JP2000195263A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

Info

Publication number
JP2000195263A
JP2000195263A JP10370171A JP37017198A JP2000195263A JP 2000195263 A JP2000195263 A JP 2000195263A JP 10370171 A JP10370171 A JP 10370171A JP 37017198 A JP37017198 A JP 37017198A JP 2000195263 A JP2000195263 A JP 2000195263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
delay
input
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10370171A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Fujimori
康彦 藤森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10370171A priority Critical patent/JP2000195263A/ja
Priority to KR1019990062477A priority patent/KR100325044B1/ko
Priority to US09/472,429 priority patent/US6266283B1/en
Publication of JP2000195263A publication Critical patent/JP2000195263A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1078Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
    • G11C7/109Control signal input circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
    • G11C7/1057Data output buffers, e.g. comprising level conversion circuits, circuits for adapting load
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
    • G11C7/106Data output latches
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1051Data output circuits, e.g. read-out amplifiers, data output buffers, data output registers, data output level conversion circuits
    • G11C7/1066Output synchronization
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1078Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
    • G11C7/1093Input synchronization
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • G11C7/222Clock generating, synchronizing or distributing circuits within memory device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力初段回路と出力回路とを備えて、クロッ
ク信号にタイミング同期させてデータを出力する半導体
記憶装置において、入力初段回路と出力回路での遅延に
よる遅延量の合わせ込みを実現する。 【解決手段】 半導体記憶装置のダブルデータレートを
実現するためのディレイロックループ(DLL)回路を
構成する遅延素子として、半導体記憶装置の出力回路と
