JP2000149560A - 半導体記憶装置のデコーダ回路 - Google Patents

半導体記憶装置のデコーダ回路

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JP2000149560A
JP2000149560A JP10322257A JP32225798A JP2000149560A JP 2000149560 A JP2000149560 A JP 2000149560A JP 10322257 A JP10322257 A JP 10322257A JP 32225798 A JP32225798 A JP 32225798A JP 2000149560 A JP2000149560 A JP 2000149560A
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voltage
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transistor
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JP10322257A
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Shigeru Atsumi
滋 渥美
Hideo Kato
秀雄 加藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半導体記憶装置のデコーダ回路にお
いて、オフリーク電流を削減するのみでなく、オフリー
ク以外のリーク成分がある場合でも、チップ選択直後の
誤動作を防止できるようにすることを最も主要な特徴と
する。 【解決手段】たとえば、デコード部22を構成するMO
Sトランジスタのうち、少なくとも、スタンドバイ時に
オフするpチャネルMOSトランジスタの共通ソースラ
イン24bと電源ライン24aとの間に、スタンドバイ
電流を削減するためのpチャネルMOSトランジスタ2
6を接続する。また、このMOSトランジスタ26と並
列に、ソースと基板との間の電位差をクランプするため
のダイオード28を挿入する。こうして、サブスレショ
ルド電流以下の微小リーク電流が流れる場合でも、ソー
スと基板との間の電位差が大きくなりすぎて、内部電圧
が下がりすぎるといった不具合を改善することが可能な
構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
のデコーダ回路にかかり、特に、複数の行と列とからな
るメモリセルアレイに対し、チップ選択時(アクティブ
時)には選択された行・列に選択状態を、非選択の行・
列に非選択状態を与え、チップ非選択時(スタンドバイ
時)にはすべての行・列に非選択状態を与える、半導体
記憶装置のデコーダ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用機器の普及にともない、機
器に内蔵される半導体記憶装置に対しても低電圧化・低
消費電力化の要求が高まってきている。半導体記憶装置
において、電源電圧を下げていった場合に問題となるの
は、MOS(Metal Oxide Semiconductor )トランジス
タのしきい値のスケーリングにともなうサブスレショル
ド電流の増加、および、それに起因するスタンドバイ電
流の増大である。
【0003】MOSメモリの場合、その周辺部のほとん
どはデコーダ回路である。このことから、デコーダ回路
でのリーク電流(オフリーク電流またはサブスレショル
ド電流)を小さくすることが、スタンドバイ電流の削減
にとって最も効率的な方法であるといえる。
【0004】図7は、スタンドバイ電流の削減を可能に
した、従来(たとえば、“ Sub−threshold Current Re
duction for Decoded −Driver by Self−Reverse Bias
ing”IEEE JSSC Vol.28,pp.1136−1143,1993)の、
デコーダ回路の概略(ドライバ部の構成)を示すもので
ある。
【0005】このドライバ部は、たとえば同図(a)に
示すように、n個のデコード部にそれぞれ対応する複数
のワード線ドライバD(この場合、n個のドライバD1
〜D n )の、スタンドバイ時にオフする、各pチャネル
MOSトランジスタMD (M D1〜MDn(チャネル幅(ゲ
ート幅)Wd))のソースが共通化されるとともに、そ
の共通ソースと電源電圧VC との間に、リーク電流をカ
ットするためのpチャネルMOSトランジスタMC (チ
ャネル幅Wc)が挿入されてなる構成とされている。
【0006】そして、スタンドバイ状態では、それぞれ
のpチャネルMOSトランジスタM D1〜MDn,MC のゲ
ートは、電源電圧VC にバイアスされるように構成され
ている。
【0007】このとき、同図(b)に示すように、pチ
ャネルMOSトランジスタMD1〜M Dnのゲート/基板間
の電圧は0V、pチャネルMOSトランジスタMC のゲ
ート/基板間の電圧は(VC1−VC )V=ΔVSRB とな
る。
【0008】また、pチャネルMOSトランジスタMD1
〜MDnに流れる総電流IMDは後掲する数1の(1)式に
よって、pチャネルMOSトランジスタMC に流れる電
流I MCは後掲する数1の(2)式によって、それぞれ表
わされる。
【0009】
【数1】
【0010】そして、両電流IMD,IMCがつり合うとこ
ろで、内部電圧(ソース電圧)VC1は安定する。
【0011】このような構成によれば、もともと、「n
×Wd」に比例したスタンドバイ電流であったものが、
