JP2000132266A - 内部クロック信号発生回路、位相比較器、および内部クロック信号発生回路の試験方法 - Google Patents

内部クロック信号発生回路、位相比較器、および内部クロック信号発生回路の試験方法

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JP2000132266A
JP2000132266A JP10302804A JP30280498A JP2000132266A JP 2000132266 A JP2000132266 A JP 2000132266A JP 10302804 A JP10302804 A JP 10302804A JP 30280498 A JP30280498 A JP 30280498A JP 2000132266 A JP2000132266 A JP 2000132266A
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signal
internal clock
circuit
delay
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Shigehiro Hisaie
重博 久家
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小面積で、高精度かつ広範囲の周波数に適用
可能な内部クロック信号発生回路、位相比較器および内
部クロック信号発生回路の試験方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る内部クロック信号発生回路
は、微小に遅延量を変化させる微小遅延段10と、大き
く遅延量を変化させる遅延段20とで構成する。微小遅
延段10は、制御回路50の出力する制御信号R
(0)、…に応答して、遅延量を微調整する。遅延段2
0は、比較的大きな遅延を実現する複数の固有遅延回路
を含む。制御回路50の制御に基づき、微小遅延段10
に接続すべき固有遅延回路が選択される。これにより、
非常に小さい面積で広範囲の周波数に適用可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、第1のクロック信
号に同期した第2のクロック信号を発生されるための回
路および当該回路の試験方法に関し、特に同期型半導体
記憶装置において外部クロック信号に同期した内部クロ
ック信号を発生させるための内部クロック信号発生回
路、位相比較器、および内部クロック信号発生回路の試
験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】同期型半導体記憶装置では、動作タイミ
ングを希望の外部クロック信号とあわせるために、所望
の内部クロック信号をチップ内部でつくらなければなら
ない。ところが、各種の周波数や電源、あるいはインタ
フェイスにあわせて所望の内部クロック信号をつくるの
は困難である。
【0003】そこで、位相戻しを目的としてDLL回路
(delay line loop)を使用することに
より、所望の内部クロック信号を得ている。
【0004】たとえば、同期型半導体記憶装置の一例と
して、DDR−SDRAM(double date
rate SDRAM)が挙げられる。図42は、DD
R−SDRAMにおける出力タイミングを説明するため
のタイミングチャートである。図42において、記号e
xtCLKは、外部クロック信号を、記号DQは、出力
データを、記号intCLKDは、内部クロック信号を
それぞれ示す。
【0005】図42を参照して、DDR−SDRAMで
は、外部クロック信号extCLKの立上がりエッジお
よび立下がりエッジにあわせてデータを出力する。外部
クロック信号extCLKと同位相でデータを出力する
ためには、データ出力遅延時間(T0)より手前に、ト
リガとなる内部クロック信号intCLKDを発生する
必要がある。
【0006】図43は、従来の内部クロック信号発生回
路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を示すブロック
図である。図43に示す従来の半導体記憶装置は、微小
遅延段910、位相比較器930、制御回路950、入
力バッファ2、出力バッファレプリカ4、入力バッファ
レプリカ6、および出力バッファ8を含む。
【0007】入力バッファ2は、外部クロック信号ex
tCLKを取込み、クロック信号ORGCLKを出力す
る。クロック信号ORGCLKは、位相比較器930お
よび微小遅延段910の入力信号となる。位相比較器9
30は、クロック信号ORGCLKと、入力バッファレ
プリカ6から出力されるフィードバック信号FBCLK
との位相を比較し、どちらの信号が早いかを判定する。
【0008】位相比較器930は、これらの位相がほぼ
一致(位相同期の確立)するように、遅延量を増やすこ
とを指示するダウン信号ZDOWN、または遅延量を減
らすことを指示するアップ信号ZUPを出力する。ま
た、内部クロック信号発生回路がロック(位相同期)し
た場合、位相比較器930は、Lレベルのロック信号Z
LOCKを出力する。
【0009】微小遅延段910は、複数の遅延素子を含
む。微小遅延段910は、複数の遅延素子を用いて、微
小に遅延量を変化させる。制御回路950は、複数の遅
延素子に対応して設けられる複数のシフトレジスタを含
む。複数のシフトレジスタは、位相比較器930の出力
に応答して、制御信号(図43においては、記号R
(0)〜R(M−1))を出力する。
【0010】微小遅延段910から出力される内部クロ
ック信号intCLKDは、出力バッファ8における出
力動作を制御する。内部クロック信号intCLKD
は、出力バッファレプリカ4および入力バッファレプリ
カ6を通過し、フィードバック信号FBCLKとして位
相比較器930に入力する。出力バッファレプリカ4
は、出力バッファ8での遅延(データ出力遅延時間T
0)を模擬的に実現する。入力バッファレプリカ6は、
入力バッファ2での遅延(Ti)を模擬的に実現する。
【0011】たとえば、出力データDQの位相を外部ク
ロック信号extCLKに対して1クロック分(Tc)
遅延させる場合、内部クロック信号intCLKDを外
部クロック信号extCLKに対して(Tc−T0)だ
け遅延するように、微小遅延段910の遅延量を微調整
する(この場合、出力バッファレプリカ4を通過した信
号は、外部クロック信号extCLKに対してTcだけ
遅延している。さらに、入力バッファレプリカ6を通過
した信号は、外部クロック信号extCLKに対して
(Tc+Ti)遅延している)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内部クロッ
ク信号発生回路におけるジッタを小さくするため、微小
遅延段910での遅延量の変化量をより細かくする必要
がある。たとえば、上述したDDR−SDRAMでは、
0. 1ns単位の時間分解能が必要とされる。ところ
が、従来の内部クロック信号発生回路の構成では、時間
分解能を小さくするとともに、広範囲な周波数に対応さ
せようとすると、必然的に遅延素子の数が増大し、この
結果レイアウト面積が増大するという問題があった。
【0013】たとえば、位相同期させるサイクル長Tc
を15nsとし、データ出力遅延時間T0を2nsとす
ると、(Tc−Ti−T0)=11nsの遅延を実現し
なくてはならない。この場合、0. 1ns単位の時間分
解能を要求すると、少なくとも110段(=11ns/
0.1ns)の遅延素子が必要になる。これにともない
制御回路950に含まれるシフトレジスタの数も増大す
る。
【0014】また、位相同期させる信号の周波数が低い
場合、遅延素子の増加にともない、位相同期が確立する
までに相当の時間を要するようになる。
【0015】さらに、半導体記憶装置の動作電源の低電
圧化にともない、低電圧であっても、所望の遅延が実現
できる内部クロック信号発生回路が要求される。
【0016】また、半導体記憶装置自体の製造コストを
考えると、内部クロック信号発生回路の良否判定を寛容
に、かつ早期に行なえることが必要となる。
【0017】そこで、本発明は、かかる問題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、レイアウト面
積を抑えつつ、早期に位相同期を確立でき、安定した動
作が保証される内部クロック信号発生回路を提供するこ
とである。
【0018】また、本発明の他の目的は、低電源電圧に
おいても、所望の遅延を実現できる内部クロック信号発
生回路を提供することである。
【0019】また、本発明の他の目的は、信号間の微小
な位相差を検出し、安定した動作が可能な位相比較器を
提供することである。
【0020】さらに、本発明の他の目的は、良否判定が
寛容かつ早期に行なえる内部クロック信号発生回路の試
験方法を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る内部クロ
ック発生回路は、外部から与えられる外部クロック信号
に位相同期した内部クロック信号を発生する内部クロッ
ク信号発生回路であって、外部クロック信号と内部クロ
ック信号との位相差を検出する位相差検出手段と、検出
した位相差に応じて第1の時間幅で遅延量が変更可能で
あり、外部クロック信号を遅延させて出力する第1の遅
延手段と、検出した位相差に応じて第1の時間幅より大
きい第2の時間幅で遅延量が変更可能であり第1の遅延
手段の出力を遅延させて内部クロック信号として出力す
る第2の遅延手段とを備える。
【0022】請求項2に係る内部クロック発生回路は、
請求項1に係る内部クロック発生回路であって、第2の
遅延手段は、第1の遅延手段の出力に対して直列に配置
される複数の固定遅延手段を含み、複数の固定遅延手段
のそれぞれは、第2の時間幅に相当する時間だけ入力し
た信号を遅延して出力し、検出した位相差に応じて、第
1の遅延手段の出力もしくは複数の固定遅延手段のそれ
ぞれの出力のうちのいずれか1つを選択して内部クロッ
ク信号として取出す選択手段をさらに含む。
【0023】請求項3に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、選択手段は、第1の遅延手段の出力、および複数の
固定遅延手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設け
られる複数のゲート手段と、検出した位相差に応答し
て、複数のゲート手段のいずれか1つを選択状態とする
ための選択信号を発生する選択信号発生手段とを含む。
【0024】請求項4に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項1に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相差検出手段は、外部クロック信号と内部クロッ
ク信号とが位相同期したことを検出して位相ロック信号
を出力し、第2の遅延手段は、第1の遅延手段の出力に
対して直列に配置される複数の固定遅延手段を含み、複
数の固定遅延手段のそれぞれは、第2の時間幅に相当す
る時間だけ入力した信号を遅延して出力し、検出した位
相差に応じて、第1の遅延手段の出力もしくは複数の固
定遅延手段のそれぞれの出力のうちのいずれか1つを選
択して内部クロック信号として出力し、位相ロック信号
に応じて、位相ロック信号を受けた時点でいずれか1つ
を選択した状態を保持する選択手段をさらに含む。
【0025】請求項5に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、選択手段は、第1の遅延手段の出力、および複数の
固定遅延手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設け
られる複数のゲート手段と、複数のゲート手段のいずれ
か1つを選択状態にするための選択信号を発生する選択
信号発生手段と、位相ロック信号に応じて、位相ロック
信号を受けた時点での選択信号の状態を保持させる手段
とを含む。
【0026】請求項6に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、動作開始時において、外部クロック信号の初期サイ
クル内に、外部クロック信号のサイクル長を判定する初
期判定手段をさらに備え、選択手段は、第1の遅延手段
の出力、および複数の固定遅延手段のそれぞれの出力に
それぞれ対応して設けられる複数のゲート手段と、検出
された位相差、または外部クロック信号のサイクル長に
応じて、複数のゲート手段のいずれか1つを選択状態に
するための選択信号を発生する選択信号発生手段とを含
む。
【0027】請求項7に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、動作開始時において、外部クロック信号の初期サイ
クル内に、外部クロック信号のサイクル長を判定する初
期判定手段をさらに備え、位相差検出手段は、外部クロ
ック信号と内部クロック信号とが位相同期したことを検
出して、位相ロック信号を出力し、選択手段は、第1の
遅延手段の出力、および複数の固定遅延手段のそれぞれ
の出力にそれぞれ対応して設けられる複数のゲート手段
と、検出された位相差、または外部クロック信号のサイ
クル長に応じて、複数のゲート手段のいずれか1つを選
択状態にするための選択信号を発生する選択信号発生手
段と、位相ロック信号に応じて、位相ロック信号を受け
た時点での選択信号の状態を保持させる手段とを含む。
【0028】請求項8に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相差検出手段は、位相差を検出する検出手段と、
位相同期させるサイクル長に応じて、検出手段における
検出の対象となる内部クロック信号をシフトさせる比較
制御手段とを含む。
【0029】請求項9に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相差検出手段は、位相差を検出し、外部クロック
信号と内部クロック信号とが位相同期したことを検出し
て位相ロック信号を出力する検出手段と、位相同期させ
るサイクル長に応じて、検出手段における検出の対象と
なる内部クロック信号をシフトさせる比較制御手段とを
含む。
【0030】請求項10に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、動作開始時において、外部クロック信号の初期サイ
クル内に、外部クロック信号のサイクル長を判定する初
期判定手段をさらに備え、位相差検出手段は、位相差を
検出する検出手段と、位相同期させるサイクル長に応じ
て、検出手段における検出の対象となる内部クロック信
号をシフトさせる比較制御手段とを含み、選択手段は、
第1の遅延手段の出力、および複数の固定遅延手段のそ
れぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複数のゲー