同じ回路構成をした第1の出力遅延回路100と第2の
出力遅延回路110を、基準となる信号10の入力と同
時に逆相で動作させ、それぞれの出力信号を第1及び第
の終端回路120,130で小振幅信号に変換し、半導
体記憶装置の入力初段回路と同じ回路構成をした入力遅
延回路140に入力する構成とする。出力遅延回路10
0,110と入力遅延回路140によって、入力初段回
路と出力回路の遅延量と同じ遅延量が得られ、DLL回
路での遅延量の合わせ込みが実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置のデ
ータ入出力装置に関し、特にクロックとデータストロボ
信号及びデータ信号のタイミング同期をとるための遅延
回路を備えた半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータシステムの高速化に伴い、
半導体記憶装置のデータ転送速度がシステム性能を律速
するようになってきた。半導体記憶装置のデータ転送速
度を向上する為に1クロック周期でデータの入出力を2
回行う、いわゆるダブルデータレート(DDR)の動作
仕様が提案されている。図13はDDR−SDRAMで
のRead動作を行った場合の動作規定を示す図であ
る。外部信号であるクロックCLKとその逆相信号であ
る逆相クロックCLKBのそれぞれの立ち上がりエッジ
に合わせてデータストロボ信号(DQS)及びデータ信
号(DQ)を出力し、これにより1クロック周期でデー
タの入出力を2回行うことが可能な仕様とされている。
このようなDDR仕様を実現する為にはPLL回路(Ph
ase-Locked Loop)やDLL回路(Delay-Locked Loop)
等のフィードバック制御系のクロック同期回路、SMD
回路(Synchronous Mirror Delay:特開平8-237091号参
照)やクロック供給用半導体回路(特願平9-152656号参
照)等のシーケンス制御系のクロック同期回路を用い
る。
【0003】図5はディジタルDLL回路を用いた場合
の基本的なCLK、CLKBの入力からデータ出力まで
のブロック図である。入力されるCLK及びCLKBに
基づいて出力イネーブル信号生成システム500,51
0と、これら出力イネーブル信号生成システム500,
510からの出力イネーブル信号1,2及び内部データ
に基づいてDQS,DQを出力する出力回路520と、
前記DQS,DQに基づいてアクセス測定のための信号
を出力する終端回路530とで構成される。なお、この
終端回路530はチップ外付け部品で構成される。前記
出力イネーブル生成システム500は、入力初段回路5
01と、入力初段回路の出力を遅延させるディレイ素子
列502と、バッファリング回路506とを備えてい
る。そして、前記CLK,CLKBとDQS,DQとの
タイミング同期をとるために、前記入力初段回路50
1,バッファリング回路506,出力回路520、さら
には終端回路530での遅延時間を考慮した遅延素子5
05と、前記ディレイ素子列502の出力信号4を前記
遅延素子505で遅延した出力信号5と前記入力初段回
路501の出力信号3とを位相比較する位相比較器50
3と、この位相比較器503の出力により前記ディレイ
素子列502での遅延を制御するための制御回路504
とを備えている。なお、出力イネーブル信号生成システ
ム510は、逆相で動作する点を除けば、出力イネーブ
ル信号生成システム500と同じ構成である。
【0004】図6は前記DLL回路の動作を示すタイミ
ングチャートであり、ここで、t0を、CLKの立ち上
がりとCLKBの立ち下がり(あるいはその逆)のクロ
スポイントから入力初段回路501の出力信号3の立ち
上がりまでの遅延時間、t1を出力回路520における
出力イネーブル信号1,2の立ち上がりからDQもしく
はDQSの終端回路530のアクセス測定点までの遅延
時間、t2を基準信号4(ディジタルDLLの場合)の
立ち上がりから出力イネーブル信号の立ち上がりまでの
遅延時間とし、遅延素子505の遅延量をt5を、 t5=(t0+t1+t2) …(1) とすることにより、CLKもしくはCLKBとDQ及び
DQSのスキューtAC、tDQSCKを以下に述べる
規格に合わせ込むことができる。すなわち、遅延素子5
05において、前記入力初段回路501、出力回路52
0及び終端回路530、バッファリング回路506の各