「Wc」に比例した値までスタンドバイ電流を削減でき
る。この電流縮小効果は、「n×Wd」と「Wc」との
比を大きくとるほど良くなる。
【0012】この場合、pチャネルMOSトランジスタ
C の挿入によって出力をハイレベルにする際のスピー
ドの劣化が懸念されるが、「Wc」のサイズを、「W
d」のサイズ以上にしておけば、さほど問題にはならな
い。「n」が大きければ、依然として「n×Wd>W
c」の関係が維持されることになる結果、スタンドバイ
電流の削減が期待できる。
【0013】しかしながら、上記した構成の場合、デコ
ーダ回路内でのリーク成分がオフリーク電流のみであれ
ば問題ないが、それ以外のリーク成分があった際に、内
部電圧VC1が下がりすぎる恐れがある(図8参照)。
【0014】それ以外のリーク成分としては、たとえ
ば、ジャンクション・リークが考えられる。この場合、
ゲート電圧によるコントロールが効かなくなるので、上
記した電流縮小効果が期待できない。
【0015】すなわち、オフリーク以外のリーク成分が
「Wc」に比例した電流を越えると、長時間かけて、電
源電圧VC が本来の安定点よりも下がってしまう。その
結果、スタンドバイ状態に長時間おいた後にアクティブ
状態にした際に、デコーダ回路の内部の状態が通常時の
場合と大きく異なることになり、これが誤動作の原因と
なっている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、デコーダ回路を構成する複数個のトランジ
スタのうち、スタンドバイ時にオフするすべてのトラン
ジスタのソースを共通化し、そのソース電位と基板電位
との間にオフリーク電流カット用のトランジスタを挿入
することによってスタンドバイ電流を削減できるもの
の、オフリーク以外のリーク成分があると、ソースと基
板との間の電位差が大きくなりすぎて、アクティブ状態
になった直後の動作が不安定になるという問題があっ
た。
【0017】そこで、この発明は、オフリーク電流によ
るスタンドバイ電流を削減でき、しかも、オフリーク以
外のリーク成分がある場合にも、アクティブ状態になっ
た直後の誤動作を防止することが可能な半導体記憶装置
のデコーダ回路を提供することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、第一の電圧をハイレベル、接地レベ
ルをローレベルとする複数の信号をデコードし、第一の
電圧をハイレベル、接地レベルをローレベルとする信号
を出力するデコード手段と、このデコード手段からの出
力信号を受け、第二の電圧をハイレベル、第三の電圧を
ローレベルとする反転信号に変換して出力する出力手段
とを有する半導体記憶装置の複数のデコーダ回路であっ
て、基板は第二の電圧が印加される第1のノードに接続
され、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の
第1のトランジスタのソースが共通の第2のノードに接
続され、前記第2のノードおよび前記第1のノードの間
には、ドレインが前記第2のノードに接続され、ソース
および基板が前記第1のノードにそれぞれ接続され、動
作時には導通状態に、パワーダウンモード時には非導通
状態に制御される第2のトランジスタと、この第2のト
ランジスタと並列に、前記第2のノードの電圧をクラン
プするための素子とが設けられてなる構成とされてい
る。
【0019】また、この発明は、第一の電圧をハイレベ
ル、接地レベルをローレベルとする複数の信号をデコー
ドし、第一の電圧をハイレベル、接地レベルをローレベ
ルとする信号を出力するデコード手段と、このデコード
手段からの出力信号が入力され、第二の電圧をハイレベ
ル、第二の電圧よりも低い第三の電圧をローレベルとす
る信号に変換するレベルシフト手段と、このレベルシフ
ト手段からの変換信号を受け、第二の電圧をハイレベ
ル、第三の電圧をローレベルとする反転信号に変換して
出力する出力手段とを有する半導体記憶装置の複数のデ
コーダ回路であって、基板は第二の電圧が印加される第
1のノードに接続され、パワーダウンモード時にはオフ
状態となる複数の第1のトランジスタのソースが共通の
第2のノードに接続され、前記第2のノードおよび前記
第1のノードの間には、ドレインが前記第2のノードに
接続され、ソースおよび基板が前記第1のノードにそれ
ぞれ接続され、動作時には導通状態に、パワーダウンモ
ード時には非導通状態に制御される第2のトランジスタ
が設けられてなる構成とされている。
【0020】また、この発明は、第一の電圧をハイレベ
ル、接地レベルをローレベルとする複数の信号をデコー
ドし、第一の電圧をハイレベル、接地レベルをローレベ
ルとする信号を出力するデコード手段と、このデコード
手段からの出力信号を受け、第二の電圧をハイレベル、
第三の電圧をローレベルとする反転信号に変換して出力
する出力手段とを有する半導体記憶装置の複数のデコー
ダ回路であって、基板は第二の電圧が印加される第1の
ノードに接続され、パワーダウンモード時にはオフ状態
となる複数の第1のトランジスタのソースが共通の第2
のノードに接続され、前記第2のノードおよび前記第1
のノードの間には、ドレインが前記第2のノードに接続
され、ソースおよび基板が前記第1のノードにそれぞれ
接続され、動作時には導通状態に、パワーダウンモード
時には非導通状態に制御される第2のトランジスタと、
この第2のトランジスタと並列に、前記第2のノードの
電圧をクランプするための第1の素子と、基板は第三の
電圧が印加される第3のノードに接続され、パワーダウ
ンモード時にはオフ状態となる複数の第1のトランジス