ト手段と、検出された位相差、または外部クロック信号
のサイクル長に応じて、複数のゲート手段のいずれか1
つを選択状態にするための選択信号を発生する選択信号
発生手段とを含む。
【0031】請求項11に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、動作開始時において、外部クロック信号の初期サイ
クル内に、外部クロック信号のサイクル長を判定する初
期判定手段をさらに備え、位相差検出手段は、位相差を
検出し、外部クロック信号と内部クロック信号とが位相
同期したことを検出して位相ロック信号を出力する検出
手段と、位相同期させるサイクル長に応じて、検出手段
における検出の対象となる内部クロック信号をシフトさ
せる比較制御手段とを含み、選択手段は、第1の遅延手
段の出力、および複数の固定遅延手段のそれぞれの出力
にそれぞれ対応して設けられる複数のゲート手段と、検
出された位相差、または外部クロック信号のサイクル長
に応じて、複数のゲート手段のいずれか1つを選択状態
にするための選択信号を発生する選択信号発生手段と、
位相ロック信号に応じて、位相ロック信号を受けた時点
での選択信号の状態を保持させる手段とを含む。
【0032】請求項12に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項1に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相差検出手段は、内部クロック信号と外部クロッ
ク信号とを入力に受け、内部クロック信号または外部ク
ロック信号のうちいずれが速く到達したかを判定して第
1の判定信号を発生するとともに、第1の判定信号を保
持する第1の判定手段と、内部クロック信号を微小時間
だけ遅延した信号と外部クロック信号とを入力に受け、
内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信号または外
部クロック信号のうちいずれが速く到達したかを判定し
て第2の判定信号を発生するとともに、第2の判定信号
を保持する第2の判定手段と、第1の判定信号および第
2の判定信号に基づき、位相差を検出する手段とを含
む。
【0033】請求項13に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項12に係る内部クロック信号発生回路であ
って、第1の判定手段は、動作開始時にリセットされ、
位相同期の開始後に第1の判定信号を出力する第1の判
定ノードと、動作開始時にリセットされる第2の判定ノ
ードと、外部クロック信号の到達により第1の判定ノー
ドをセットし、内部クロック信号の到達により第1の判
定ノードをリセットする第1の設定回路と、内部クロッ
ク信号の到達により第2の判定ノードをセットし、外部
クロック信号の到達により第2の判定ノードをリセット
する第2の設定回路とを含み、第2の判定手段は、動作
開始時にリセットされ、位相同期の開始後に第2の判定
信号を出力する第3の判定ノードと、動作開始時にリセ
ットされる第4の判定ノードと、外部クロック信号の到
達により第3の判定ノードをセットし、内部クロック信
号を微小時間だけ遅延した信号の到達により第3の判定
ノードをリセットする第3の設定回路と、内部クロック
信号を微小時間だけ遅延した信号の到達により第4の判
定ノードをセットし、外部クロック信号の到達により第
4の判定ノードをリセットする第4の設定回路とを含
む。
【0034】請求項14に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項1に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、第1の遅延手段は、遅延回路と、遅延回路に接続さ
れ、検出された位相差に応じて遅延回路に容量結合され
るMOSトランジスタとを含み、位相差検出手段は、位
相差を検出する検出手段と、検出された位相差に応答し
て、MOSトランジスタの容量結合を制御する制御信号
を発生する手段とを含み、MOSトランジスタは、遅延
回路と接続されるゲート電極と、制御信号を受けるソー
ス/ドレイン領域とで構成される。
【0035】請求項15に係る内部クロック信号発生回
路は、外部から与えられる外部クロック信号に位相同期
した内部クロック信号を発生する内部クロック信号発生
回路であって、外部クロック信号と内部クロック信号と
の位相差を検出する検出手段と、位相同期させるサイク
ル長に応じて、検出手段における検出の対象となる内部
クロック信号をシフトさせる比較制御手段とを含む位相
差比較手段と、検出した位相差に応じて遅延量が変更可
能であり、外部クロック信号を遅延させて内部クロック
信号を出力する遅延手段とを備える。
【0036】請求項16に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項15に係る内部クロック信号発生回路であ
って、比較制御手段は、検出の対象となる内部クロック
信号を少なくとも1クロック分ずらす。
【0037】請求項17に係る内部クロック信号発生回
路は、外部から与えられる外部クロック信号に位相同期
した内部クロック信号を発生する内部クロック信号発生
回路であって、外部クロック信号と内部クロック信号と
の位相差を検出する位相差検出手段と、外部クロック信
号を通過させることにより、内部クロック信号を出力す
る遅延回路と、遅延回路に接続され、検出された位相差
に応じて遅延回路に容量結合されるMOSトランジスタ
を含む可変容量手段とを備える。
【0038】請求項18に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項17に係る内部クロック信号発生回路であ
って、位相差検出手段は、位相差を検出する検出手段
と、検出された位相差に応じて、MOSトランジスタの
容量結合を制御する制御信号を発生する手段とを含み、
MOSトランジスタは、遅延回路に接続されるゲート電
極と、制御信号を受けるソース/ドレイン領域とで構成
される。
【0039】請求項19に係る位相比較器は、内部クロ
ック信号と外部クロック信号とを入力に受け、内部クロ
ック信号または外部クロック信号のうちいずれが速く到
達したかを判定して第1の判定信号を発生するととも
に、第1の判定信号を保持する第1の判定手段と、内部
クロック信号を微小時間だけ遅延した信号と外部クロッ
ク信号とを入力に受け、内部クロック信号を微小時間だ
け遅延した信号または外部クロック信号のうちいずれが
速く到達したかを判定して第2の判定信号を発生すると
ともに、第2の判定信号を保持する第2の判定手段と、
第1の判定信号および第2の判定信号に基づき、位相差
を検出する手段とを含む。
【0040】請求項20に係る位相比較器は、請求項1
9に係る位相比較器であって、第1の判定手段は、動作
開始時にリセットされ、位相同期の開始後に第1の判定
信号を出力する第1の判定ノードと、動作開始時にリセ
ットされる第2の判定ノードと、外部クロック信号の到
達により第1の判定ノードをセットし、内部クロック信
号の到達により第1の判定ノードをリセットする第1の
設定回路と、内部クロック信号の到達により第2の判定
ノードをセットし、外部クロック信号の到達により第2
の判定ノードをリセットする第2の設定回路とを含み、
第2の判定手段は、動作開始時にリセットされ、位相同
期の開始後に第2の判定信号を出力する第3の判定ノー
ドと、動作開始時にリセットされる第4の判定ノード
と、外部クロック信号の到達により第3の判定ノードを
セットし、内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信
号の到達により第3の判定ノードをリセットする第3の
設定回路と、内部クロック信号を微小時間だけ遅延した
信号の到達により第4の判定ノードをセットし、外部ク
ロック信号の到達により第4の判定ノードをリセットす
る第4の設定回路とを含む。
【0041】請求項21に係る内部クロック信号発生回
路の試験方法は、外部から与えられる外部クロック信号
と内部クロック信号との位相差を検出する位相差検出回
路と、検出した位相差に応答して、外部クロック信号を
遅延させて外部クロック信号に位相同期した内部クロッ
ク信号を発生させるための遅延回路と、位相差検出回路
における位相同期の結果を記憶する記憶回路とを含む内
部クロック信号発生回路の試験方法において、内部クロ
ック信号発生回路を備える半導体装置に試験装置を接続
するステップと、半導体装置に、外部から基準電圧を与
えるステップと、外部から与える基準電圧の電圧レベル
を下げるステップと、電圧レベルを下げた基準電圧に従
って、所定時間の間、内部クロック信号発生回路を動作
させる動作ステップと、記憶回路に記憶される位相同期
の結果に基づき、内部クロック信号発生回路の動作が正
常か否かを判定する判定ステップとを備える。
【0042】請求項22に係る内部クロック信号発生回
路の試験方法は、請求項21に係る内部クロック信号発
生回路の試験方法であって、判定ステップは、試験装置
を用いて、記憶回路に記憶される情報を検出するステッ
プを含む。
【0043】請求項23に係る内部クロック信号発生回
路の試験方法は、請求項22に係る内部クロック信号発
生回路の試験方法であって、半導体装置は、外部から与
えられる基準電圧に基づき、電源電圧を降下させる電圧
降下回路をさらに含み、内部クロック信号発生回路は、
電圧降下回路の出力に基づき動作する。
【0044】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]本発明の実施の
形態1における内部クロック信号発生回路について図1
を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1にお
ける内部クロック信号発生回路を含む半導体記憶装置の
主要部の構成を示すブロック図である。図1に示す半導
体記憶装置は、入力バッファ2、位相比較器30、コマ
ンドデコーダ40、制御回路50、微小遅延段10、遅
延段20、出力バッファレプリカ4、入力バッファレプ
リカ6、および出力バッファ8を含む。
【0045】位相比較器30および微小遅延段10は、
入力バッファ2の出力するクロック信号ORGCLKを
受ける。位相比較器30は、クロック信号ORGCLK
の位相と、入力バッファレプリカ6から出力されるフィ
ードバック信号FBCLKの位相とを比較し、どちらの
信号が早いかを判定する。位相比較器30は、判定結果
に応じて、これらの位相がほぼ一致(同期確立)するよ
うに、ダウン信号ZDOWN、またはアップ信号ZUP
を出力する。位相が同期した場合は、ロック信号ZLO
CKを出力する。
【0046】Lレベルのダウン信号ZDOWNは、遅延
量が不足しているため、遅延量を増やすことを指示する
命令であり、Lレベルのアップ信号ZUPは、遅延量を
減らすことを指示する命令である。またLレベルのロッ
ク信号ZLOCKは、内部クロック信号発生回路がロッ
クしており、所望の遅延量が得られていることを意味す
る信号である。
【0047】コマンドデコーダ40は、位相比較器30
から受ける信号をデコードして、信号ZDOWN0、Z
DOWN1、ZUP0またはZUP1を出力する。
【0048】ここで、コマンドデコーダ40の動作につ
いて簡単に説明する。コマンドデコーダ40は、リセッ
ト後、ダウン信号ZDOWN0を出力する。アップ信号
ZUP0またはダウン信号ZDOWN0の次は、アップ
信号ZUP1またはダウン信号ZDOWN1を、アップ
信号ZUP1またはダウン信号ZDOWN1の次は、ア
ップ信号ZUP0またはダウン信号ZDOWN0を出力
する。たとえば、アップ信号ZUP1の次は、アップ信
号ZUP0またはダウン信号ZDOWN0を出力する。
Lレベルのロック信号ZLOCKが発生した場合、2回
連続してアップ信号、または2回連続してダウン信号が
発生した場合、ロックを状態を解除する。
【0049】制御回路50は、複数のシフトレジスタを
含み、コマンドデコーダ40の出力に応答して、制御信
号(図1においては、記号R(0)〜R(N−1))お
よび信号NFを出力する。制御回路50は、微小遅延段
10および遅延段20の遅延量をそれぞれ制御する。
【0050】制御回路50の動作について説明する。ダ
ウン信号ZDOWN0、ZDOWN1が交互に活性化す
ることにより、シフトレジスタの値はLSB側(R
(0))からMSB側(R(N−1))に1ビットずつ
シフトしていく。すなわち、制御信号R(0)〜R(N
−1)は、一方向に順次活性化する。 (R(0)、…、R(N−1)) →(0、0、…、0) …(1) →(1、0、…、0) …(2) →(1、1、…、0) …(3) また、アップ信号ZUP0、ZUP1が交互に活性化す
ることにより、シフトレジスタの値はMSB側からLS
B側に1ビットずつ値をシフトしていく。すなわち、制
御信号R(0)〜R(N−1)が、他方向に順次非活性
化する。 (R(0)、…、R(N−1)) →(1、…、1、1) …(4) →(1、…、1、0) …(5) →(1、…、0、0) …(6) 信号NFは、制御回路50に含まれる複数のシフトレジ
スタがフルに使用されていることを認識する信号であ
る。具体的には、信号NFは、MSB側付近のレジスタ
値をとる。
【0051】微小遅延段10は、クロック信号ORGC
LKを遅延する。微小遅延段10の遅延量は、制御回路
50から受ける制御信号に応じて微小に変化する。遅延
段20は、微小遅延段10の出力を遅延する。遅延段2
0の遅延量は、信号NFおよびダウン信号ZDOWNに
応じて変化する。遅延段20における遅延の変化量は、
微小遅延段10における遅延の変化量に比べて大きい。
【0052】遅延段20から出力される内部クロック信
号intCLKDは、出力バッファ8における出力動作
を制御する。内部クロック信号intCLKDは、出力
バッファレプリカ4および入力バッファレプリカ6を経
由して、フィードバック信号FBCLKとして位相比較
器30に入力する。
【0053】ここで、微小遅延段10の構成について、
図2を用いて説明する。図2は、図1に示す微小遅延段
10の構成を示すブロック図である。微小遅延段10
は、複数の遅延ユニットを含む。図2においては、代表
的に遅延ユニット12♯0〜12♯3を示している。記
号R(0)〜R(7)、R(8)〜R(15)、R(1
6)〜R(23)は、制御回路50から受ける制御信号
を表わしている。
【0054】遅延ユニット12♯0、…は、直列に接続
される。遅延ユニット12♯0は、クロック信号ORG
CLKを受ける。最後段の遅延ユニットから、クロック
信号LINEOUTが出力される。遅延ユニット12♯
0は、制御信号R(0)〜R(7)に基づき、遅延ユニ
ット12♯1は、制御信号R(8)〜R(15)に基づ
き、そして遅延ユニット12♯3は、制御信号R(1
6)〜R(23)に基づき、それぞれ遅延量が調整され
る。
【0055】ここで、各遅延ユニットの具体的構成につ