遅延時間の合計分の遅延を行うことにより、位相比較器
503及び制御回路504によって出力信号3と出力信
号5とのタイミング同期をとることが可能となる。
【0005】また、図7はクロック供給用半導体回路の
ブロック図であり、出力イネーブル信号生成システム7
00は、その主要構成回路として、入力初段回路501
と、制御回路710,780と、遅延回路列760,7
90と、パルス生成回路770,800を有しており、
生成した出力イネーブル信号1を出力回路520に入力
する。また、出力イネーブル信号生成システム810も
同様な構成であり、生成した出力イネーブル信号2を前
記出力回路520に入力する。また、前記出力回路52
0の出力には終端回路530が接続される。なお、同図
において、720,730,740,750は前記遅延
回路列760内の遅延回路部、702,711はフリッ
プフロップ回路、712,773はAND回路、771
はパルス生成回路770内の遅延回路、701,70
3,705はインバータである。さらに、704は当該
クロック供給用半導体回路におけるタイミング同期をと
るための遅延素子である。
【0006】このクロック供給用半導体回路では、遅延
素子704の遅延時間t6を、 t6=(t0+t1+t2+t3×2) …(2) とすることにより、CLKもしくはCLKBとDQ及び
DQSのスキューtAC、tDQSCKを以下に述べる
規格に合わせ込むことができる。ここで、t3は入力初
段回路501の出力信号3の立ち上がりからクロック供
給用半導体回路のディレイチェーンの折り返し信号7の
立ち下がりもしくは折り返し信号6の立ち上がりまでの
遅延時間である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うなDDR−SDRAMでの仕様においてtAC,tD
QSCKは±0.1×tCKとなっており、例えばCL
K周波数tCKを10nS(100MHz)で使用すれ
ばtAC=±1nSとなる。この規格には出力バラツキ
や電圧、温度、製造バラツキ等の条件の振れが含まれる
ため、遅延素子505,704の遅延量(t5,t6)
を正確に合わせ込むことは非常に重要である。このよう
な遅延素子505,704として、従来では図12
(a)に示すように、複数のインバータ1200〜12
03を縦列接続した複数段のインバータチェーン列で構
成されており、その遅延時間がt5もしくはt6に等し
くなるように段数を調整してある。また、図12(b)
の様に、縦列接続した複数のインバータ1204〜12
07に容量負荷1208,1209を接続した構成、さ
らにはTrサイズの調整等により遅延時間を調整する技
術が用いられている。
【0008】しかしながら、遅延素子505及び704
を遅延量を合わせ込んだ複数段のインバータチェーンで
構成すると電圧、温度、製造バラツキ等が振れた場合に
誤差が大きくなる問題がある。特に、(1)式及び
(2)式における、t2及びt3はロジックで構成され
ている為、遅延量を合わせ込む事は比較的困難な事では
ないが、t5,t6のいずれにも、単純なロジックで構
成されていない回路の遅延時間t0+t1が含まれてい
るため、誤差が顕著なものとなる。
【0009】また、出力回路520では、製造バラツキ
等により出力トランジスタとしてのP型MOSFETと
N型MOSFETの能力比がずれてH出力時とL出力時
で出力回路の遅延時間が異なることがあり、この場合に
出力回路での遅延時間を合わせにくくなる。これは出力
回路における遅延時間は出力トランジスタでの遅延時間
が大きな割合を占めている為である。さらに、入力初段
回路においては、入力されるCLK,CLKBはHレベ
ルがおよそ1.6V、Lレベルがおよそ0.9V(SS
TL2の規格)の為、従来例の回路構成にて条件の振れ
等を考慮すると遅延量を合わせ込むことは困難である。
【0010】本発明の目的は、前記した問題点に鑑み、
広い電源電圧、温度、製造バラツキ範囲にわたって入力
初段回路及び出力回路、さらには終端回路での遅延量を
合わせ込むことを可能とした半導体記憶装置を提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、クロック信号
が入力される入力初段回路と、前記入力初段回路から出
力される信号に基づいてデータを出力する出力回路と、
前記クロック信号と前記出力回路から出力される前記デ
ータとのタイミング同期をとるために前記入力初段回路