タのソースが共通の第4のノードに接続され、前記第4
のノードおよび前記第3のノードの間には、ドレインが
前記第4のノードに接続され、ソースおよび基板が前記
第3のノードにそれぞれ接続され、動作時には導通状態
に、パワーダウンモード時には非導通状態に制御される
第3のトランジスタと、この第3のトランジスタと並列
に、前記第4のノードの電圧をクランプするための第2
の素子とが設けられてなる構成とされている。
【0021】さらに、この発明は、第一の電圧をハイレ
ベル、接地レベルをローレベルとする複数の信号をデコ
ードし、第一の電圧をハイレベル、接地レベルをローレ
ベルとする信号を出力するデコード手段と、このデコー
ド手段からの出力信号が入力され、第二の電圧をハイレ
ベル、第二の電圧よりも低い第三の電圧をローレベルと
する信号に変換するレベルシフト手段と、このレベルシ
フト手段からの変換信号を受け、第二の電圧をハイレベ
ル、第三の電圧をローレベルとする反転信号に変換して
出力する出力手段とを有する半導体記憶装置の複数のデ
コーダ回路であって、基板は第二の電圧が印加される第
1のノードに接続され、パワーダウンモード時にはオフ
状態となる複数の第1のトランジスタのソースが共通の
第2のノードに接続され、前記第2のノードおよび前記
第1のノードの間には、ドレインが前記第2のノードに
接続され、ソースおよび基板が前記第1のノードにそれ
ぞれ接続され、動作時には導通状態に、パワーダウンモ
ード時には非導通状態に制御される第2のトランジスタ
と、基板は第三の電圧が印加される第3のノードに接続
され、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の
第1のトランジスタのソースが共通の第4のノードに接
続され、前記第4のノードおよび前記第3のノードの間
には、ドレインが前記第4のノードに接続され、ソース
および基板が前記第3のノードにそれぞれ接続され、動
作時には導通状態に、パワーダウンモード時には非導通
状態に制御される第3のトランジスタとが設けられてな
る構成とされている。
【0022】この発明の半導体記憶装置のデコーダ回路
によれば、たとえオフリーク以外のリーク成分があった
としても、ソースと基板との間の電位差が大きくなるの
を阻止できるようになる。これにより、内部電圧が下が
りすぎるといった不具合を改善することが可能となるも
のである。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0024】図1は、本発明にかかる半導体記憶装置の
一構成例を、DRAM(Dynamic Random Access Memor
y)を例に示すものである。
【0025】このDRAMの場合、ローアドレス入力は
ローアドレス・バッファ11に供給され、そのバッファ
11内に蓄えられる。バッファ11内に蓄えられたロー
アドレス入力は、ローデコーダ部21に供給される。
【0026】ローデコーダ部21は、たとえば、複数の
行と列とからなるメモリセル・アレイ31の、各行に対
応するワード線WL1 〜WLn ごとに、デコーダ回路と
してのローデコーダ211 〜21n が設けらている。
【0027】すなわち、ローデコーダ211 〜21
n は、上記ローアドレス入力に応じて、アクティブ時
(チップ選択時)には選択された行に選択状態を、非選
択の行に非選択状態を与え、スタンドバイ時(チップ非
選択時)にはすべての行に非選択状態を与えるようにな
っている。なお、上記ローデコーダ211 〜21n の詳
細については後述する。
【0028】一方、カラムアドレス入力はカラムアドレ
ス・バッファ41に供給され、そのバッファ41内に蓄
えられる。バッファ41内に蓄えられたカラムアドレス
入力は、カラムデコーダ部51に供給される。
【0029】カラムデコーダ部51は、センスアンプ6
1を介して、複数の行と列とからなるメモリセル・アレ
イ31の、各列に対応するビット線BLの1つを選択す
るためのもので、たとえば、上記カラムアドレス入力に
応じて、アクティブ時には選択された列に選択状態を、
非選択の列に非選択状態を与え、スタンドバイ時にはす
べての列に非選択状態を与えるようになっている。
【0030】また、上記センスアンプ61には入出力
(I/O)バッファ71がさらに接続されて、上記メモ
リセル・アレイ31との間でのデータの入出力、つま
り、アクティブ時に選択状態とされた、行および列に対
応するメモリセルのデータの読み出しが行われるように
なっている。
【0031】図2は、本発明の実施の第一の形態にかか
る、上記ローデコーダ211 〜21 n の概略構成を示す
ものである。なお、ここでは、各ローデコーダ211
21 n におけるデコード部を、第一の電圧をハイレベ
ル、接地レベルをローレベルとする複数の信号をデコー
ドし、第一の電圧をハイレベル、接地レベルをローレベ
ルとする信号を出力するデコード手段と、このデコード
手段からの出力信号を受け、第二の電圧をハイレベル、
第三の電圧をローレベルとする反転信号に変換して出力
する出力手段とによって、それぞれ構成した場合につい
て説明する。
【0032】この場合、ローデコーダ211 〜21
n は、たとえば、スタンドバイ時にローレベル(L)の
信号を出力するようになっている。すなわち、上記ロー
デコーダ211 〜21n は、それぞれ、デコード部22
とドライバ部23とを備えて構成されている。
【0033】デコード部22は、たとえば、上記ローア
ドレス入力が供給されるアンド回路(デコード手段)2
2a、このアンド回路22aの出力とチップイネーブル
信号/CE(明細書中では、便宜上、/によって反転信
