply voltage and is composed of a MOS capacitor. Claim 1 characterized by supplying to the plate electrode of the capacitor for use in
The semiconductor integrated circuit device according to the paragraph.
状態におけるデータ線のリーク電流に対するレベル補償
を行うものであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体集積回路装置。3. A voltage generating circuit for level compensating for a leak current of a data line in a half precharge state, according to claim 1.
The semiconductor integrated circuit device according to the paragraph.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137735A JPH06103597B2 (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60137735A JPH06103597B2 (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621185A JPS621185A (en) | 1987-01-07 |
| JPH06103597B2 true JPH06103597B2 (en) | 1994-12-14 |
Family
ID=15205603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60137735A Expired - Lifetime JPH06103597B2 (en) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103597B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693327B1 (en) * | 1992-07-06 | 1994-08-26 | Sgs Thomson Microelectronics | High voltage switching circuit. |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP60137735A patent/JPH06103597B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS621185A (en) | 1987-01-07 |
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