からの信号を遅延させるための遅延素子とを備える半導
体記憶装置において、前記遅延素子は、前記出力回路と
同一又は同等な回路構成の出力遅延回路と、前記入力初
段回路と同一又は同等な回路構成の入力遅延回路とを含
んだ遅延回路として構成されることを特徴とする。
【0012】本発明の好ましい形態としては、前記遅延
回路は、前記出力回路の少なくともアクセスパスの回路
と等しい回路構成をした第1の出力遅延回路と、前記第
1の出力遅延回路と等しい回路構成をして逆相で動作す
る第2の出力遅延回路と、前記第1及び第2の出力遅延
回路からの遅延信号を受けて動作し、前記入力初段回路
と等しい回路構成をした入力遅延回路とを有し、前記ク
ロック信号が入力されると、前記第1の出力遅延回路は
前記出力回路でのL出力時の遅延時間と等しい遅延時間
を持った信号を出力し、前記第2の出力遅延回路は前記
出力回路でのH出力時の遅延時間と等しい遅延時間を持
った信号を出力し、これら2つの遅延信号を受けて前記
入力遅延回路は前記入力初段回路の遅延時間と等しい遅
延時間を持った信号を出力することを特徴とする。
【0013】ここで、前記第1及び第2の出力遅延回路
から出力される大振幅の信号をそれぞれ小振幅信号に変
換して前記入力遅延回路に入力する第1及び第2の終端
回路を備えることが好ましい。また、本発明では、前記
第1及び第2の出力遅延回路と前記入力遅延回路は、前
記出力回路及び入力初段回路に比較して回路サイズを縮
小した構成であることが好ましい。この場合、前記第1
及び第2の出力遅延回路に設けられる出力トランジスタ
には、ダミーの出力トランジスタが接続されることが好
ましい。さらに、前記出力遅延回路に基準となる信号が
入力された後、前記入力遅延回路及び終端回路をある適
当な時間で活性化し、前記入力遅延回路から信号が出力
された後、前記入力遅延回路及び終端回路をある適当な
時間で非活性化する制御回路を有することが好ましい。
【0014】本発明においては、ある基準となる信号が
入力されると第1及び第2の出力遅延回路はそれぞれ逆
相で動作し、電源電圧−GND振幅に近い大振幅信号を
出力し、終端回路にて小振幅信号に変換され、入力遅延
回路に入力されて出力信号を出力する。ここで基準とな
る信号の立ち上がりからL→Hの第1の小振幅信号の立
ち下がりまでの遅延時間tL’は出力回路の出力イネー
ブル信号の活性化からHレベルの出力までの遅延時間t
Lと等しくなる様に、基準となる信号の立ち上がりから
H→Lの第2の小振幅信号の立ち上がりまでの遅延時間
tH’は出力回路のL出力の遅延時間tHと等しくなる
様に、小振幅信号のクロスポイントから入力遅延回路の
出力信号の立ち上がりまでの遅延時間t0’は入力初段
回路でのCLK、CLKBのクロスポイントから入力初
段回路の出力信号の立ち上がりまでの遅延時間t0と等
しくなる様に設定されている。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以降の説明で
は、本発明を図5に示したDLL回路に適用した実施形
態を示している。すなわち、図5を再度参照すると、前
記入力初段回路501は、図9に示すように、P型MO
SFET900〜903と、N型MOSFET904〜
909と、インバータ910,912,914と、NA
ND回路913と、遅延素子911とで構成されてお
り、CLKとCLKBとのクロスポイントを検出する。
また、前記出力回路520は、図10に示すように、P
型MOSFET1007,1009,1011,101
3と、N型MOSFET1006,1008,101
0,1012と、インバータ1000〜1005,10
14〜1019と、P型MOSFETからなるP型出力
トランジスタ1020と、N型MOSFETからなるN
型出力トランジスタ1021とで構成されており、出力
イネーブル信号1,2により内部データを取込み、DQ
S,DQを出力する。さらに、前記終端回路530は、
図11に示すように、抵抗1100,1101とコンデ
ンサ1102とで構成され、入力されるDQS,DQを
小振幅の信号として出力する。
【0016】このようなDLL回路において、前記遅延
素子505として、図1に示す遅延回路を適用する。な
お、この遅延回路では、前記したように単純なロジック
構成ではない遅延量t0,t1の合わせ込みを可能とす
るために、前記入力初段回路501、出力回路520、