いて、図3を用いて説明する。図3は、図2に示す遅延
ユニットの具体的構成の一例を示す回路図である。図3
に示す遅延ユニット(遅延ユニット12と記す)は、イ
ンバータI1、NMOSトランジスタN1♯0〜N1♯
7、および容量素子C1♯0〜C1♯7を含む。
【0056】インバータI1は、入力ノードINと接続
される。インバータI1の出力ノードと、遅延ユニット
12の出力ノードOUTとの間をつなぐ信号線L1に
は、順に、NMOSトランジスタN1♯0〜N1♯7の
それぞれの一方の導通端子が接続される(図中記号a0
〜a7は、NMOSトランジスタN1♯0〜N1♯7
と、信号線L1との接続ノードをそれぞれ表わす)。
【0057】容量素子C1♯0〜C1♯7のそれぞれ
は、対応するNMOSトランジスタN1♯0〜N1♯7
の他方の導通端子と接地電位との間に接続される。NM
OSトランジスタN1♯0〜N1♯7のそれぞれは、制
御端子CTRL(0)〜CTRL(7)の信号に応じて
それぞれオン/オフする。
【0058】遅延ユニット12♯0における制御端子C
TRL(0)〜CTRL(7)は、、制御信号R(0)
〜R(7)を、遅延ユニット12♯1における制御端子
CTRL(0)〜CTRL(7)は、制御信号R(8)
〜R(15)を、遅延ユニット12♯3における制御端
子CTRL(0)〜CTRL(7)は、制御信号R(1
6)〜R(23)をそれぞれ受ける。
【0059】NMOSトランジスタN1♯0〜N1♯7
がそれぞれオン状態になると、対応するノードa0〜a
7と対応する容量素子C1♯0〜C1♯7とが電気的に
接続状態となる。これにより、ノードa0〜a7におけ
る容量が変化する。たとえば、NMOSトランジスタN
1♯0がオン状態になると、ノードa0における信号の
電位は、容量素子C1♯0の容量で決定される値で緩や
かに遷移する。これにより、遅延ユニット12における
遅延量が微調整される。
【0060】次に、図1に示す遅延段20の構成につい
て、図4を用いて説明する。図4は、図1に示す遅延段
20の主要部の構成を示すブロック図である。図4を参
照して、遅延段20は、複数の固定遅延回路を有する遅
延回路26と、選択信号発生回路28とを含む。選択信
号発生回路28は、信号発生回路22およびデコーダ2
4を含む。
【0061】選択信号発生回路28は、信号NF、およ
びダウン信号ZDOWNに応じて、選択信号を発生す
る。選択信号発生回路28から出力される選択信号に基
づき、後述する固定遅延回路で遅延された1の信号が、
内部クロック信号intCLKDとして出力される。
【0062】図4に示す遅延回路26の具体的構成の一
例について、図5を用いて説明する。図5は、図4に示
す遅延回路26の具体的構成の一例を示す図である。図
5を参照して、遅延回路26は、ゲート回路G1♯0〜
G1♯3、インバータI7♯0およびI7♯1、ならび
に固定遅延回路25♯1〜25♯3を含む。
【0063】固定遅延回路25♯1〜25♯3のそれぞ
れは、入力した信号を所定の期間だけ遅延して出力す
る。たとえば、固定遅延回路の各々の遅延量は、3ns
であり、微小遅延段10での遅延の変化量より大きい。
【0064】ゲート回路G1♯0は、選択信号SEL0
およびZSEL0に応答して、入力ノードINで受ける
信号LINEOUTを反転して、信号線L2に出力す
る。信号線L2は、出力ノードOUTと接続される。出
力ノードOUTから、内部クロック信号intCLKD
が出力される。
【0065】固定遅延回路25♯1〜25♯3は、直列
に接続される。固定遅延回路25♯1は、入力ノードI
Nの信号を遅延して、信号ZRTNCLK1を出力す
る。ゲート回路G1♯1は、選択信号SEL1およびZ
SEL1に応答して、信号ZRTNCLK1を反転して
信号線L2に出力する。
【0066】固定遅延回路25♯2は、信号ZRTNC
LK1を遅延して、信号ZRTNCLK2を出力する。
ゲート回路G1♯2は、選択信号SEL2およびZSE
L2に応答して、信号ZRTNCLK2を反転して信号
線L2に出力する。
【0067】固定遅延回路25♯3は、信号ZRTNC
LK2を遅延して、信号ZRTNCLK3を出力する。
ゲート回路G1♯3は、選択信号SEL3およびZSE
L3に応答して、信号ZRTNCLK3を反転して信号
線L2に出力する。
【0068】インバータI7♯0およびI7♯1は、ゲ
ート回路G1♯1およびG1♯2のそれぞれの出力ノー
ドの間に直列に接続される。
【0069】選択信号SEL0のみがHレベル(選択信
号SEL1〜SEL3がLレベル)であれば、信号LI
NEOUTがそのまま選択され、出力ノードOUTに伝
送される。選択信号SEL3がHレベルであれば、信号
ZRTNCLK3が選択され、出力ノードOUTに伝送
される。この場合、信号LINEOUTが9ns遅延す
る。
【0070】ここで、図5に示す固定遅延回路25♯1
〜25♯3の回路構成について図6を用いて説明する。
図6は、図5に示す固定遅延回路の具体的構成の一例を
示す回路図である。図6に示す固定遅延回路(固定遅延
回路25と記す)は、インバータI8♯0〜I8♯7、
および容量素子C2♯0〜C2♯6を含む。
【0071】インバータI8♯0〜I8♯7は、入力ノ
ードINと出力ノードOUTとの間に直列に接続され
る。容量素子C2♯0〜C2♯6のそれぞれの一方の電
極は、インバータI8♯0〜I8♯6のそれぞれの出力
ノードと接続される。容量素子C2♯0、C2♯2、C
2♯4、およびC2♯6のそれぞれの他方の電極は接地
電位と接続される。容量素子C2♯1、C2♯3および
C2♯5のそれぞれの他方の電極は、電源電位Vddと
接続される。
【0072】インバータI8♯0〜I8♯6のそれぞれ
の出力信号の電位は、対応するコンデンサC2♯0〜C
2♯6の容量で決定される値で緩やかに遷移する。これ
により、固定遅延回路25に入力した信号は、所定の期
間だけ遅延して出力される。
【0073】次に、図4に示す選択信号発生回路28に
ついて、図7〜図10を用いて説明する。図7は、図4
に示す信号発生回路22の具体的構成の一例を示す図で
ある。図7を参照して、信号発生回路22は、インバー
タI2、I3、NOR回路NR1、NAND回路NA
1、およびシフトレジスタR1♯0〜R1♯2を含む。
【0074】インバータI2は、信号NFを反転する。
NOR回路NR1は、インバータI2の出力と、ダウン
信号ZDOWNとを入力に受ける。NAND回路NA1
の一方の入力端子は、NOR回路NR1の出力を受け
る。また、NAND回路NA1の他方の入力ノードは、
電源電位と接続される。インバータI3は、NAND回
路NA1の出力を反転して、クロック信号MRGCLK
を出力する。
【0075】クロック信号MRGCLKは、信号NFが
Hレベルでかつダウン信号ZDOWNがLレベルになる
と、Hレベルになる。すなわち、微小遅延段における遅
延量がほぼ最大になり、なお遅延が不足している場合に
クロック信号MRGCLKが発生する。
【0076】シフトレジスタR1♯0〜R1♯2は、D
端子およびCP端子から受ける信号に応答して、Q端子
およびZQ端子からそれぞれ信号を出力する。シフトレ
ジスタR1♯0は、Q端子から信号Q0を、ZQ端子か
ら信号ZQ0をそれぞれ出力する。シフトレジスタR1
♯1は、Q端子から信号Q1を、ZQ端子から信号ZQ
1をそれぞれ出力する。また、シフトレジスタR1♯2
は、Q端子から信号Q2を、ZQ端子から信号ZQ2を
それぞれ出力する。
【0077】シフトレジスタR1♯0〜R1♯2のそれ
ぞれのCP端子は、クロック信号MRGCLKを受け
る。シフトレジスタR1♯0のD端子は電源電位Vdd
を受ける。シフトレジスタR1♯1のD端子は、信号Q
0を受ける。またシフトレジスタR1♯2のD端子は、
信号Q1を受ける。なお、シフトレジスタR1♯0〜R
1♯2のそれぞれのR端子は、内部クロック信号発生回
路をリセットするリセット信号ZDLLRを受ける。
【0078】ここで、図7に示すシフトレジスタR1♯
0〜R1♯2のそれぞれの具体的構成について図8を用
い説明する。図8は、図7に示すシフトレジスタR1♯
0〜R1♯2の具体的構成の一例を示す回路図である。
図8を参照して、シフトレジスタ(シフトレジスタR1
と記す)は、インバータI4およびI5、ならびにフリ
ップフロップF1およびF2を含む。インバータI4
は、CP端子で受ける信号を反転する。インバータI5
は、D端子で受ける信号を反転する。
【0079】フリップフロップF1は、NAND回路N
A2♯1、NA2♯2ならびに交差結合されるNAND
回路NA2♯3およびNA2♯4を含む。NAND回路
NA2♯1は、D端子の信号とインバータI4の出力と
を受ける。NAND回路NA2♯2は、インバータI4
およびI5のそれぞれの出力を受ける。NAND回路N
A2♯3は、NAND回路NA2♯1およびNA2♯4
のそれぞれの出力を受ける。NAND回路NA2♯4
は、NAND回路NA2♯2およびNA2♯3のそれぞ
れの出力とR端子の信号とを受ける。
【0080】フリップフロップF2は、NAND回路N
A3♯1、NA3♯2ならびに交差結合されるNAND
回路NA3♯3およびNA3♯4を含む。NAND回路
NA3♯1は、NAND回路NA2♯3の出力とCP端
子の信号とを受ける。NAND回路NA3♯2は、NA
ND回路NA2♯4の出力とCP端子の信号とを受け
る。NAND回路NA3♯3は、NAND回路NA3♯
1およびNA3♯4のそれぞれの出力を受ける。NAN
D回路NA3♯3の出力ノードは、Q端子と接続され
る。NAND回路NA3♯4は、NAND回路NA3♯
2およびNA3♯3のそれぞれの出力とR端子の信号と
を受ける。NAND回路NA3♯4の出力ノードは、Z
Q端子と接続される。
【0081】フリップフロップF1は、CP端子の信号
に応じてセットされる。フリップフロップF2の状態
は、CP端子の信号がHレベルになると、前段のフリッ
プフロップF1の状態にしたがって変化する。
【0082】次に、図4に示すデコーダ24の構成につ
いて図9(a)〜(d)を用いて説明する。図9(a)
〜(d)は、図4に示すデコーダ24の具体的構成の一
例を示す回路図である。図9(a)に示す回路は、NA
ND回路NA4♯0およびインバータI6♯0を含む。
図9(b)に示す回路は、NAND回路NA4♯1およ
びインバータI6♯1を含む。図9(c)に示す回路
は、NAND回路NA4♯2およびインバータI6♯2
を含む。図9(d)に示す回路は、NAND回路NA4
♯3およびインバータI6♯3を含む。
【0083】NAND回路NA4♯0は、信号ZQ0、
ZQ1およびZQ2を受け、選択信号ZSEL0を出力
する。NAND回路NA4♯1は、信号Q0、ZQ1お
よびZQ2を受け、選択信号ZSEL1を出力する。N
AND回路NA4♯2は、信号Q0、Q1およびZQ2
を受け、選択信号ZSEL2を出力する。NAND回路
NA4♯3は、信号Q0、信号Q1および信号Q2を受
け、選択信号ZSEL3を出力する。
【0084】インバータI6♯0は、選択信号ZSEL
0を反転して、選択信号SEL0を出力する。インバー
タI6♯1は、選択信号ZSEL1を反転して、選択信
号SEL1を出力する。インバータI6♯2は、選択信
号ZSEL2を反転して、選択信号SEL2を出力す
る。インバータI6♯3は、選択信号ZSEL3を反転
して、選択信号SEL3を出力する。
【0085】図10は、図4に示す選択信号発生回路2
8の動作を説明するための図であり、選択信号SEL0
〜SEL3と、信号Q0〜Q2との関係を示している。
図10を参照して、シフトレジスタR1♯0〜R1♯2
の出力値は、1ビットづつシフトする。これにより、選
択信号SEL0、SEL1、SEL2、そしてSEL3
の順で、いずれか1つの選択信号が活性化する。
【0086】従って、固定遅延回路を通過した1つの信
号(または微小遅延段10の出力)が、選択的に内部ク
ロック信号intCLKDとして出力されることにな
る。
【0087】次に、図1に示す制御回路50の構成につ
いて、図11を用いて説明する。図11は、図1に示す
制御回路50の構成を示すブロック図である。図11に
示すように、制御回路50は、複数のシフトレジスタを
含む。図11においては、代表的に複数のシフトレジス
タR2♯0、R2♯1、R2♯4、およびシフトレジス
タR2♯K−1を示している。
【0088】シフトレジスタR2♯0、…は、直列に接
続される。各シフトレジスタにおいて、CDIN端子
は、前段に位置するシフトレジスタのCD端子と接続さ
れ、CUIN端子は、後段に位置するシフトレジスタの
CU端子と接続される。初段にあたるシフトレジスタR
2♯0のCDIN端子は、電源電位Vddと接続され、
最後段にあたるシフトレジスタR2♯K−1のCUIN
端子は、電源電位Vddと接続される。
【0089】各シフトレジスタR2♯i(i=0、…、
K−1)のCTRL端子から、制御信号R(2×i)が
出力され、CD端子から、制御信号R(2×i+1)が
出力される。
【0090】ここで、図11に示すシフトレジスタR2
♯0、…のそれぞれの具体的構成について図12を用い
て説明する。図12は、図11に示すシフトレジスタの
具体的構成の一例を示す回路図である。
【0091】図12に示すシフトレジスタ(以下、シフ
トレジスタR2と記す)は、PMOSトランジスタP1
♯0、P1♯1、P2♯0、P2♯1、P3♯0、P3
♯1、ならびにインバータI9♯0〜I9♯3、I10
♯0〜I10♯3を含む。
【0092】PMOSトランジスタP3♯0およびP3
♯1のそれぞれのゲート電極は、リセット信号ZDLL
Rを受ける。PMOSトランジスタP1♯0のゲート電
極は、ダウン信号ZDOWN0を、PMOSトランジス
タP1♯1のゲート電極は、ダウン信号ZDOWN1を
それぞれ受ける。PMOSトランジスタP2♯1のゲー
ト電極は、アップ信号ZUP1を、PMOSトランジス
タP2♯0のゲート電極は、アップ信号ZUP0をそれ
ぞれ受ける。
【0093】PMOSトランジスタP2♯0は、CUI
N端子とインバータI10♯0との間に接続される。イ
ンバータI10♯1は、インバータI10♯0と接続さ
れる。PMOSトランジスタP2♯1は、インバータI
10♯1とインバータI10♯2との間に接続される。
インバータI10♯3は、CU端子とインバータI10
♯2との間に接続される。
【0094】PMOSトランジスタP1♯0は、CDI
N端子とインバータI9♯0との間に接続される。イン
バータI9♯1はインバータI9♯0と接続される。P
MOSトランジスタP1♯1は、インバータI9♯1と
I9♯2との間に接続される。インバータI9♯3は、
CD端子とインバータI9♯2との間に接続される。
【0095】インバータI9♯0およびI10♯2はラ
ッチ回路を構成する。インバータI9♯2およびI10
♯0はラッチ回路を構成する。
【0096】PMOSトランジスタP1♯1とインバー
タI9♯1との接続ノードにあたるCTRL端子、およ
びCD端子からそれぞれ制御信号が出力される。
【0097】ダウン信号ZDOWN0がLレベルに立下