号を示す)とが入力されるオア回路22b、および、出
力手段としてのインバータ回路22c,22d,22e
からなっている。
【0034】この場合、上記アンド回路22a、上記オ
ア回路22b、および、上記インバータ回路22c,2
2d,22eは、いずれも図示していないが、複数のp
チャネル型およびnチャネル型のMOSトランジスタに
より形成される周知の構成となっている。
【0035】そして、上記デコード部22を構成する複
数のMOSトランジスタのうち、スタンドバイ(パワー
ダウンモード)時にオフするpチャネルMOSトランジ
スタ(第1のトランジスタ)は、各基板が、第二の電圧
が印加される電源(Vdd)ライン(第1のノード)2
4aにそれぞれ接続され、各ソースが、共通ソースライ
ン(第2のノード)24bにそれぞれ接続されている。
【0036】また、スタンドバイ時にオフするnチャネ
ルMOSトランジスタ(第1のトランジスタ)は、各基
板が接地(GND)ライン(第3のノード)25aにそ
れぞれ接続され、各ソースが共通ソースライン(第4の
ノード)25bにそれぞれ接続されている。
【0037】これにより、上記オア回路22bと上記イ
ンバータ回路22dには、上記電源ライン24aおよび
上記共通ソースライン25bより、動作用の電源が供給
されるようになっている。また、上記インバータ回路2
2c,22eには、上記接地ライン25aおよび上記共
通ソースライン24bより、動作用の電源が供給される
ようになっている。
【0038】さらに、上記電源ライン24aと上記共通
ソースライン24bとの間には、ドレインが上記共通ソ
ースライン24bに接続され、ソースおよび基板が上記
電源ライン24aにそれぞれ接続されて、ゲートがスタ
ンドバイ時にはオフ状態(非導通状態)、アクティブ時
にはオン状態(導通状態)に制御される、第2のトラン
ジスタとしてのpチャネルMOSトランジスタ26が設
けられている。
【0039】また、上記接地ライン25aと上記共通ソ
ースライン25bとの間には、ドレインが上記共通ソー
スライン25bに接続され、ソースおよび基板が上記接
地ライン25aにそれぞれ接続されて、ゲートがスタン
ドバイ時にはオフ状態、アクティブ時にはオン状態に制
御される、第3のトランジスタとしてのnチャネルMO
Sトランジスタ27が設けられている。
【0040】この場合、そのpチャネルMOSトランジ
スタ26のチャネル幅は、上記デコード部22を構成す
る、すべてのpチャネルMOSトランジスタの総チャネ
ル幅よりも小さく、nチャネルMOSトランジスタ27
のチャネル幅は、上記デコード部22を構成する、すべ
てのnチャネルMOSトランジスタの総チャネル幅より
も小さくなるように設定されている。
【0041】このように、pチャネルMOSトランジス
タ26のチャネル幅およびnチャネルMOSトランジス
タ27のチャネル幅を、上記デコード部22を構成す
る、pチャネルMOSトランジスタのチャネル幅の総和
またはnチャネルMOSトランジスタのチャネル幅の総
和よりも十分に小さくすることで、オフリーク電流を大
幅に減少できる。
【0042】さらに、上記電源ライン24aと上記共通
ソースライン24bとの間には、上記pチャネルMOS
トランジスタ26と並列に、上記共通ソースライン24
bの電圧をクランプするための、第1の素子としてのダ
イオード(第1のダイオード)28が順方向に接続され
ている。
【0043】また、上記接地ライン25aと上記共通ソ
ースライン25bの間には、上記nチャネルMOSトラ
ンジスタ27と並列に、上記共通ソースライン25bの
電圧をクランプするための、第2の素子としてのダイオ
ード(第2のダイオード)29が逆方向に接続されてい
る。
【0044】このダイオード28,29は、ソース電位
(内部電圧)をクランプするためのもので、上記ローデ
コーダ211 〜21n の内部をオフリーク以外のリーク
電流が流れた場合に、ソース電位が下がりすぎて、ソー
ス電位と基板電位(電源電圧/接地電圧)との電位差
が、ダイオード28,29のしきい値電圧Vf以上に広
がるのを防ぐようになっている。これにより、ソース電
位と基板電位との間の電位差が大きくなりすぎて、アク
ティブ状態になった直後の動作が不安定になるのを改善
できる。
【0045】このような構成によれば、ローデコーダ2
1 〜21n 内における、サブスレショルド電流に起因
するスタンドバイ電流を、ローデコーダ211 〜21n
の特性を損うことなしに、大幅に削減することが可能と
なる。
【0046】しかも、ローデコーダ211 〜21n の内
部をサブスレショルド電流以下の微小なリーク電流が流
れる場合でも、ソースと基板との電位差がダイオード2
8,29のしきい値電圧Vf以上に大きくなりすぎるの
を阻止できるようになるため、チップ選択直後の動作が
不安定になるのを防ぐことが可能となる。
【0047】上記したように、たとえオフリーク以外の
リーク成分があったとしても、ソースと基板との間の電
位差が大きくなるのを阻止できるようにしている。
【0048】すなわち、ソース電位と基板電位との間
に、スタンドバイ電流を削減するためのMOSトランジ
スタと、このMOSトランジスタ並列に、ソースと基板
との間の電位差をクランプするためのダイオードとを挿
入するようにしている。これにより、サブスレショルド
電流以下の微小リーク電流が流れる場合でも、ソースと
基板との間の電位差が大きくなりすぎて、内部電圧が下
がりすぎるといった不具合を改善することが可能とな
る。したがって、スタンドバイ電流の大幅な削減ととも
に、アクティブ状態になった直後の誤動作をも防止でき
るようになるものである。
【0049】特に、スタンドバイ時より内部電圧を昇圧