及び終端回路530の遅延量の合わせ込みを行うための
回路として構成してある。そのため、ロジック構成であ
るバッファリング回路506での遅延量t2について
は、別の回路で遅延量の合わせ込みを行うことになる。
なお、終端回路530での遅延量については、チップに
終端回路530が接続された場合にのみ行われることに
なる。
【0017】図1は本発明の第1実施形態による前記遅
延素子505に置き換える遅延回路の回路構成を示す回
路図である。この遅延回路は第1の出力遅延回路100
と、前記第1の出力遅延回路100と逆相で動作する第
2の出力遅延回路120と、第1及び第2の出力遅延回
路100,120のそれぞれに接続される第1の終端回
路140及び第2の終端回路150と、前記第1及び第
2の終端回路140,150からの信号が入力される入
力遅延回路160と、前記第1及び第2の出力遅延回路
100,120にそれぞれ信号10(4)を正相、逆相
で入力するためのインバータ11と、前記第1及び第2
の終端回路140,150及び前記入力遅延回路160
を制御する制御回路170で構成されている。
【0018】前記第1の出力遅延回路100の回路構成
は図10に示した出力回路520と同じ構成をしている
が、そのトランジスタサイズを一律に縮小した構成とし
ている。なお、同じサイズのものを用いることも可能で
あるが、出力回路520の各出力トランジスタ102
0,1021はゲート長が数百μmと大きいため、遅延
回路の回路規模が大きくなり、ひいてはDLL回路が大
規模になるため、チップサイズの面、消費電流の面から
見てできうる限り小さくするのが望ましい。ここでは、
例えば縮小率を1/5とすると、出力遅延回路100を
構成するP型MOSFET110、N型MOSFET1
09、P型出力トランジスタ101、N型出力トランジ
スタ102、インバータ103〜108,111〜11
4等の全てのトランジスタはそれぞれ対応する図10の
P型MOSFET1007、N型MOSFET100
6、P型出力トランジスタ1020、N型出力トランジ
スタ1021、インバータ1014〜1019、100
2〜1005等のトランジスタの1/5倍のサイズであ
る。この時、それぞれのトランジスタを接続する配線も
同一線材で長さを1/5倍とするのが望ましい。この第
1の出力遅延回路100では、信号10の立ち上がりを
受けて信号12はH→L、立ち下がりを受けてL→Hと
なり、第1の終端回路140に入力される。前記信号1
2は大振幅信号(電源電圧−GNDに近い振幅)であ
る。
【0019】また、第2の出力遅延回路120は、第1
の出力遅延回路100と全く同じ回路構成をしており、
P型MOSFET130、N型MOSFET129、P
型出力トランジスタ121、N型出力トランジスタ12
2、インバータ123〜128,131〜134等で構
成されている。なお、異なる点は逆相で動作させる為に
インバータ131〜134のゲート電圧をインバータ1
11〜114のゲート電圧と逆相の電圧を入力する点の
みであり、信号13は信号10の立ち上がりでL→H、
立ち下がりでH→Lとなり第2の終端回路150に入力
される。
【0020】前記第1の終端回路140は、スイッチン
グ用P型MOSFET144、抵抗141,142、及
び容量143で構成されており、図11の終端回路53
0とほぼ同じ構成である。また、ここでも、前記第1の
終端回路140は縮小した構成としており、その縮小率
は前記第1及び第2の出力遅延回路100,120の縮
小率と同じ1/5にすると、抵抗141,142の抵抗
値r1=25×5=125(Ω)、容量143の容量値
c1=30/5=6(pF)となる。こうすることで信
号14の振幅は図11のアクセス測定点の振幅(いわゆ
るVOH/VOLレベル)と等しくなり、DDR SD
RAMではHレベル=1.7V、Lレベル=0.8V
(Vccq=2.5V時)程度の値で、小振幅信号に変
換される。また、前記第2の終端回路150は、前記第
1の終端回路140と全く同じ構成であり、スイッチン
グ用P型MOSFET154、抵抗151,152、及
び容量153で構成されており、大振幅信号13を小振
幅信号15に変換する。これによりtL’=tL、t
H’=tHが得られ、また信号10の立ち上がりから信
号14と信号15のクロスポイントまでの遅延時間t
1’は必ずtL’とtH’の中間値となり、tL’とt
H’の平均値に近い値となる。
【0021】前記入力遅延回路160は図9に示した入