がると、PMOSトランジスタP1♯0がオン状態とな
る。前段のシフトレジスタにおけるCD端子の信号が、
ラッチ回路(インバータI9♯0およびI10♯2)で
ラッチされる。CTRL端子の電位は、前段に位置する
シフトレジスタのCD端子の信号に応じて変化する。
【0098】ダウン信号ZDOWN1がLレベルに立下
がると、CD端子より、CTRL端子と同一レベルの信
号が出力される。
【0099】一方、アップ信号ZUP0がLレベルに立
下がると、PMOSトランジスタP2♯0がオン状態と
なる。後段のシフトレジスタにおけるCU端子の信号が
ラッチ回路(インバータI9♯2およびI10♯0)で
ラッチされる。アップ信号ZUP1がLレベルになる
と、CTRL端子から、CUIN端子の信号を反転した
信号が出力される。
【0100】このように構成することにより、リセット
信号ZDLLRが入力されると、制御信号は、すべてL
レベルとなり、ダウン信号が入るたびに、LSB側から
MSB側の方向に、1ビットずつシフトレジスタの出力
値(R(0)、R(1)、…)がシフトしていく。
【0101】ここで、本発明の実施の形態1における内
部クロック信号発生回路の動作について、図1〜図12
に基づき説明する。図1〜図12を参照して、リセット
信号ZDLLRがLレベル(リセット直後)になると、
信号Q0、Q1およびQ2はすべてLレベルとなり、選
択信号SEL0がHレベル、選択信号SEL1〜SEL
3がLレベルとなる。この場合、遅延段20からは、微
小遅延段10の出力信号がそのまま(選択的に)出力さ
れる。制御信号に応じて、微小遅延段10の遅延量は微
調整される。
【0102】制御信号R(0)、…が、ほぼすべてHレ
ベルである状態で、さらに遅延が必要と判断された場合
(ダウン信号ZDOWNがLレベル)には、信号Q0が
Hレベルとなる。選択信号SEL1がHレベルとなる。
固定遅延回路25♯1を通過した信号ZRTNCLK1
が選択的に遅延段20から出力される。この場合、微小
遅延段10の出力は、約3ns遅延する。
【0103】遅延段20を出力した信号が出力バッファ
レプリカ4および入力バッファレプリカ6を経て位相比
較器30に入る。このときの位相比較で、ダウン信号Z
DOWNが出力されなければ、遅延段20における固定
遅延回路の選択状態は保持される。
【0104】フィードバック信号FBCLKがクロック
信号ORGCLKより遅い場合には、アップ信号ZUP
を発生し、微小遅延段10における容量結合を変化させ
ることで、遅延量を微小に減らしながら位相同期させ
る。所定の遅延量でクロック信号ORGCLKとフィー
ドバック信号FBCLKとの立上がりの位相があえば、
ロック信号ZLOCKが出力され、動作が停止する。
【0105】一方、さらに遅延を付加すると判断された
場合には、信号Q1がHレベルとなる。選択信号SEL
2がHレベルになる。固定遅延回路25♯1および25
♯2を通過した信号ZRTNCLK2が選択的に遅延段
20から出力される。この場合、微小遅延段10の出力
は、約2×3ns遅延する。
【0106】さらに遅延を付加する必要があると判断さ
れた場合には、信号Q2がHレベルとなる。選択信号S
EL3がHレベルになる。固定遅延回路25♯1〜25
♯3を通過した信号ZRTNCLK3が選択的に遅延段
20から出力される。この場合、微小遅延段10の出力
は、約3×3ns遅延する。
【0107】たとえば、出力バッファ8および出力バッ
ファレプリカ4における遅延時間T0を2ns、入力バ
ッファ2および入力バッファレプリカ6における遅延時
間Tiを2nsとする。さらに、位相同期させるサイク
ル長Tcを15ns、固定遅延回路25♯1〜25♯3
のそれぞれの固定遅延時間を3nsとする。
【0108】この場合、微小遅延段10により、(Tc
−Ti−T0−3×3ns)=2ns分の遅延を実現す
ればよいことになる。すなわち、遅延素子における遅延
分解能を0.1nsとすると、20段(=2/0.1)
の遅延素子で所望の遅延を実現することが可能となる。
これにともない、制御回路50に含まれるシフトレジス
タの数も削減できる。
【0109】このように、本発明の実施の形態1におけ
る内部クロック信号発生回路によれば、微小に遅延量を
変える第1の遅延段に加えて、当該変化量より大きく遅
延量を変えることができる第2の遅延段を設けて、必要
に応じて第2の遅延段を用いて遅延を図ることにより、
非常に小さな面積で高精度の内部クロック信号発生回路
を提供することが可能となる。
【0110】[実施の形態2]本発明の実施の形態2に
おける内部クロック信号発生回路について、図13を用
いて説明する。図13は、本発明の実施の形態2におけ
る内部クロック信号発生回路を含む半導体記憶装置の主
要部の構成を示すブロック図である。以下、実施の形態
1における回路と同じ構成要素には、同じ符号および記
号を付しその説明を省略する。
【0111】実施の形態1における内部クロック信号発
生回路では、固定遅延回路を用いることによりレイアウ
ト面積の低減を図った。しかしながら、実施の形態1に
おける構成では、内部クロック信号発生回路がロックし
た後においても固定遅延を付加する命令が出力される可
能性がある。したがって、内部クロック信号発生回路が
ロックした後に、固定遅延回路分(3ns)の大きなジ
ッタを防止するための構成について説明する。
【0112】本発明の実施の形態2における内部クロッ
ク信号発生回路は、図13に示すように、実施の形態1
における遅延段20に代わり、遅延段120を備えるこ
とにより、ジッタの発生を防止する。
【0113】ここで、図13に示す遅延段120の構成
について、図14を用いて説明する。図14は、図13
に示す遅延段120の主要部の構成を示すブロック図で
ある。図14を参照して、遅延段120は、複数の固定
遅延回路を有する遅延回路26と、選択信号発生回路1
28とを含む。選択信号発生回路128は、信号発生回
路122およびデコーダ24を含む。
【0114】図14に示す信号発生回路122の構成に
ついて、図15を用いて説明する。図15は、図14に
示す信号発生回路122の具体的構成の一例を示す図で
ある。図15を参照して、信号発生回路122は、イン
バータI2およびI3、NOR回路NR1、NAND回
路NA1、ならびにシフトレジスタR1♯0〜R1♯2
を含む。これらの結合関係については、実施の形態1に
おける信号発生回路22において説明したとおりであ
る。NAND回路NA1は、NOR回路NR1の出力と
後述する信号OKADDFIXとを受ける。
【0115】信号発生回路122はさらに、フリップフ
ロップF3を含む。フリップフロップF3は、交差結合
されるNAND回路NA5♯1およびNA5♯2を含
む。NAND回路NA5♯1は、ロック信号ZLOCK
とNAND回路NA5♯2の出力信号OKADDFIX
とを受ける。NAND回路NA5♯2は、NAND回路
NA5♯1の出力とリセット信号ZDLLRとを受け
る。
【0116】内部クロック信号発生回路がロックされる
と(ロック信号ZLOCKがLレベルに立下がった
後)、信号OKADDFIXがLレベルになる。このた
め、インバータI3の出力するクロック信号MRGLC
KがLレベルになり、シフトレジスタR1♯0〜R1♯
2の動作が停止する。
【0117】したがって、選択信号SEL0〜3、およ
びZSEL0〜ZSEL3の値が保持される。このた
め、遅延回路26における固定遅延回路の選択状態が保
持される。この結果、内部クロック信号発生回路がロッ
クした後、固定遅延回路の付加による大きなジッタを防
止することが可能となる。
【0118】[実施の形態3]本発明の実施の形態3に
おける内部クロック信号発生回路について、図16を用
いて説明する。図16は、本発明の実施の形態3におけ
る内部クロック信号発生回路を含む半導体記憶装置の主
要部の構成を示すブロック図である。図1に示す回路と
同じ構成要素には、同じ符号および記号を付しその説明
を省略する。
【0119】図16に示す半導体記憶装置が、図1に示
す半導体記憶装置と異なるのは、初期位相比較回路60
を備えること、および遅延段20に代わって遅延段22
0を備えることにある。
【0120】初期位相比較回路60は、初期ロックイン
時間を短縮することを目的とする回路である。図16に
示す初期位相比較回路60の構成について、図17を用
いて説明する。図17は、図16に示す初期位相比較回
路60の具体的構成の一例を示す図である。
【0121】図17を参照して、初期位相比較回路60
は、ワンショットパルス発生回路61、および62、な
らびにフリップフロップF4を含む。ワンショットパル
ス発生回路61は、インバータI12♯0〜I12♯
2、およびI14、ならびにNOR回路NR2を含む。
ワンショットパルス発生回路62は、インバータI13
♯0〜I13♯2、およびNAND回路NA7を含む。
【0122】ワンショットパルス発生回路61について
説明する。インバータI12♯0〜I12♯2は、直列
に接続される。インバータI12♯0は、信号EC2B
を受ける。NOR回路NR2は、インバータI12♯2
の出力と、信号EC2Bとを受ける。インバータI14
は、NOR回路NR2の信号を反転して、信号Z4を出
力する。ここで、信号EC2Bとは、クロック信号OR
GCLKを分周した信号である。ワンショットパルス発
生回路61は、信号EC2Bに応答して、ワンショット
のパルス信号Z4を発生する。
【0123】ワンショットパルス発生回路62について
説明する。インバータI13♯0〜I13♯2は、直列
に接続される。インバータI13♯0は、リセット信号
ZDLLRを受ける。NAND回路NA7は、インバー
タI13♯2の出力と、リセット信号ZDLLRとを受
ける。ワンショットパルス発生回路62は、リセット信
号ZDLLRに応答して、ワンショットのパルス信号を
出力する。
【0124】フリップフロップF4は、交差結合される
NAND回路NA6♯1およびNA6♯2を含む。NA
ND回路NA6♯1は、信号Z4と、NAND回路NA
6♯2の出力(マスク信号ICV2)とを入力に受け
る。NAND回路NA6♯2は、NAND回路NA6♯
1およびNA7の出力をそれぞれ受ける。
【0125】図18は、初期位相比較回路60における
信号EC2Bとマスク信号ICV2との関係を説明する
ためのタイミングチャートである。図17および図18
を参照して、時刻t0において、Lレベルのリセット信
号ZDLLRが入力されたとする。リセット信号ZDL
LRが、時刻t1でHレベルになると、これに応答し
て、時刻t2においてマスク信号ICV2がHレベルに
なる。
【0126】時刻t3において、第1番目のクロック信
号ORGCLKが入力される。第1番目のクロック信号
ORGCLKの立上がりで信号EC2BがHレベルに立
上がり、第2番目のクロック信号ORGCLKの立下が
りで、信号EC2BはLレベルに立下がる。信号EC2
BがLレベルになると、ワンショットパルス発生回路6
1から、パルス信号Z4が出力される。さらに、信号Z
4がHレベルになると、マスク信号ICV2がLレベル
になる。マスク信号ICV2および信号EC2Bがとも
にHレベルの期間は、第1番目のクロック期間を示す。
【0127】図17を参照して、初期位相比較回路60
はさらに、固定遅延回路25♯4、25♯5、インバー
タI15およびI16、NOR回路NR3、NAND回
路NA8およびNA9、ならびに分周回路D1を含む。
【0128】固定遅延回路25♯4および25♯5の構
成は、上述した固有遅延回路25と同じである。固定遅
延回路25♯4は、フィードバック信号FBCLKを遅
延する。固定遅延回路25♯5は、固定遅延回路25♯
4の出力を遅延して、信号N3を出力する。インバータ
I16は、信号N3を反転する。NOR回路NR3は、
クロック信号ORGCLKとインバータI16の出力と
を受ける。
【0129】分周回路D1は、CP端子で受ける信号N
3を2分周して、Q端子から信号VCを出力する。分周
回路D1のR端子は、リセット信号ZDLLRを受け
る。ここで、図17に示す分周回路D1の具体的構成を
図19を用いて説明する。図19は、図17に示す分周
回路D1の具体的構成の一例を示す図である。
【0130】図19を参照して、分周回路D1は、イン
バータI17、ならびにフリップフロップF5およびF
6を含む。インバータI17は、CP端子で受ける信号
を反転する。
【0131】フリップフロップF5は、NAND回路N
10♯1、N10♯2、ならびに交差結合されるNAN
D回路N10♯3およびN10♯4を含む。NAND回
路N10♯1は、ZQ端子の信号とインバータI17の
出力とを受ける。NAND回路N10♯2は、Q端子の
信号とインバータI17の出力とを受ける。
【0132】フリップフロップF6は、NAND回路N
11♯1、N11♯2、ならびに交差結合されるNAN
D回路N11♯3およびN11♯4を含む。NAND回
路N11♯1は、NAND回路N10♯3の出力とCP
端子の信号とを受ける。NAND回路N11♯2は、N
AND回路N10♯4の出力とCP端子の信号とを受け
る。NAND回路N11♯3の出力ノードはQ端子と接
続され、NAND回路N11♯4の出力ノードはZQ端
子と接続される。NAND回路N10♯4およびN11
♯4はさらに、R端子の信号を受ける。
【0133】図17を参照して、NAND回路NA8
は、分周回路D1の出力する信号VCとNOR回路NR
3の出力する信号ZA3とを受ける。インバータI15
は、NAND回路NA8の信号を反転して信号ZRを出
力する。
【0134】クロック信号ORGCLKと、フィードバ
ック信号FBCLKを所定期間だけ遅延した信号N3と
の位相関係により、信号ZRが変化する。NAND回路
NA9は、マスク信号ICV2、信号EC2B、ならび
に信号ZRに基づき、信号ZPS1を出力する。
【0135】図20および図21は、本発明の実施の形
態3における初期位相比較回路60の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。ここで、初期位相比較
回路60の動作について、図17〜図21を用いて説明
する。
【0136】初期位相比較回路60は、第1番目のクロ
ック期間の間に、クロック信号ORGCLKと信号N3
との位相関係から、位相同期させるべきサイクル長Tc
が長いか否かを判定する。上述したように、第1番目の
クロック期間は、マスク信号ICV2および信号EC2
Bに基づき決定される。
【0137】固定遅延回路25の遅延量を3nsとす
る。信号N3は、フィードバック信号FBCLKを6n
sだけ遅延した関係にある。
【0138】図20を参照して、時刻t0において、第
1番目のクロック信号ORGCLKが、時刻t3に、第
2番目のクロック信号ORGCLKが入力する。第1番
目のクロック信号ORGCLKに対するフィードバック
信号FBCLKが発生する。時刻t1において、このフ
ィードバック信号FBCLKに対して第1番目の信号N
3が発生する。フィードバックにかかる最小の遅延時間