するようにしてなるローデコーダを備える、フラッシュ
メモリに適用した場合においては、スタンドバイ電流を
劇的に削減することが可能である。
【0050】図3は、本発明の実施の第二の形態にかか
る、内部電圧を昇圧するようにしてなるローデコーダ1
211 〜121n の概略構成を示すものである。なお、
ここでは、各ローデコーダ1211 〜121n を、第一
の電圧をハイレベル、接地レベルをローレベルとする複
数の信号をデコードし、第一の電圧をハイレベル、接地
レベルをローレベルとする信号を出力するデコード手段
と、このデコード手段からの出力信号が入力され、第二
の電圧をハイレベル、第二の電圧よりも低い第三の電圧
をローレベルとする信号に変換するレベルシフト手段
と、このレベルシフト手段からの変換信号を受け、第二
の電圧をハイレベル、第三の電圧をローレベルとする反
転信号に変換して出力する出力手段とによって、それぞ
れ構成した場合について説明する。
【0051】すなわち、各ローデコーダ1211 〜12
n のデコード部は、たとえば、ローアドレス入力が供
給されるアンド回路(上記デコード手段)122a、こ
のアンド回路122aの出力が入力されるレベルシフタ
(上記レベルシフト手段)122b、および、上記出力
手段としてのインバータ回路122cからなり、スタン
ドバイ時にはローレベル(L)の信号を出力するように
なっている。
【0052】この場合も、上記アンド回路122aおよ
び上記インバータ回路122cは、いずれも図示してい
ないが、複数のpチャネルMOSトランジスタ(第1の
トランジスタ)およびnチャネルMOSトランジスタ
(第1のトランジスタ)により形成される周知の構成と
なっている。
【0053】そして、上記アンド回路122aには、第
1の電源VDDaおよび接地用電源(接地電圧)GND
より、動作用の電源としての、第一の電圧(電源電圧V
dd)が供給されるようになっている。
【0054】また、上記レベルシフタ122bには、第
2の電源VDDbおよび第3の電源Vsscより、第二
の電圧(この場合、上記第一の電圧をもとに生成され
る)および第三の電圧が、それぞれ動作用の電源として
供給されるようになっている。
【0055】すなわち、上記レベルシフタ122bは、
たとえば図4に示すように、上記アンド回路122aか
らの出力信号がnチャネルMOSトランジスタnTr−
aのゲート、および、インバータ回路INVを介して、
nチャネルMOSトランジスタnTr−bのゲートに入
力されるようになっている。
【0056】各nチャネルMOSトランジスタnTr−
a,nTr−bは、それぞれのソースが、接地用電源G
NDに接続されている。
【0057】また、nチャネルMOSトランジスタnT
r−aのドレインは、それぞれ、pチャネルMOSトラ
ンジスタpTr−aのドレイン、pチャネルMOSトラ
ンジスタpTr−bのゲート、および、pチャネルMO
SトランジスタpTr−cのゲートに接続されている。
【0058】nチャネルMOSトランジスタnTr−b
のドレインは、それぞれ、pチャネルMOSトランジス
タpTr−aのゲート、pチャネルMOSトランジスタ
pTr−bのドレイン、pチャネルMOSトランジスタ
pTr−dのゲートに接続されるとともに、一方の出力
(ハイレベル信号)として取り出されるようになってい
る。
【0059】各pチャネルMOSトランジスタpTr−
a,pTr−bは、それぞれのソースが、第2の電源V
DDbに接続されている。
【0060】各pチャネルMOSトランジスタpTr−
c,pTr−dは、それぞれのソースが、第3の電源V
sscに接続されている。
【0061】また、pチャネルMOSトランジスタpT
r−cのドレインは、それぞれ、nチャネルMOSトラ
ンジスタnTr−cのドレイン、nチャネルMOSトラ
ンジスタnTr−dのゲートに接続されるとともに、他
方の出力(ローレベル信号)として取り出されるように
なっている。
【0062】pチャネルMOSトランジスタpTr−d
のドレインは、それぞれ、nチャネルMOSトランジス
タnTr−cのゲート、および、nチャネルMOSトラ
ンジスタnTr−dのドレインに接続されている。
【0063】各nチャネルMOSトランジスタnTr−
c,nTr−dは、それぞれのソースが、接地用電源G
NDに接続されている。
【0064】さらに、上記インバータ回路122cに
は、チップイネーブル信号/CEが入力されることによ
り、ゲートがスタンドバイ時にはオフ状態(非導通状
態)、アクティブ時にはオン状態(導通状態)に制御さ
れる、第2のトランジスタとしてのpチャネルMOSト
ランジスタ126を介して、上記第2の電源VDDbが
接続されている。
【0065】このpチャネルMOSトランジスタ126
は、ドレインが、パワーダウンモード時にはオフ状態と
なる複数の第1のトランジスタのソースが共通に接続さ
れる第2のノード(共通ソースライン)に、ソースおよ
び基板が、第二の電圧が印加されるとともに、上記第1
のトランジスタの基板が接続される第1のノード(電源
(Vdd)ライン)に、それぞれ接続されている。
【0066】また、上記インバータ回路122cには、
チップイネーブル信号CEが入力されることにより、ゲ
ートがスタンドバイ時にはオフ状態、アクティブ時には
オン状態に制御される、第3のトランジスタとしてのn
チャネルMOSトランジスタ127を介して、上記第3
の電源Vsscが接続されている。
【0067】このnチャネルMOSトランジスタ127
は、ドレインが、パワーダウンモード時にはオフ状態と
なる複数の第1のトランジスタのソースが共通に接続さ