力初段回路501と等しい構成をしており、P型MOS
FET161,162、N型MOSFET163,16
4、インバータ165,167,NAND回路166等
で構成される。この入力遅延回路160においても、前
記各回路と同様にトランジスタサイズを縮小したもので
もよいし、あるいは同じサイズを用いてもよい。なお、
この入力遅延回路160での縮小率は特に出力遅延回路
100,110の縮小率と同じにする必要はない。ま
た、この入力遅延回路160は、信号14の立ち下がり
と信号15の立ち上がりのクロスポイントを検知して出
力信号16を電源電圧レベルに、信号14の立ち上がり
と信号15の立ち下がりのクロスポイントで出力信号1
6をGNDレベルにする為、出力信号16のパルス幅は
基準信号10のパルス幅とおおよそ同等のものが得られ
る。したがって、図9の入力初段回路501に設けられ
ているディレイ素子911は特に必要とされない。
【0022】ここで、前記入力初段回路501の入力信
号CLK,CLKBの入力レベルは前述した様にH/L
レベルが1.6V/0.9V(Vcc=2.5V時)で
あり、またその傾きは1V/nSであり、これに対し入
力遅延回路160の信号14,15のH/Lレベルはお
よそ1.7V/0.8Vでその傾きはおよそ1V/nS
である為、入力初段回路501の遅延時間t0と、入力
遅延回路160の遅延時間t0’はほとんど等しくなり
その誤差は数pS〜十数pS程度である。
【0023】前記インバータ11は、図10のインバー
タ1000もしくは1001に相当するインバータであ
るがサイズは出力遅延回路100,120での縮小率を
用いる必要はなく適切なトランジスタサイズを用いるこ
とが可能である。また、前記制御回路170は、SRフ
リップフロップ171、ディレイ素子175及びインバ
ータ176から構成される消費電流削減の為の回路であ
る。信号10の立ち上がりで終端回路140,150の
活性化信号173、入力遅延回路160の活性化信号1
74を活性化し、信号177の立ち上がりで非活性化す
る様な構成になっている。
【0024】また、図示は省略するが、前記遅延回路で
は、ノイズ対策としてそのレイアウト配置は入力遅延回
路160を入力初段回路501の近傍に、第1及び第2
の出力遅延回路100,120と第1及び第2の終端回
路140,150を出力回路520の近傍に配置するの
が望ましい。ただし、出力回路520と入力初段回路5
01が近くにあるとは限らない為、この場合は消費電流
が大きく台数が多い(従って大きなノイズ源である)出
力回路520の近傍に配置し、第1及び第2の出力遅延
回路100,120は出力回路520の電源、GND配
線を使用し、入力遅延回路160は比較的ノイズの乗ら
ない別の電源、GND配線を使用する。
【0025】このように、この第1の実施形態の遅延回
路によりDLL回路を構成することにより、第1及び第
2の出力遅延回路100,120、入力遅延回路160
は、それぞれDLL回路を構成する入力初段回路50
1、出力回路520と同じ回路構成であるため、これら
入力初段回路501及び出力回路520の遅延時間と同
じ遅延時間が得られ、遅延量の正確な合わせ込みが可能
となる。また、第1及び第2の終端回路140,150
をDLL回路の終端回路530と同じ回路構成としてい
るので、DLL回路に終端回路530を接続した場合に
も、その遅延量の合わせ込みが可能となる。また、第1
及び第2の出力遅延回路100,120と入力遅延回路
160を備えることにより、出力回路520において、
H出力時の遅延時間とL出力時の遅延時間が異なった場
合にも、その中間の遅延量が得られ、適正な遅延量の合
わせ込みが可能となる。この合わせ込みは、電圧、温
度、製造バラツキ、周波数等において広い範囲にわたっ
て可能となる。また、遅延回路を構成する各回路を縮小
した構成とすることにより、小型化が可能で、消費電流
を抑えることが可能となる。
【0026】図2は本発明の第2の実施形態による遅延
回路の回路構成を示す回路図である。この遅延回路は第
1の出力遅延回路200と、前記第1の出力遅延回路2
00と逆相で動作する第2の出力遅延回路220と、第
1及び第2の終端回路240,250と、入力遅延回路
260と、インバータ21と、前記各回路を制御回路2
70で構成されている。なお、各回路の構成部分につい
て、第1の実施形態の回路の構成部分と同一部分には、