を5nsとすると、t1≒t0+5ns+6nsであ
る。第1番目の信号N3の立上がりに応答して、時刻t
2に信号VCがHレベルになる。
【0139】時刻t3に、第2番目のクロック信号OR
GCLKが入力する。第2番目のクロック信号ORGC
LKに対して、時刻t4に第2番目の信号N3が発生す
る。第2番目の信号N3の立下がりに応答して、時刻t
5に信号VCがLレベルになる。
【0140】この場合、クロック信号ORGCLKのサ
イクル長Tcが長いと判定する。信号ZRはHレベルに
なる。第1番目のクロック期間内に、Lレベルの信号Z
PS1が発生する。
【0141】図21を参照して、時刻t0において、第
1番目のクロック信号ORGCLKが、時刻t1におい
て、第2番目のクロック信号ORGCLKが入力され
る。第1番目のクロック信号ORGCLKに対して、時
刻t2(>t1)において、第1番目の信号N3が発生
する。第1番目の信号N3がLレベルになると、時刻t
3に信号VCがHレベルになる。第2番目のクロック信
号ORGCLKに対して、時刻t4に第2番目の信号N
3が発生する。第2番目の信号N3がLレベルになる
と、時刻t5に信号VCがLレベルになる。
【0142】この場合、クロック信号ORGCLKのサ
イクル長Tcが短いと判定する。信号ZRはLレベルを
保持する。信号ZPS1はHレベルを保持する。
【0143】図16を参照して、遅延段220の遅延量
は、信号ZPS1、信号NF、ダウン信号ZDOWNお
よびロック信号ZLOCKに基づき制御される。
【0144】次に、図16に示す遅延段220の構成に
ついて、図22を用いて説明する。図22は、図16に
示す遅延段220の構成を示すブロック図である。図2
2を参照して、遅延段220は、複数の固有遅延回路を
有する遅延回路26と、選択信号発生回路228とを含
む。選択信号発生回路220は、信号発生回路222お
よびデコーダ24を含む。
【0145】デコーダ24は、信号発生回路222の出
力をデコードして、選択信号を出力する。遅延回路26
は、選択信号に応答して、微小遅延段10の出力する信
号LINEOUTを遅延して内部クロック信号intC
LKDを出力する。
【0146】図22に示す信号発生回路222につい
て、図23および図24を用いて説明する。図23およ
び図24は、図22に示す信号発生回路222に含まれ
る回路構成を示す図である。
【0147】図23に示す回路は、インバータI18、
NOR回路NR4およびシフトレジスタR1♯3〜R1
♯5を含む。インバータI18は、信号NFを反転す
る。NOR回路NR4は、インバータI2の出力とダウ
ン信号ZDOWNとを受ける。
【0148】シフトレジスタR1♯3〜R1♯5は、直
列に接続される。シフトレジスタR1♯3〜R1♯5の
それぞれの構成は、上述したシフトレジスタR1と同じ
である。シフトレジスタR1♯3〜R1♯5のそれぞれ
のR端子はリセット信号ZDLLRを受ける。シフトレ
ジスタR1♯3〜R1♯5のそれぞれのCP端子は、N
OR回路NR4の出力を受ける。
【0149】シフトレジスタR1♯3のD端子は、電源
電位Vddを受ける。シフトレジスタR1♯3のQ端子
からFILL0が出力される。シフトレジスタR1♯4
のD端子は、信号FILL0を受ける。シフトレジスタ
R1♯4のQ端子は、信号FILL1を出力する。シフ
トレジスタR1♯5のD端子は、信号FILL1を受け
る。シフトレジスタR1♯5のQ端子は、信号FILL
2を出力する。信号NFとダウン信号ZDOWNとに応
答して、シフトレジスタR1♯3、…の値は、1ビット
づつシフトする。
【0150】図24に示す回路は、ワンショットパルス
発生回路223〜225、NAND回路NA13および
NA1、フリップフロップF3、インバータI3ならび
にシフトレジスタR1♯0〜R1♯2を含む。
【0151】ワンショットパルス発生回路223は、イ
ンバータI20♯0〜I20♯4およびNAND回路N
A15を含む。インバータI20♯0〜I20♯4は直
列に接続される。NAND回路NA15は、インバータ
I20♯4の出力と信号FILL0とを受ける。
【0152】ワンショットパルス発生回路224は、イ
ンバータI21♯0〜I21♯4およびNAND回路N
A16を含む。インバータI21♯0〜I21♯4は直
列に接続される。NAND回路NA16は、インバータ
I21♯4の出力と信号FILL1とを受ける。
【0153】ワンショットパルス発生回路225は、イ
ンバータI22♯0〜I22♯4およびNAND回路N
A17を含む。インバータI22♯0〜I22♯4は直
列に接続される。NAND回路NA17は、インバータ
I22♯4の出力と信号FILL2とを受ける。
【0154】ワンショットパルス発生回路223から信
号ZF0が、ワンショットパルス発生回路224から信
号ZF1が、そしてワンショットパルス発生回路225
から信号ZF2がそれぞれ出力される。
【0155】NAND回路NA13は、信号ZF0、信
号ZF1、信号ZF2および信号ZPS1を受ける。N
AND回路NA1は、NAND回路NA13の出力とフ
リップフロップF3の出力する信号OKADDFIXと
を入力に受ける。
【0156】インバータI3は、NAND回路NA1の
出力を反転して、クロック信号MRGCLKを出力す
る。シフトレジスタR1♯0〜R1♯2は、上述したよ
うに、クロック信号MRGCLKに応答して動作し、信
号Q0、ZQ0、…を出力する。
【0157】図22〜図24を参照して、Lレベルのダ
ウン信号ZDOWNおよびHレベルの信号NFに応答し
て、信号FILL0、信号FILL1、そして信号FI
LL2の順で、Hレベルの状態が遷移する。
【0158】ワンショットパルス発生回路223〜22
5は、いずれかの信号FILL0〜FILL2がHレベ
ルになると、Lレベルの信号(ZF0〜ZF2)を出力
する。NAND回路NA13の出力がHレベルとなる。
【0159】一方、信号FILL0〜FILL2にかか
わらず、Lレベルの信号ZPS1が入力されると、同じ
くNAND回路NA13の出力がHレベルとなる。
【0160】NAND回路NA13の出力がHレベルに
なると、シフトレジスタR1♯0〜R1♯2が動作す
る。デコーダ24は、信号Q0〜Q2、およびZQ0〜
ZQ2をデコードして、選択信号を出力する。
【0161】上述したように、サイクル長Tcに応じ
て、初期クロック期間に、信号ZPS1が活性化する。
これより、遅延段20に含まれる固有遅延回路が選択さ
れる。この結果、図16に示す微小遅延段10の出力
は、3ns遅延することになる。すなわち、位相同期さ
せる時間を短縮することが可能となる。
【0162】たとえば、DDR−SDRAMである場
合、200クロック以内に位相同期が確立されているこ
とが要請される。従来では110個以上の遅延素子が必
要とされる。したがって、位相同期させるべき周波数が
低い場合、位相同期させるには、110×2クロック=
220クロックかかることになる。したがって、従来の
構成では、DDR−SDRAMに適用することができな
い。
【0163】しかしながら、上述したように、本発明の
実施の形態3における内部クロック信号発生回路を用い
た場合には、初期のクロック期間において遅延量を付加
することができるため、早期に位相同期を図ることが可
能となる。したがって、実施の形態3の構成は、DDR
−SDRAMに適用可能となる。
【0164】[実施の形態4]本発明の実施の形態4に
おける内部クロック信号発生回路について、図25およ
び図26を用いて説明する。図25および図26は、本
発明の実施の形態4における内部クロック信号発生回路
を含む半導体記憶装置の主要部の構成を示すブロック図
である。
【0165】図25に示す半導体記憶装置は、遅延段と
して微小遅延段10を備える。図25に示す半導体記憶
装置が、従来の半導体記憶装置と異なるのは、比較制御
回路70を含む点にある。
【0166】図26に示す半導体記憶装置は、遅延段と
して微小遅延段10および遅延段220を備える。図2
6に示す半導体記憶装置が、図16に示す半導体記憶装
置と異なるのは、比較制御回路70を含む点にある。比
較制御回路70は、位相同期させるサイクル長に応じ
て、位相比較器30に伝送するフィードバック信号FB
CLKをシフト(選択)する。
【0167】図25および図26に示す比較制御回路7
0について、図27を用いて説明する。図27は、図2
5および図26に示す比較制御回路70の構成を示す回
路図であり、参考のため位相比較器30との関係を示し
ている。
【0168】図27を参照して、比較制御回路70は、
インバータI24、NAND回路NA21、および分周
回路D1♯1を含む。
【0169】NAND回路NA21は、クロック信号O
RGCLKと電源電位Vddとを受ける。インバータI
24は、NAND回路NA21の出力を反転する。分周
回路D1♯1は、上述した分周回路D1と同じ構成であ
る。分周回路D1♯1のCP端子は、インバータ24の
出力と接続される。分周回路D1♯1は、Q端子から信
号EC2を出力する。
【0170】比較制御回路70はさらに、インバータI
25、NAND回路NA22、分周回路D1♯2および
D2、ならびにフリップフロップF7を含む。分周回路
D2のCP端子は、フィードバック信号FBCLKを受
け、ZQ端子から信号SN1を出力する。分周回路D2
のR端子は、リセット信号ZDLLRを受ける。
【0171】ここで、図27に示す分周回路D2の具体
的構成を図28を用いて説明する。図28は、図27に
示す分周回路D2の具体的構成の一例を示す図である。
【0172】図28を参照して、分周回路D2は、イン
バータI26、ならびにフリップフロップF8およびF
9を含む。インバータI26は、CP端子で受ける信号
を反転する。
【0173】フリップフロップF8は、NAND回路N
26♯1、N26♯2、ならびに交差結合されるNAN
D回路N26♯3およびN26♯4を含む。NAND回
路N26♯1は、ZQ端子の信号とCP端子の信号とを
受ける。NAND回路N26♯2は、Q端子の信号とC
P端子の信号とを受ける。
【0174】フリップフロップF9は、NAND回路N
27♯1、N27♯2、ならびに交差結合されるNAN
D回路N27♯3およびN27♯4を含む。NAND回
路N27♯1は、NAND回路N26♯3の出力とイン
バータI26の出力とを受ける。NAND回路N27♯
2は、NAND回路N26♯4の出力とインバータI
26の出力とを受ける。NAND回路N27♯3の出力
ノードはQ端子と接続され、NAND回路N27♯4の
出力ノードはZQ端子と接続される。NAND回路N1
6♯4およびN27♯4はさらに、R端子の信号を受け
る。
【0175】図27を参照して、フリップフロップF7
は、交差結合されるNAND回路NA23♯1およびN
A23♯2を含む。NAND回路NA23♯1は、信号
SN1とNAND回路NA23♯2の出力信号SN2と
を受ける。NAND回路NA23♯2は、NAND回路
NA23♯1の出力信号FB2とリセット信号ZDLL
Rとを受ける。
【0176】NAND回路NA22は、フィードバック
信号FBCLKと信号FB2とを受ける。インバータI
25は、NAND回路NA22の出力を反転する。分周
回路D1♯2は、分周回路D1と同じ構成である。分周
回路D1♯2のCP端子は、インバータI25の出力信
号SN3を受ける。分周回路D1♯2は、Q端子から信
号IC2を出力する。
【0177】図27に示す比較制御回路70の動作につ
いてタイムチャートである図29を用いて説明する。図
29は、図27に示す比較制御回路70の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【0178】クロック信号ORGCLKがHレベルにな
ると、信号EC2は電圧レベルを切替える。リセット信
号ZDLLRが入力されると、信号SN2がHレベルに
なる。第1番目のフィードバック信号FBCLKがLレ
ベルになると、信号SN1はHレベルからLレベルに切
替わる(以降、信号SN1は、フィードバック信号FB
CLKの立下がりに応じて、電圧レベルを切替える)。
【0179】信号SN1の最初の立下がりに応答して、
信号FB2がHレベルに、信号SN2がLレベルにな
る。この間、信号SN3はLレベルの状態にある。
【0180】信号FB2がHレベルになると、フィード
バック信号FBCLKに応じて、信号SN3の電圧レベ
ルが切替わる。信号IC2は、信号SN3がHレベルに
なると、電圧レベルを切替える。
【0181】後段に位置する位相比較器30は、信号E
C2とIC2との位相差を検出することになる。この場
合、2サイクル毎に位相差を検出する。このように、比
較制御回路70は、第1番目に到達したフィードバック
信号FBCLKをマスクする。したがって、後段に位置
する位相比較器30は、クロック信号ORGCLKを分
周した信号と、1クロックずれたフィードバック信号F
BCLKを分周した信号との位相差を検出することにな
る。
【0182】本発明の実施の形態4における位相比較の
効果について、図30および図31を用いて説明する。
図30は、本発明の実施の形態4における位相比較の効
果について説明するためのタイミングチャートである。
図31は、比較制御回路70を設けない場合の位相比較
の状態を説明するためのタイミングチャートである。
【0183】たとえば、2サイクル毎に位相差を検出す
る場合を想定する。図30および図31に示すように、
時刻t0、t2、t4、…におけるクロック信号ORG
CLKに対して、時刻t1、t3、t5でフィードバッ
ク信号FBCLKが得られるものとする。
【0184】図31を参照して、比較制御回路70を設
けない場合、時刻t1におけるフィードバック信号FB
CLKのエッジ(エッジ1)と、時刻t4におけるクロ
ック信号ORGCLKにエッジ(エッジ2)との差を埋
めるように遅延量を増やしていく必要がある。
【0185】これに対して、図30を参照して、本発明
の実施の形態4の構成では、時刻t1におけるフィード
バック信号FBCLKがマスクするため、時刻t3にお
けるフィードバック信号FBCLKのエッジ(エッジ
3)と、時刻t4におけるクロック信号ORGCLKの
エッジ(エッジ4)との差を埋めるだけでよい。すなわ
ち、初期ロックイン時間が短縮されることになる。
【0186】[実施の形態5]本発明の実施の形態5に
おける位相比較器について図32を用いて説明する。本
発明の実施の形態5における位相比較器は、入力した信
号間の微小なタイミング差を検出し、かつ検出した状態
を保持することを可能とするものである。
【0187】ここで、対比のため位相比較器の一例につ
いて簡単に説明する。図32は、位相比較器90の構成
を示す回路図である。図32を参照して、位相比較器9
0は、インバータI91およびI92、フリップフロッ
プF91およびF92、ならびにNAND回路NA9
3、NA94、NA95、NA96およびNA97を含
む。
【0188】インバータI91は、入力した参照信号R
EFを反転する。インバータI92は、入力したクロッ