れる第4のノード(共通ソースライン)に、ソースおよ
び基板が、第三の電圧が印加されるとともに、上記第1
のトランジスタの基板が接続される第3のノード(接地
(GND)ライン)に、それぞれ接続されている。
【0068】この場合、上記pチャネルMOSトランジ
スタ126および上記nチャネルMOSトランジスタ1
27は、それぞれのチャネル長が、上記第1のトランジ
スタのそれよりも長くなるように設定されている。
【0069】このように、pチャネルMOSトランジス
タ126のチャネル長およびnチャネルMOSトランジ
スタ127のチャネル長を、上記デコード部を構成す
る、pチャネルMOSトランジスタのチャネル長および
nチャネルMOSトランジスタのチャネル長よりも十分
に長くすることで、オフリーク電流を大幅に減少でき
る。
【0070】要するに、内部電圧を昇圧するローデコー
ダの場合、デコーダ回路からのリーク電流は昇圧電位を
損わせるものとなるが、その数倍の電流(1/昇圧回路
の効率)がスタンドバイ電流として流れることになる。
このため、フラッシュメモリでのスタンドバイ電流削減
の効果は著しい。
【0071】なお、上記した本発明の実施の第一の形態
においては、ソースと基板との間の電位差をクランプす
るために、ソース電位と基板電位との間にダイオードを
挿入するようにした場合を例に説明したが、これに限ら
ず、たとえば上記ダイオードの代わりに、ゲートとドレ
インとをショートさせたダイオード接続のMOSトラン
ジスタを用いることも可能である。
【0072】図5は、本発明の実施の第三の形態にかか
る、ローデコーダ211 ’〜21n’の概略構成を示す
ものである。
【0073】このローデコーダ211 ’〜21n ’の場
合、たとえば、電源ライン24aと共通ソースライン2
4bとの間に、pチャネルMOSトランジスタ26と並
列に、第1の素子としてのpチャネルMOSトランジス
タ(第1のMOSトランジスタ)28’が接続されてい
る。このMOSトランジスタ28’は、基板およびソー
スが上記電源ライン24aに、ゲートおよびドレインが
上記共通ソースライン24bに、それぞれ接続されてい
る。
【0074】また、接地ライン25aと共通ソースライ
ン25bの間に、nチャネルMOSトランジスタ27と
並列に、第2の素子としてのnチャネルMOSトランジ
スタ(第2のMOSトランジスタ)29’が接続されて
いる。このMOSトランジスタ29’は、基板およびソ
ースが上記接地ライン25aに、ゲートおよびドレイン
が上記共通ソースライン25bに、それぞれ接続されて
いる。
【0075】この構成のローデコーダ211 ’〜2
n ’においては、ソースと基板と間の電位差が、MO
Sトランジスタ28’,29’のしきい値電圧Vthp
/Vthnによって、それぞれクランプされることにな
る。
【0076】したがって、このような構成によっても、
上記した第一の形態と同様に、オフリーク以外のリーク
電流が流れた場合に、ソース電位と基板電位との電位差
が、MOSトランジスタ28’,29’のしきい値電圧
Vthp/Vthn以上に広がるのを防ぐことが可能と
なる結果、アクティブ状態になった直後の動作が不安定
になるのを改善できる。
【0077】また、メモリセル・アレイの、各行に対応
するワード線ごとに設けられたローデコーダに適用した
場合を例に説明したが、これに限らず、たとえば複数の
デコード部に対して、プリデコーダ(パーシャルデコー
ダ)よりゲート選択信号を選択的に出力するように構成
されたデコーダ回路にも同様に適用できる。
【0078】図6は、本発明の実施の第四の形態にかか
る、デコーダ回路(ローデコーダ部)の概略構成を示す
ものである。
【0079】このデコーダ回路21’は、たとえば、メ
モリセル・アレイ31の、各行に対応するワード線WL
1 〜WLn ごとに設けられた複数のデコード部221
22 n の、該デコード部221 〜22n を構成するpチ
ャネルMOSトランジスタの、共通するソースと基板
(電源電圧Vdd)との間にpチャネルMOSトランジ
スタ26が接続されるとともに、そのpチャネルMOS
トランジスタ26と並列にダイオード28(または、ダ
イオード接続のpチャネルMOSトランジスタ28’)
が接続されている。
【0080】また、該デコード部221 〜22n を構成
するnチャネルMOSトランジスタの、共通するソース
と基板(接地電圧GND)との間にnチャネルMOSト
ランジスタ27が接続されるとともに、そのnチャネル
MOSトランジスタ27と並列にダイオード29(また
は、ダイオード接続のnチャネルMOSトランジスタ2
9’)が接続されている。
【0081】このような構成によっても、スタンドバイ
電流の大幅な削減が可能となるのみでなく、チップ選択
直後の動作が不安定になるのを防止できるようになるも
のである。
【0082】さらに、デコーダ回路としては、ローデコ
ーダ部に限らず、同様に、カラムデコーダ部にも適用で
きる。
【0083】その他、この発明の要旨を変えない範囲に
おいて、種々変形実施可能なことは勿論である。
【0084】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、オフリーク電流によるスタンドバイ電流を削減で
き、しかも、オフリーク以外のリーク成分がある場合に
も、アクティブ状態になった直後の誤動作を防止するこ
とが可能な半導体記憶装置のデコーダ回路を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる半導体記憶装置の構成を、D
RAMを例に示す概略図。
【図2】この発明の実施の第一の形態にかかる、ローデ
コーダの構成例を示す概略図。