下2桁が同一の符号を付してある。前記第1の実施形態
における第1及び第2の出力遅延回路100,120は
構成している全てのトランジスタを一律に縮小したサイ
ズ構成としていたため、製造工程での微細化の限界を考
慮すると、その縮小率は各出力遅延回路を構成している
トランジスタの中でゲート長の最も小さなトランジスタ
を基準に決まってしまう。そのため、出力トランジスタ
101,102,121,122は依然として数十〜百
数十μmのサイズとなり、次段である終端回路140,
150の抵抗値もある程度までしか大きくすることがで
きず、小型化や消費電流を考慮すると十分な縮小化は困
難である。
【0027】そこで、この第2の実施形態においては、
第1の出力遅延回路200の回路構成においては、第1
の実施形態の第1の出力遅延回路100に、負荷調整用
(ダミー)のP型MOSFET215及びN型MOSF
ET216と、同様にダミーのインバータ217,21
8を加えた構成としている。例えば、インバータ20
4,205,211,212、P型MOSFET20
9、N型MOSFET210等のインバータ203,2
06の前段にあるトランジスタの縮小率を1/5とし、
インバータ203,206を1/25、ダミーのインバ
ータ217,218を4/25、出力トランジスタ20
1,202を1/100、ダミーの出力トランジスタ2
15,216を4/100としている。これにより、駆
動するトランジスタのサイズと次段の負荷との割合を変
えることなく出力トランジスタ201,202の縮小率
を1/100にまででき、小型化や消費電流の低減が可
能となる。なお、第2の出力遅延回路230についても
第2の出力遅延回路200と同様であり、トランジスタ
サイズも同様に縮小化できる。
【0028】また、第1の実施形態における第1及び第
2の終端回路140,150では、終端電圧であるVc
cq/2なる電源電圧を必要とし、それをチップ内部で
生成する必要があり、これは小型化、消費電流の面から
見て好ましくない。そこで第2の実施形態の第1の終端
回路240では、抵抗241,242,243、スイッ
チングトランジスタ245,246及び容量224で構
成している。前記各抵抗の抵抗値r2及び容量の容量値
c2は、前記出力遅延回路の出力トランジスタ201,
202の縮小率1/100を用いて、r2=25×10
0=2.5(kΩ)、c2=30/100=0.3(p
F)となる。したがって、抵抗241の抵抗値は2.5
(kΩ)、抵抗242,243の抵抗値は5(kΩ)、
容量244の容量値は0.3(pF)となる。また、第
2の終端回路250は前記第1の終端回路と同一の構成
である。なお、容量246,256が0.3(pF)程
度の小さな値になると次段の入力遅延回路240のP型
MOSFET261,262、N型MOSFET26
3,264のゲート容量Cp、Cnが無視できなくなっ
てくる為、c2=0.3−(Cp+Cn)(pF)とし
た方がより精度よく合わせ込むことができる。
【0029】さらに、入力遅延回路260は第1及び第
2の出力遅延回路200,220と同様に、インバータ
267をダミーインバータ268を設けてサイズを絞
り、出力信号16の次段のトランジスタサイズを縮小化
を図っている。また、インバータ21及び制御回路27
0は第1の実施形態と同じである。
【0030】なお、この実施形態においては、トランジ
スタサイズが特に大きいと思われるトランジスタ20
1,202,221,222と、インバータ203,2
04,213,214,267に対してダミートランジ
スタを設けることでサイズ縮小を行っているが、ここの
ことは、これらのトランジスタに限ったことではなく、
前段のインバータ204,207,224,227や前
々段のインバータ205,208,225,228に対
してダミートランジスタを設けてもよい。
【0031】図3は本発明の第3の実施形態による遅延
回路の回路構成を示す回路図である。この遅延回路は第
1の出力遅延回路300と、前記第1の出力遅延回路3
00と逆相で動作する第2の出力遅延回路320と、第
1及び第2の終端回路340,350と、入力遅延回路
360、インバータ31と、前記各回路を制御する制御
回路370で構成されている。この実施形態において
も、前記第1及び第2の実施形態の構成部分と同一部分
には下2桁が同一の符号を付してある。この第3の実施
形態では、第1の出力遅延回路300は、第2実施形態