ク信号CLKを反転する。NAND回路NA93は、イ
ンバータI91の出力およびNAND回路NA96の出
力するアップ信号NUPを受ける。NAND回路NA9
4は、インバータI92の出力およびNAND回路NA
97の出力するダウン信号NDOWNを受ける。
【0189】フリップフロップF91は、交差結合され
るNAND回路NA91♯1およびNA91♯2を含
む。NAND回路NA91♯1は、NAND回路NA9
3およびNA91♯2の出力を受ける。NAND回路N
A91♯2は、NAND回路NA95およびNA91♯
1の出力を受ける。
【0190】フリップフロップF92は、交差結合され
るNAND回路NA92♯1およびNA92♯2を含
む。NAND回路NA92♯1は、NAND回路NA9
4およびNA92♯2の出力を受ける。NAND回路N
A92♯2は、NAND回路NA95およびNA92♯
1の出力を受ける。
【0191】NAND回路NA95は、NAND回路N
A93、NA94、NA91♯1、およびNA92♯1
の出力を受ける。NAND回路NA96は、NAND回
路NA93、NA95、およびNA91♯1の出力を受
ける。NAND回路NA97は、NAND回路NA9
4、NA95、およびNA92♯1の出力を受ける。N
AND回路NA96から、アップ信号NUPが出力され
る。NAND回路NA97から、ダウン信号NDOWN
が出力される。
【0192】なお、記号Qdは、NAND回路NA93
の出力を、記号Qbは、NAND回路NA91♯1の出
力を、記号Qcは、NAND回路NA95の出力を、記
号Qeは、NAND回路NA94の出力を、記号Qf
は、NAND回路NA92♯1の出力をそれぞれ示す。
位相比較器90は、信号Qcによりリセットされる。
【0193】ここで、図32に示す位相比較器90の動
作について、タイミングチャートである図33を用いて
説明する。図33は、図32に示す位相比較器90の動
作を説明するためのタイミングチャートである。
【0194】図33を参照して、参照信号REFは、時
刻t0でLレベル、時刻t2でHレベルになり、クロッ
ク信号CLKは、時刻t1でLレベル、時刻t3でHレ
ベルになるものとする。
【0195】時刻t0で、参照信号REFがLレベルに
なると、信号Qdは、Lレベルになる。これを受けて、
信号Qbが、Hレベルになる(セット状態)。時刻t1
で、クロック信号CLKがLレベルになると、信号Qe
は、Lレベルになる。これを受けて、信号Qfが、Hレ
ベルになる(セット状態)。
【0196】時刻t2で、参照信号REFがHレベルに
なると、信号Qdは、Hレベルになる。アップ信号NU
Pは、信号Qd、QbおよびQcにより、Lレベルにな
る。時刻t3で、クロック信号CLKがHレベルになる
と、信号Qeは、Hレベルになる。信号Qd、Qeおよ
びQbにより、信号Qcは、Lレベルになる。これを受
けて、アップ信号NUPは、Hレベルになる。さらに、
信号Qcは、Hレベルになる。これを受けて、信号Qb
およびQfは、Lレベルになる(リセット状態)。
【0197】すなわち、位相比較器90は、時刻t2に
おける参照信号REFの立上がりエッジと、時刻t3に
おけるクロック信号CLKの立上がりエッジとの差を比
較して、Lレベルのアップ信号NUPを出力する。
【0198】しかしながら、位相比較器90は、信号Q
cの幅(L期間)より小さい遅延差は検出できない。こ
の回路の場合、ゲート3段分で構成されるとして、ゲー
ト1段あたり0. 3nsかかるとすると、3×0. 5n
sが限度となる。
【0199】これに対して、入力した信号間の微小なタ
イミング差を検出し、かつ検出した状態を保持すること
を可能とする本発明の実施の形態5における位相比較器
130について、図34を用いて説明する。
【0200】図34は、本発明の実施の形態5における
位相比較器130の構成を示す図である。
【0201】図34を参照して、位相比較器130は、
デコーダ140、バッファ3a、3b、3cおよび3
d、クロスカップル回路CR♯0およびCR♯1、NM
OSトランジスタN3、ならびに容量素子C3を含む。
【0202】バッファ3aは、クロック信号ORGCL
Kを取込み、信号Aをクロスカップル回路CR♯0に出
力する。バッファ3bは、フィードバック信号FBCL
Kを取込み、信号Bをクロスカップル回路CR♯0に出
力する。
【0203】バッファ3cは、クロック信号ORGCL
Kを取込み、信号Aをクロスカップル回路CR♯1 に出
力する。バッファ3dは、フィードバック信号FBCL
Kを取込む。バッファ3dの出力ノードと、接地電位と
の間に、NMOSトランジスタN3と容量素子C3とを
接続する。NMOSトランジスタN3のゲート電極は、
電源電位を受ける。
【0204】バッファ3dの出力信号の電位は、容量素
子C3により緩やかに遷移する(信号Cと記す)。信号
Cは、信号Bに対して微小に遅延している。クロスカッ
プル回路CR♯1は、信号Cを受ける。なお、クロスカ
ップル回路CR♯0およびCR♯1は、セット信号SE
Tに基づき、初期設定される。
【0205】ここで、クロスカップル回路CR♯0およ
びCR♯1の構成について、図35を用いて説明する。
図35は、図34におけるクロスカップル回路の具体的
構成の一例を示す回路図である。
【0206】図35を参照して、クロスカップル回路
(クロスカップル回路CRと記す)は、PMOSトラン
ジスタP4〜P9、およびNMOSトランジスタN4〜
N11を含む。
【0207】PMOSトランジスタP4、P5、P6、
およびP9、ならびにNMOSトランジスタN8〜N1
1のそれぞれのゲート電極は、PAE端子と接続され
る。NMOSトランジスタN7のゲート電極は、GIO
端子と接続される。NMOSトランジスタN6のゲート
電極は、ZGIO端子と接続される。
【0208】PMOSトランジスタP7、およびNMO
SトランジスタN4のそれぞれのゲート電極は、LDB
端子と接続される。PMOSトランジスタP8、および
NMOSトランジスタN5のそれぞれのゲート電極は、
ZLDB端子と接続される。
【0209】PMOSトランジスタP6およびP7のそ
れぞれの一方の導通端子は、電源電位Vddと接続さ
れ、それぞれの他方の導通端子は、ZLDB端子と接続
される。PMOSトランジスタP8およびP9のそれぞ
れの一方の導通端子は、電源電位Vddと接続され、そ
れぞれの他方の導通端子は、LDB端子と接続される。
【0210】PMOSトランジスタP4およびNMOS
トランジスタN4のそれぞれの一方の導通端子は、ZL
DB端子と接続され、それぞれの他方の導通端子は、N
MOSトランジスタN6の一方の導通端子と接続され
る。PMOSトランジスタP5およびNMOSトランジ
スタN5のそれぞれの一方の導通端子は、LDB端子と
接続され、それぞれの他方の導通端子は、NMOSトラ
ンジスタN7の一方の導通端子と接続される。
【0211】NMOSトランジスタN6の他方の導通端
子とNMOSトランジスタN7の他方の導通端子とは接
続され、この接続ノードと、接地電位との間に、NMO
SトランジスタN9、N10、およびN11が並列に接
続される。NMOSトランジスタN8の2つの導通端子
は、接地電位と接続される。
【0212】PAE端子にLレベルの信号(信号SE
T)が印加されると、LDB端子およびZLDB端子は
ともにHレベルになる。この状態で、GIO端子に、Z
GIO端子よりはやく、Hレベルの信号が印加される
と、LDB端子の電位がLレベルになる。逆に、ZGI
O端子に、GIO端子よりはやく、Hレベルの信号が印
加されると、ZLDB端子の電位がLレベルになる。す
なわち、クロスカップル回路CRを用いることで、微小
な信号差(0. 1ns)を検出することができる。
【0213】図34および図35を参照して、クロスカ
ップル回路CR♯0は、GIO端子で信号Aを受け、Z
GIO端子で信号Bを受ける。クロスカップル回路CR
♯1は、GIO端子で信号Aを受け、ZGIO端子で信
号Cを受ける。デコーダ140は、クロスカップル回路
CR♯0のLDB端子の信号と、クロスカップル回路C
R♯1のLDB端子の信号とに基づき、アップ信号ZU
P、ダウン信号ZDOWN、またはロック信号ZLOC
Kを出力する。
【0214】図34に示す位相比較器130の動作を、
図36〜図38に示すタイミングチャートを用いて説明
する。図36、図37および図38は、図34に示す位
相比較器130の動作を説明するためタイミングチャー
トである。
【0215】図36を参照して、信号Aに対して、信号
Bおよび信号Cの到達タイミングが遅い場合は、デコー
ダ140は、Lレベルのアップ信号ZUPを出力する。
【0216】図37を参照して、信号Aに対して、信号
Bおよび信号Cの到達タイミングが早い場合は、デコー
ダ140は、Lレベルのダウン信号ZDOWNを出力す
る。
【0217】図38を参照して、信号Aが、信号Bより
早く、かつ信号Cより遅く到達した場合には、デコーダ
140は、Lレベルのロック信号ZLOCKを出力す
る。
【0218】すなわち、当該位相比較器130を用いた
場合、信号Bと、信号Bに対して微小に遅延した信号C
と間に信号Aが到達した場合に、位相同期が確立したと
判定される。
【0219】このように構成することにより、位相比較
器90に比べて、より小さい分解能を達成することがで
きる。また、クロスカップル回路CRは、セット信号S
ETを受けてから次のセット信号SETが入力されるま
で、内部状態を保持する。したがって、安定した動作が
保証され、メタステーブルを避けることができる。
【0220】[実施の形態6]本発明の実施の形態6に
おける内部クロック信号発生回路の試験方法について説
明する。本発明の実施の形態6における内部クロック信
号発生回路の試験方法では、レーザトリミング時におい
て、ボルテージダウンコンバータを用いてテストを行な
う。
【0221】内部クロック信号発生回路専用のボルテー
ジダウンコンバータについて、図39を用いて簡単に説
明する。図39は、本発明の実施の形態6における内部
クロック信号発生回路の試験に使用するボルテージダウ
ンコンバータ190の構成を示す図である。図39を参
照して、ボルテージダウンコンバータ190は、NMO
SトランジスタN12およびN13、ならびにPMOS
トランジスタP12およびN13を含む。
【0222】NMOSトランジスタN12およびPMO
SトランジスタP12は、電源電位と接地電位との間に
直列に接続される。NMOSトランジスタN13および
PMOSトランジスタP13は、電源電位と接地電位と
の間に直列に接続される。
【0223】PMOSトランジスタP12およびP13
のゲート電極は、NMOSトランジスタN12とPMO
SトランジスタP12との接続ノードと接続される。P
MOSトランジスタP13とNMOSトランジスタN1
3との接続ノードは、NMOSトランジスタN13のゲ
ート電極と接続される。
【0224】NMOSトランジスタN12のゲート電極
は、外部から基準電位VrefSを受ける。PMOSト
ランジスタP13とNMOSトランジスタN13との接
続ノードの電圧Vddが、内部クロック信号発生回路の
電源電圧になる。内部クロック信号発生回路用の電源電
圧Vddは、基準電圧に応じて変化する。
【0225】基準電圧の電圧レベルを下げることで、低
周波数領域でも内部クロック信号発生回路がロックでき
るようになる。当該試験方法では、レーザトリミングで
使用する低速なテスタの周波数範囲(たとえば、上限は
20MHz)内で、内部クロック信号発生回路がロック
するまで基準電位を下げる。
【0226】ロック(位相同期)の状態を記憶する図示
しない記憶回路を設ける。たとえば、記憶回路として、
RSフリップフロップを用いる。なお、内部クロック信
号発生回路の構成は、従来の回路であっても上述した実
施の形態1〜5における回路であってもよい。
【0227】本発明の実施の形態6における内部クロッ
ク信号発生回路の試験方法を、図40に示すフロー図を
用いて説明する。図40は、本発明の実施の形態6にお
ける内部クロック信号発生回路の試験方法を示すフロー
図である。図中、記号DLLは、内部クロック信号発生
回路を示す。
【0228】ステップS1においてレーザトリミングが
開始される。ステップS2において内部クロック信号発
生回路のテストモードに入る。ステップS3において基
準電圧VrefSを下げる。
【0229】ステップS4において内部クロック信号発
生回路(DLL)をリセットする信号を発生する。内部
クロック信号発生回路(DLL)を動作させ、位相同期
(ロック)させる。
【0230】内部クロック信号発生回路が壊れていたな
らば、フィードバックループの系が壊れているため、内
部クロック信号発生回路はロックしない。
【0231】ステップS5に移り、ある所定の時間の
後、たとえば500クロック後にテスタからストロボを
立ててロックしたかしていないかを判定する。
【0232】これにより、低速なテスタを用いて内部ク
ロック信号発生回路の動作テストが可能となる。従来で
は、ファイナルテストまで、内部クロック信号発生回路
が正常か否かをテストすることができなかった。しか
し、本発明の実施の形態6における試験方法によれば、
レーザトリミング時にスクリーニングが可能となる。こ
のため、ファイナルテストの時短が可能となり低コスト
化が見込まれる。
【0233】[実施の形態7]本発明の実施の形態7に
おける遅延素子について説明する。本発明の実施の形態
7における遅延素子は、低電源電圧においても、所望の
遅延動作を可能とするものである。
【0234】本発明の実施の形態7における遅延素子に
ついて、図41を用いて説明する。図41は、本発明の
実施の形態7における遅延素子15の構成を示す図であ
る。図41を参照して、遅延素子15は、インバータI
30、ならびにMOS容量素子C5♯1、C5♯2、C
5♯3およびC5♯4を含む。
【0235】インバータI30は、信号線L3を介し
て、後段の遅延素子に信号を出力する。MOS容量素子
C5♯1のゲート電極は、信号線L3とノードO1で接
続される。MOS容量素子C5♯2のゲート電極は、信
号線L3とノードO2で接続される。MOS容量素子C
5♯3のゲート電極は、信号線L3とノードO3で接続
される。さらに、MOS容量素子C5♯4のゲート電極
は、信号線L3とノードO4で接続される。
【0236】MOS容量素子C5♯1、C5♯2、C5
♯3、C5♯4のそれぞれの導通端子は、図示しないシ
フトレジスタから制御信号R(0)、R(1)、R
(2)、R(3)を受ける。各MOS容量素子の容量の
大きさは、制御信号R(0)〜R(3)に応じて変化す
る。
【0237】たとえば、図3に示す遅延ユニット12
は、トランジスタをオンすることにより、信号の伝達経
路に容量素子を付加する。図3において、トランジスタ
の抵抗をR、容量素子の容量をCとすると、トランジス
タa0をオンした場合、ある時定数RCたった後にノー
ドa0と接地電位とが電気的に接続状態になる。低電源
電圧を用いた場合、トランジスタの抵抗Rが大きくなる
ため、信号が時定数RCより早く後段の遅延素子に到達