【図3】この発明の実施の第二の形態にかかる、ローデ
コーダの構成例を示す概略図。
【図4】かかる、ローデコーダを構成するレベルシフタ
の一例を示す概略図。
【図5】この発明の実施の第三の形態にかかる、ローデ
コーダの構成例を示す概略図。
【図6】この発明の実施の第四の形態にかかる、デコー
ダ回路(ローデコーダ部)の構成例を示す概略図。
【図7】従来技術とその問題点を説明するために示す、
デコーダ回路(ドライバ部)の概略図。
【図8】同じく、従来のデコーダ回路における特性を説
明するために示す概略図。
【符号の説明】
11…ローアドレス・バッファ 21…ローデコーダ部 21’…デコーダ回路(実施の第四の形態) 211 〜21n …ローデコーダ(実施の第一の形態) 211 ’〜21n ’…ローデコーダ(実施の第三の形
態) 22…デコード部 221 〜22n …デコード部 22a…アンド回路 22b…オア回路 22c,22d,22e…インバータ回路 23…ドライバ部 24a…電源(Vdd)ライン 24b…共通ソースライン 25a…接地(GND)ライン 25b…共通ソースライン 26…pチャネルMOSトランジスタ 27…nチャネルMOSトランジスタ 28…ダイオード 28’…pチャネルMOSトランジスタ 29…ダイオード 29’…nチャネルMOSトランジスタ 31…メモリセル・アレイ 41…カラムアドレス・バッファ 51…カラムデコーダ部 61…センスアンプ 71…I/Oバッファ 1211 〜121n …ローデコーダ(実施の第二の形
態) 122a…アンド回路 122b…レベルシフタ 122c…インバータ回路 126…pチャネルMOSトランジスタ 127…nチャネルMOSトランジスタ BL…ビット線 WL1 〜WLn …ワード線

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の電圧をハイレベル、接地レベルを
    ローレベルとする複数の信号をデコードし、第一の電圧
    をハイレベル、接地レベルをローレベルとする信号を出
    力するデコード手段と、 このデコード手段からの出力信号を受け、第二の電圧を
    ハイレベル、第三の電圧をローレベルとする反転信号に
    変換して出力する出力手段とを有する半導体記憶装置の
    複数のデコーダ回路であって、 基板は第二の電圧が印加される第1のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第2のノードに接続
    され、 前記第2のノードおよび前記第1のノードの間には、 ドレインが前記第2のノードに接続され、ソースおよび
    基板が前記第1のノードにそれぞれ接続され、動作時に
    は導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に
    制御される第2のトランジスタと、 この第2のトランジスタと並列に、前記第2のノードの
    電圧をクランプするための素子とが設けられていること
    を特徴とする半導体記憶装置のデコーダ回路。
  2. 【請求項2】 前記素子は、アノードが前記第1のノー
    ドに接続され、カソードが前記第2のノードに接続され
    たダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の
    半導体記憶装置のデコーダ回路。
  3. 【請求項3】 前記素子は、ゲートとドレインとが前記
    第2のノードに接続され、ソースと基板とが前記第1の
    ノードに接続されたMOSトランジスタであることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置のデコーダ回
    路。
  4. 【請求項4】 第一の電圧をハイレベル、接地レベルを
    ローレベルとする複数の信号をデコードし、第一の電圧
    をハイレベル、接地レベルをローレベルとする信号を出
    力するデコード手段と、 このデコード手段からの出力信号が入力され、第二の電
    圧をハイレベル、第二の電圧よりも低い第三の電圧をロ
    ーレベルとする信号に変換するレベルシフト手段と、 このレベルシフト手段からの変換信号を受け、第二の電
    圧をハイレベル、第三の電圧をローレベルとする反転信
    号に変換して出力する出力手段とを有する半導体記憶装
    置の複数のデコーダ回路であって、 基板は第二の電圧が印加される第1のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第2のノードに接続
    され、 前記第2のノードおよび前記第1のノードの間には、ド
    レインが前記第2のノードに接続され、ソースおよび基
    板が前記第1のノードにそれぞれ接続され、動作時には
    導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に制
    御される第2のトランジスタが設けられていることを特
    徴とする半導体記憶装置のデコーダ回路。
  5. 【請求項5】 前記第一の電圧は外部から供給される電
    源電圧であり、前記第二の電圧は、前記第一の電圧をも
    とにチップ内で生成される電圧であることを特徴とする
    請求項4に記載の半導体記憶装置のデコーダ回路。
  6. 【請求項6】 前記第2のトランジスタは、そのチャネ
    ル長が、前記第1のトランジスタのチャネル長よりも長
    いことを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置の