してしまうことも考えられる。
【0238】一方、本発明の実施の形態7における遅延
素子15を用いた場合、各接続ノードと容量素子とが直
接接続されているため、抵抗分による影響を受けない。
したがって、低電源電圧であっても、遅延素子15は、
所望の遅延動作が可能となる。
【0239】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した実施の形態の説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【0240】
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る内部クロ
ック信号発生回路によれば、遅延量を微小に変化させる
ことが可能な微小遅延段と、大きく遅延量を変化させる
ことが可能な遅延段とを用いることにより、高精度でレ
イアウト面積の小さい内部クロック信号発生回路を実現
することが可能となる。
【0241】請求項2および請求項3に係る内部クロッ
ク信号発生回路は、請求項1に係る内部クロック信号発
生回路であって、第2の遅延手段を、遅延量が比較的大
きい複数の固定遅延回路と、複数の固定遅延回路の出力
を選択的に内部クロック信号として取出す回路とで構成
する。これにより、位相同期させる周波数が低い場合で
あっても、レイアウト面積の小さい内部クロック信号発
生回路で、高精度に位相同期させることが可能となる。
【0242】請求項4および請求項5に係る内部クロッ
ク信号発生回路は、請求項1に係る内部クロック信号発
生回路であって、第2の遅延手段を、遅延量が比較的大
きい複数の固定遅延回路と、複数の固定遅延回路の出力
を選択的に内部クロック信号として取出す回路とで構成
する。これにより、位相同期させる周波数が低い場合で
あっても、レイアウト面積の小さい内部クロック信号発
生回路で、高精度に位相同期させることが可能となる。
また、内部クロック信号発生回路がロックした場合、第
2の遅延手段における選択状態を保持する。これによ
り、固定遅延回路の付加によるジッタの発生を抑えるこ
とができる。
【0243】請求項6に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、外部クロック信号の初期サイクル内に、外部クロッ
ク信号のサイクル長を判定し、判定結果に応じて、第2
の遅延手段による遅延を実現する。これにより、初期ロ
ックイン時間を短縮することができる。
【0244】請求項7に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、外部クロック信号の初期サイクル内に、外部クロッ
ク信号のサイクル長を判定し、判定結果に応じて、第2
の遅延手段による遅延を実現する。これにより、初期ロ
ックイン時間を短縮することができる。また、ロックし
た後は、第2の遅延手段における選択状態を保持するこ
とにより、ジッタの発生を抑えることができる。
【0245】請求項8に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相同期させるサイクル長に応じて、位相差の検出
対象となる内部クロック信号をシフトすることにより、
初期ロックイン時間を短縮することができる。
【0246】請求項9に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相同期させるサイクル長に応じて、位相差の検出
対象となる内部クロック信号をシフトすることにより、
初期ロックイン時間を短縮することができる。また、ロ
ックした後は、第2の遅延手段における選択状態を保持
することにより、ジッタの発生を抑えることができる。
【0247】請求項10に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項2に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相同期させるサイクル長に応じて、位相差の検出
対象となる内部クロック信号をシフトすることにより、
初期ロックイン時間を短縮することができる。また、外
部クロック信号のサイクル長に応じて、第2の遅延手段
による遅延を行なうことにより、初期ロックイン時間を
短縮することができる。
【0248】請求項11に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項4に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相同期させるサイクル長に応じて、位相差の検出
対象となる内部クロック信号をシフトすることにより、
初期ロックイン時間を短縮することができる。また、外
部クロック信号のサイクル長に応じて、第2の遅延手段
による遅延を行なうことにより、初期ロックイン時間を
短縮することができる。また、ロックした後は、第2の
遅延手段における選択状態を保持することにより、ジッ
タの発生を抑えることができる。
【0249】請求項12および請求項13に係る内部ク
ロック信号発生回路は、請求項1に係る内部クロック信
号発生回路であって、外部クロック信号または内部クロ
ック信号のいずれが早く到達したかを判定するクロスカ
ップル回路と、外部クロック信号または内部クロック信
号を微小に遅延した信号のいずれが早く到達したかを判
定するクロスカップル回路とを用いて位相差を検出す
る。これにより、安定した動作で微小な位相差を検出す
ることが可能となる。
【0250】請求項14に係る内部クロック信号発生回
路は、請求項1に係る内部クロック信号発生回路であっ
て、位相差に応じて、直接、容量結合されるMOSキャ
パシタを用いて遅延量の変化を調整する。これにより、
低電源電圧であっても所望の遅延動作が保証される。
【0251】請求項15および請求項16に係る内部ク
ロック信号発生回路は、位相同期させるサイクル長に応
じて、位相差の検出対象となる内部クロック信号をシフ
トする。これにより、初期ロックイン時間を短縮するこ
とができる。
【0252】請求項17および請求項18に係る内部ク
ロック信号発生回路は、位相差に応じて、直接、容量結
合されるMOSキャパシタを用いて遅延量の変化を調整
することが可能な遅延段を備えることにより、低電源電
圧であっても所望の遅延動作が保証される。
【0253】請求項19および請求項20に係る位相比
較器は、外部クロック信号または内部クロック信号のい
ずれが早く到達したかを判定するクロスカップル回路
と、外部クロック信号または内部クロック信号を微小に
遅延した信号のいずれが早く到達したかを判定するクロ
スカップル回路とを用いて、位相差を検出する。これに
より、安定した動作で微小な位相差を検出することが可
能となる。
【0254】請求項21、請求項22および請求項23
に係る内部クロック信号発生回路の試験方法は、半導体
装置に印加する基準電位をもちいて、内部クロック信号
発生回路の動作を試験する。基準電位を下げることで、
レーザトリミング時においても、低速なテスタを用いて
内部クロック信号発生回路の動作試験を行なうことが可
能となる。これにより、ファイナルテストに至るまで
に、不良のチップを取除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における内部クロック
信号発生回路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を示
す図である。
【図2】 図1に示す微小遅延段10の構成を示すブロ
ック図である。
【図3】 図2に示す遅延ユニットの具体的構成の一例
を示す回路図である。
【図4】 図1に示す遅延段20の構成を示すブロック
図である。
【図5】 図4に示す遅延回路26の具体的構成の一例
を示す回路図である。
【図6】 図5に示す固定遅延回路の具体的構成の一例
を示す回路図である。
【図7】 図4に示す信号発生回路22の具体的構成の
一例を示す図である。
【図8】 図7に示すシフトレジスタR1♯0〜R1♯
2の具体的構成の一例を示す回路図である。
【図9】 図4に示すデコーダ24の具体的構成の一例
を示す回路図である。
【図10】 図4に示す選択信号発生回路28の動作を
説明するための図である。
【図11】 図1に示す制御回路50の構成を示すブロ
ック図である。
【図12】 図11に示すシフトレジスタの具体的構成
の一例を示す回路図である。
【図13】 本発明の実施の形態2における内部クロッ
ク信号発生回路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を
示すブロック図である。
【図14】 図13に示す遅延段120の主要部の構成
を示すブロック図である。
【図15】 図14に示す信号発生回路122の具体的
構成の一例を示す図である。
【図16】 本発明の実施の形態3における内部クロッ
ク信号発生回路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を
示すブロック図である。
【図17】 図16に示す初期位相比較回路60の具体
的構成の一例を示す図である。
【図18】 初期位相比較回路60における信号EC2
Bとマスク信号ICV2との関係を説明するためのタイ
ミングチャートである。
【図19】 図17に示す分周回路D1の具体的構成の
一例を示す図である。
【図20】 本発明の実施の形態3における初期位相比
較回路60の動作を説明するためのタイミングチャート
である。
【図21】 本発明の実施の形態3における初期位相比
較回路60の動作を説明するためのタイミングチャート
である。
【図22】 図16に示す遅延段220の構成を示すブ
ロック図である。
【図23】 図22に示す信号発生回路222に含まれ
る回路構成を示す図である。
【図24】 図22に示す信号発生回路222に含まれ
る回路構成を示す図である。
【図25】 本発明の実施の形態4における内部クロッ
ク信号発生回路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を
示す図である。
【図26】 本発明の実施の形態4における内部クロッ
ク信号発生回路を含む半導体記憶装置の主要部の構成を
示す図である。
【図27】 図25および図26に示す比較制御回路7
0の構成を示す回路図である。
【図28】 図27に示す分周回路D2の具体的構成の
一例を示す図である。
【図29】 図27に示す比較制御回路70の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
【図30】 本発明の実施の形態4における位相比較の
効果について説明するためのタイミングチャートであ
る。
【図31】 比較制御回路70を設けない場合の位相比
較の状態を説明するためのタイミングチャートである。
【図32】 位相比較器90の構成を示す回路図であ
る。
【図33】 図32に示す位相比較器90の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
【図34】 本発明の実施の形態5における位相比較器
130の構成を示す図である。
【図35】 図34におけるクロスカップル回路の具体
的構成の一例を示す回路図である。
【図36】 図34に示す位相比較器130の動作を説
明するためタイミングチャートである。
【図37】 図34に示す位相比較器130の動作を説
明するためタイミングチャートである。
【図38】 図34に示す位相比較器130の動作を説
明するためタイミングチャートである。
【図39】 本発明の実施の形態6における内部クロッ
ク信号発生回路の試験に使用するボルテージダウンコン
バータ190の構成を示す図である。
【図40】 本発明の実施の形態6における内部クロッ
ク信号発生回路の試験方法を示すフロー図である。
【図41】 本発明の実施の形態7における遅延素子1
5の構成を示す図である。
【図42】 DDR−SDRAMにおける出力タイミン
グを説明するためのタイミングチャートである。
【図43】 従来の内部クロック信号発生回路を含む半
導体記憶装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 入力バッファ、4 出力バッファレプリカ、6 入
力バッファレプリカ、8 出力バッファ、10 微小遅
延段、20,120,220 遅延段、30,130
位相比較器、40 コマンドデコーダ、50 制御回
路、22 信号発生回路、24 デコーダ、26 遅延
回路、28 選択信号発生回路、25 固定遅延回路、
60 初期位相比較回路,70 比較制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B079 BA20 BB10 BC02 BC03 CC02 CC14 DD06 DD13 DD20 5J001 AA04 BB00 BB01 BB02 BB10 BB11 BB12 BB14 BB23 BB24 DD05 5J039 JJ07 JJ11 KK02 KK04 KK10 KK13 KK26 KK27 MM03 MM16 5J106 AA03 CC26 CC59 DD24 DD43 DD46 GG10 HH02 JJ06 KK03 KK06 KK25 KK32 KK37 KK38

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から与えられる外部クロック信号に
    位相同期した内部クロック信号を発生する内部クロック
    信号発生回路であって、 前記外部クロック信号と前記内部クロック信号との位相
    差を検出する位相差検出手段と、 前記検出した位相差に応じて第1の時間幅で遅延量が変
    更可能であり、前記外部クロック信号を遅延させて出力
    する第1の遅延手段と、 前記検出した位相差に応じて前記第1の時間幅より大き
    い第2の時間幅で遅延量が変更可能であり、前記第1の
    遅延手段の出力を遅延させて前記内部クロック信号とし
    て出力する第2の遅延手段とを備える、内部クロック信
    号発生回路。
  2. 【請求項2】 前記第2の遅延手段は、 前記第1の遅延手段の出力に対して直列に配置される複
    数の固定遅延手段を含み、前記複数の固定遅延手段のそ
    れぞれは、前記第2の時間幅に相当する時間だけ入力し
    た信号を遅延して出力し、 前記検出した位相差に応じて、前記第1の遅延手段の出
    力もしくは前記複数の固定遅延手段のそれぞれの出力の
    うちのいずれか1つを選択して前記内部クロック信号と
    して取出す選択手段をさらに含む、請求項1記載の内部
    クロック信号発生回路。
  3. 【請求項3】 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記検出した位相差に応答して、前記複数のゲート手段
    のいずれか1つを選択状態とするための選択信号を発生
    する選択信号発生手段とを含む、請求項2記載の内部ク
    ロック信号発生回路。
  4. 【請求項4】 前記位相差検出手段は、 前記外部クロック信号と前記内部クロック信号とが位相
    同期したことを検出して位相ロック信号を出力し、 前記第2の遅延手段は、 前記第1の遅延手段の出力に対して直列に配置される複
    数の固定遅延手段を含み、前記複数の固定遅延手段のそ
    れぞれは、前記第2の時間幅に相当する時間だけ入力し
    た信号を遅延して出力し、 前記検出した位相差に応じて、前記第1の遅延手段の出
    力もしくは前記複数の固定遅延手段のそれぞれの出力の
    うちのいずれか1つを選択して前記内部クロック信号と
    して出力し、前記位相ロック信号に応じて、前記位相ロ
    ック信号を受けた時点で前記いずれか1つを選択した状
    態を保持する選択手段をさらに含む、請求項1記載の内
    部クロック信号発生回路。
  5. 【請求項5】 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記複数のゲート手段のいずれか1つを選択状態にする
    ための選択信号を発生する選択信号発生手段と、 前記位相ロック信号に応じて、前記位相ロック信号を受
    けた時点での前記選択信号の状態を保持させる手段とを
    含む、請求項4記載の内部クロック信号発生回路。
  6. 【請求項6】 動作開始時において、前記外部クロック
    信号の初期サイクル内に、前記外部クロック信号のサイ
    クル長を判定する初期判定手段をさらに備え、 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記検出された位相差、または前記外部クロック信号の
    サイクル長に応じて、前記複数のゲート手段のいずれか
    1つを選択状態にするための選択信号を発生する選択信
    号発生手段とを含む、請求項2記載の内部クロック信号
    発生回路。
  7. 【請求項7】 動作開始時において、前記外部クロック
    信号の初期サイクル内に、前記外部クロック信号のサイ
    クル長を判定する初期判定手段をさらに備え、 前記位相差検出手段は、 前記外部クロック信号と前記内部クロック信号とが位相
    同期したことを検出して、位相ロック信号を出力し、 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記検出された位相差、または前記外部クロック信号の
    サイクル長に応じて、前記複数のゲート手段のいずれか
    1つを選択状態にするための選択信号を発生する選択信
    号発生手段と、 前記位相ロック信号に応じて、前記位相ロック信号を受
    けた時点での前記選択信号の状態を保持させる手段とを
    含む、請求項4記載の内部クロック信号発生回路。
  8. 【請求項8】 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出する検出手段と、 位相同期させるサイクル長に応じて、前記検出手段にお
    ける検出の対象となる前記内部クロック信号をシフトさ
    せる比較制御手段とを含む、請求項2記載の内部クロッ
    ク信号発生回路。
  9. 【請求項9】 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出し、前記外部クロック信号と前記内部
    クロック信号とが位相同期したことを検出して位相ロッ
    ク信号を出力する検出手段と、 位相同期させるサイクル長に応じて、前記検出手段にお
    ける検出の対象となる前記内部クロック信号をシフトさ
    せる比較制御手段とを含む、請求項4記載の内部クロッ
    ク信号発生回路。
  10. 【請求項10】 動作開始時において、前記外部クロッ
    ク信号の初期サイクル内に、前記外部クロック信号のサ
    イクル長を判定する初期判定手段をさらに備え、 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出する検出手段と、 位相同期させるサイクル長に応じて、前記検出手段にお
    ける検出の対象となる前記内部クロック信号をシフトさ
    せる比較制御手段とを含み、 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記検出された位相差、または前記外部クロック信号の
    サイクル長に応じて、前記複数のゲート手段のいずれか
    1つを選択状態にするための選択信号を発生する選択信
    号発生手段とを含む、請求項2記載の内部クロック信号
    発生回路。
  11. 【請求項11】 動作開始時において、前記外部クロッ
    ク信号の初期サイクル内に、前記外部クロック信号のサ
    イクル長を判定する初期判定手段をさらに備え、 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出し、前記外部クロック信号と前記内部
    クロック信号とが位相同期したことを検出して位相ロッ
    ク信号を出力する検出手段と、 位相同期させるサイクル長に応じて、前記検出手段にお
    ける検出の対象となる前記内部クロック信号をシフトさ
    せる比較制御手段とを含み、 前記選択手段は、 前記第1の遅延手段の出力、および前記複数の固定遅延
    手段のそれぞれの出力にそれぞれ対応して設けられる複
    数のゲート手段と、 前記検出された位相差、または前記外部クロック信号の
    サイクル長に応じて、前記複数のゲート手段のいずれか
    1つを選択状態にするための選択信号を発生する選択信
    号発生手段と、 前記位相ロック信号に応じて、前記位相ロック信号を受
    けた時点での前記選択信号の状態を保持させる手段とを
    含む、請求項4記載の内部クロック信号発生回路。
  12. 【請求項12】 前記位相差検出手段は、 前記内部クロック信号と前記外部クロック信号とを入力
    に受け、前記内部クロック信号または前記外部クロック
    信号のうちいずれが速く到達したかを判定して第1の判
    定信号を発生するとともに、前記第1の判定信号を保持
    する第1の判定手段と、 前記内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信号と前
    記外部クロック信号とを入力に受け、前記内部クロック
    信号を微小時間だけ遅延した信号または前記外部クロッ
    ク信号のうちいずれが速く到達したかを判定して第2の
    判定信号を発生するとともに、前記第2の判定信号を保
    持する第2の判定手段と、 前記第1の判定信号および前記第2の判定信号に基づ
    き、前記位相差を検出する手段とを含む、請求項1記載
    の内部クロック信号発生回路。
  13. 【請求項13】 前記第1の判定手段は、 動作開始時にリセットされ、位相同期の開始後に前記第
    1の判定信号を出力する第1の判定ノードと、 動作開始時にリセットされる第2の判定ノードと、 前記外部クロック信号の到達により前記第1の判定ノー
    ドをセットし、前記内部クロック信号の到達により前記
    第1の判定ノードをリセットする第1の設定回路と、 前記内部クロック信号の到達により前記第2の判定ノー
    ドをセットし、前記外部クロック信号の到達により前記
    第2の判定ノードをリセットする第2の設定回路とを含
    み、 前記第2の判定手段は、 動作開始時にリセットされ、位相同期の開始後に前記第
    2の判定信号を出力する第3の判定ノードと、 動作開始時にリセットされる第4の判定ノードと、 前記外部クロック信号の到達により前記第3の判定ノー
    ドをセットし、前記内部クロック信号を微小時間だけ遅
    延した信号の到達により前記第3の判定ノードをリセッ
    トする第3の設定回路と、 前記内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信号の到
    達により前記第4の判定ノードをセットし、前記外部ク
    ロック信号の到達により前記第4の判定ノードをリセッ
    トする第4の設定回路とを含む、請求項12記載の内部
    クロック信号発生回路。
  14. 【請求項14】 前記第1の遅延手段は、 遅延回路と、 前記遅延回路に接続され、前記検出された位相差に応じ
    て前記遅延回路に容量結合されるMOSトランジスタと
    を含み、 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出する検出手段と、 前記検出された位相差に応答して、前記MOSトランジ
    スタの容量結合を制御する制御信号を発生する手段とを
    含み、 前記MOSトランジスタは、 前記遅延回路と接続されるゲート電極と、 前記制御信号を受けるソース/ドレイン領域とで構成さ
    れる、請求項1記載の内部クロック信号発生回路。
  15. 【請求項15】 外部から与えられる外部クロック信号
    に位相同期した内部クロック信号を発生する内部クロッ
    ク信号発生回路であって、 前記外部クロック信号と前記内部クロック信号との位相
    差を検出する検出手段と、位相同期させるサイクル長に
    応じて、前記検出手段における検出の対象となる前記内
    部クロック信号をシフトさせる比較制御手段とを含む位
    相差比較手段と、 前記検出した位相差に応じて遅延量が変更可能であり、
    前記外部クロック信号を遅延させて前記内部クロック信
    号を出力する遅延手段とを備える、内部クロック信号発
    生回路。
  16. 【請求項16】 前記比較制御手段は、前記検出の対象
    となる前記内部クロック信号を少なくとも1クロック分
    ずらす、請求項15記載の内部クロック信号発生回路。
  17. 【請求項17】 外部から与えられる外部クロック信号
    に位相同期した内部クロック信号を発生する内部クロッ
    ク信号発生回路であって、 前記外部クロック信号と前記内部クロック信号との位相
    差を検出する位相差検出手段と、 前記外部クロック信号を通過させることにより、前記内
    部クロック信号を出力する遅延回路と、 前記遅延回路に接続され、前記検出された位相差に応じ
    て前記遅延回路に容量結合されるMOSトランジスタを
    含む可変容量手段とを備える、内部クロック信号発生回
    路。
  18. 【請求項18】 前記位相差検出手段は、 前記位相差を検出する検出手段と、 前記検出された位相差に応じて、前記MOSトランジス
    タの容量結合を制御する制御信号を発生する手段とを含
    み、 前記MOSトランジスタは、 前記遅延回路に接続されるゲート電極と、 前記制御信号を受けるソース/ドレイン領域とで構成さ
    れる、請求項17記載の内部クロック信号発生回路。
  19. 【請求項19】 内部クロック信号と外部クロック信号
    とを入力に受け、前記内部クロック信号または前記外部
    クロック信号のうちいずれが速く到達したかを判定して
    第1の判定信号を発生するとともに、前記第1の判定信
    号を保持する第1の判定手段と、 前記内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信号と前
    記外部クロック信号とを入力に受け、前記内部クロック
    信号を微小時間だけ遅延した信号または前記外部クロッ
    ク信号のうちいずれが速く到達したかを判定して第2の
    判定信号を発生するとともに、前記第2の判定信号を保
    持する第2の判定手段と、 前記第1の判定信号および前記第2の判定信号に基づ
    き、前記位相差を検出する手段とを含む、位相比較器。
  20. 【請求項20】 前記第1の判定手段は、 動作開始時にリセットされ、位相同期の開始後に前記第
    1の判定信号を出力する第1の判定ノードと、 動作開始時にリセットされる第2の判定ノードと、 前記外部クロック信号の到達により前記第1の判定ノー
    ドをセットし、前記内部クロック信号の到達により前記
    第1の判定ノードをリセットする第1の設定回路と、 前記内部クロック信号の到達により前記第2の判定ノー
    ドをセットし、前記外部クロック信号の到達により前記
    第2の判定ノードをリセットする第2の設定回路とを含
    み、 前記第2の判定手段は、 動作開始時にリセットされ、位相同期の開始後に前記第
    2の判定信号を出力する第3の判定ノードと、 動作開始時にリセットされる第4の判定ノードと、 前記外部クロック信号の到達により前記第3の判定ノー
    ドをセットし、前記内部クロック信号を微小時間だけ遅
    延した信号の到達により前記第3の判定ノードをリセッ
    トする第3の設定回路と、 前記内部クロック信号を微小時間だけ遅延した信号の到
    達により前記第4の判定ノードをセットし、前記外部ク
    ロック信号の到達により前記第4の判定ノードをリセッ
    トする第4の設定回路とを含む、請求項19記載の位相
    比較器。
  21. 【請求項21】 外部から与えられる外部クロック信号
    と内部クロック信号との位相差を検出する位相差検出回
    路と、前記検出した位相差に応答して、前記外部クロッ
    ク信号を遅延させて前記外部クロック信号に位相同期し
    た内部クロック信号を発生させるための遅延回路と、前
    記位相差検出回路における位相同期の結果を記憶する記
    憶回路とを含む内部クロック信号発生回路の試験方法に
    おいて、 前記内部クロック信号発生回路を備える半導体装置に試
    験装置を接続するステップと、 前記半導体装置に、外部から基準電圧を与えるステップ
    と、 前記外部から与える基準電圧の電圧レベルを下げるステ
    ップと、 前記電圧レベルを下げた基準電圧に従って、所定時間の
    間、前記内部クロック信号発生回路を動作させる動作ス
    テップと、 前記記憶回路に記憶される位相同期の結果に基づき、前
    記内部クロック信号発生回路の動作が正常か否かを判定
    する判定ステップとを備える、内部クロック信号発生回
    路の試験方法。
  22. 【請求項22】 前記判定ステップは、 前記試験装置を用いて、前記記憶回路に記憶される情報
    を検出するステップを含む、請求項21記載の内部クロ
    ック信号発生回路の試験方法。
  23. 【請求項23】 前記半導体装置は、 前記外部から与えられる基準電圧に基づき、電源電圧を
    降下させる電圧降下回路をさらに含み、 前記内部クロック信号発生回路は、前記電圧降下回路の
    出力に基づき動作する、請求項22記載の内部クロック
    信号発生回路の試験方法。
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