    デコーダ回路。
  7. 【請求項7】 第一の電圧をハイレベル、接地レベルを
    ローレベルとする複数の信号をデコードし、第一の電圧
    をハイレベル、接地レベルをローレベルとする信号を出
    力するデコード手段と、 このデコード手段からの出力信号を受け、第二の電圧を
    ハイレベル、第三の電圧をローレベルとする反転信号に
    変換して出力する出力手段とを有する半導体記憶装置の
    複数のデコーダ回路であって、 基板は第二の電圧が印加される第1のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第2のノードに接続
    され、 前記第2のノードおよび前記第1のノードの間には、 ドレインが前記第2のノードに接続され、ソースおよび
    基板が前記第1のノードにそれぞれ接続され、動作時に
    は導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に
    制御される第2のトランジスタと、 この第2のトランジスタと並列に、前記第2のノードの
    電圧をクランプするための第1の素子と、 基板は第三の電圧が印加される第3のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第4のノードに接続
    され、 前記第4のノードおよび前記第3のノードの間には、 ドレインが前記第4のノードに接続され、ソースおよび
    基板が前記第3のノードにそれぞれ接続され、動作時に
    は導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に
    制御される第3のトランジスタと、 この第3のトランジスタと並列に、前記第4のノードの
    電圧をクランプするための第2の素子とが設けられてい
    ることを特徴とする半導体記憶装置のデコーダ回路。
  8. 【請求項8】 前記第1の素子は、アノードが前記第1
    のノードに接続され、カソードが前記第2のノードに接
    続された第1のダイオードであり、前記第2の素子は、
    アノードが前記第4のノードに接続され、カソードが前
    記第3のノードに接続された第2のダイオードであるこ
    とを特徴とする請求項7に記載の半導体記憶装置のデコ
    ーダ回路。
  9. 【請求項9】 前記第1の素子は、ゲートとドレインと
    が前記第2のノードに接続され、ソースと基板とが前記
    第1のノードに接続された第1のMOSトランジスタで
    あり、前記第2の素子は、ゲートとドレインとが前記第
    4のノードに接続され、ソースと基板とが前記第3のノ
    ードに接続された第2のMOSトランジスタであること
    を特徴とする請求項7に記載の半導体記憶装置のデコー
    ダ回路。
  10. 【請求項10】 第一の電圧をハイレベル、接地レベル
    をローレベルとする複数の信号をデコードし、第一の電
    圧をハイレベル、接地レベルをローレベルとする信号を
    出力するデコード手段と、 このデコード手段からの出力信号が入力され、第二の電
    圧をハイレベル、第二の電圧よりも低い第三の電圧をロ
    ーレベルとする信号に変換するレベルシフト手段と、 このレベルシフト手段からの変換信号を受け、第二の電
    圧をハイレベル、第三の電圧をローレベルとする反転信
    号に変換して出力する出力手段とを有する半導体記憶装
    置の複数のデコーダ回路であって、 基板は第二の電圧が印加される第1のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第2のノードに接続
    され、 前記第2のノードおよび前記第1のノードの間には、 ドレインが前記第2のノードに接続され、ソースおよび
    基板が前記第1のノードにそれぞれ接続され、動作時に
    は導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に
    制御される第2のトランジスタと、 基板は第三の電圧が印加される第3のノードに接続さ
    れ、パワーダウンモード時にはオフ状態となる複数の第
    1のトランジスタのソースが共通の第4のノードに接続
    され、 前記第4のノードおよび前記第3のノードの間には、 ドレインが前記第4のノードに接続され、ソースおよび
    基板が前記第3のノードにそれぞれ接続され、動作時に
    は導通状態に、パワーダウンモード時には非導通状態に
    制御される第3のトランジスタとが設けられていること
    を特徴とする半導体記憶装置のデコーダ回路。
  11. 【請求項11】 前記第一の電圧は外部から供給される
    電源電圧であり、前記第二の電圧は、前記第一の電圧を
    もとにチップ内で生成される電圧であることを特徴とす
    る請求項10に記載の半導体記憶装置のデコーダ回路。
  12. 【請求項12】 前記第2,第3のトランジスタは、そ
    れぞれのチャネル長が、前記第1のトランジスタのチャ
    ネル長よりも長いことを特徴とする請求項10に記載の
    半導体記憶装置のデコーダ回路。
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JP2002197867A (ja) * 2000-12-28 2002-07-12 Nec Corp 半導体装置
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