の第1の出力遅延回路200のダミーの出力トランジス
タ215と216に対応するダミーの出力トランジスタ
315と316のドレイン側を互いに接続したものであ
る。これはダミーの出力トランジスタ315,316の
ミラー効果(例えばP型MOSFET301のゲート電
圧が立ち下がるとドレイン32が立ち上がるが、この時
ゲートとドレイン間に存在する容量によってドレインが
立ち上がるのを妨げられる。)による影響を反映させる
為であり、より正確に出力回路の遅延時間を合わせ込む
事が可能となる。第2の出力遅延回路330についても
同様であり、ダミーの出力トランジスタ335と336
のドレイン側を互いに接続している。
【0032】また、この第3の実施形態では、第1及び
第2の終端回路340,350は、前記第2の実施形態
の終端回路240,250での抵抗素子241,24
2,243をそれぞれP型MOSFETとN型MOSF
ETのトランジスタ対341と342,343と34
4,345と346を用いて構成している。各トランジ
スタ対の抵抗値はそれぞれ対応する抵抗の抵抗値に等し
くなる様に設定することは言うまでもない。この場合、
各トランジスタは非飽和領域で使用する事が望ましい
為、活性化信号372のHレベルはVccqより高い電
圧、活性化信号373のLレベルはGNDより低い電圧
を使用すると各トランジスタ対を抵抗素子として使用で
きる電源電圧の範囲が広がる。また、前記各終端回路3
40,350はP型MOSFETとN型MOSFETを
各々1段づつで抵抗素子を構成しているが、複数段のた
て積みに接続されたトランジスタを用いてもよい。
【0033】なお、入力遅延回路340、インバータ3
2は第2の実施形態と同一である。また、制御回路35
0についても第2の実施形態の制御回路270とほぼ同
等であるが、第1及び第2の終端回路340,350の
N型MOSFETの活性化信号572のHレベルをVc
cq電位より高いレベルに、P型MOSFETの活性化
信号573のLレベルをGND電位より低いレベルに変
換する電圧レベル変換回路378,379を設けてい
る。
【0034】ここで、図4は前記第1〜3の実施形態の
各遅延回路における一連の動作波形を示した図である。
図4(a)は典型的なP型MOSFETの能力とN型M
OSFETの能力比の時の波形であり、図4(b)は製
造バラツキ等の条件が振れてP型MOSFETの能力が
高く、N型MOSFETの能力が低くなったときの波形
である。
【0035】なお、以上の各実施形態は、本発明をDL
L回路の遅延素子としての遅延回路に適用した例てある
が、図7に示したクロック供給用半導体回路について
も、当該クロック供給用半導体回路を構成する入力初段
回路、出力回路、遅延回路をそのまま、あるいは縮小し
た回路で遅延回路を構成することにより、前記した顕著
な作用効果を期待することが可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体記
憶装置を構成するDLL回路やクロック供給用半導体回
路に設けられる遅延素子として、これらの回路を構成す
る入力初段回路、出力回路、遅延回路等と同一の回路、
あるいはこれを縮小した回路を用いて構成した遅延回路
に置き換えることにより、半導体記憶装置において入力
初段回路、出力回路等の遅延時間と同じ遅延時間が得ら
れ、遅延量の正確な合わせ込みが可能となる。また、終
端回路が外付けされた場合でも、この終端回路と同じ、
あるいは縮小した終端回路を遅延回路に接続することよ
り、その遅延量の合わせ込みが可能となる。また、出力
遅延回路として、H出力とL出力の第1及び第2の出力
遅延回路を備えることにより、H出力時の遅延時間とL
出力時の遅延時間が異なった場合にも、その中間の遅延
量が得られ、適正な遅延量の合わせ込みが可能となる。
この合わせ込みは、電圧、温度、製造バラツキ、周波数
等において広い範囲にわたって可能となる。さらに、遅
延回路を構成する前記各回路を縮小した構成とすること
により、小型化が可能で、消費電流を抑えることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による遅延回路の回路
構成を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施形態による遅延回路の回路
構成を示す回路図である。
【図3】本発明の第3の実施形態による遅延回路の回路
構成を示す回路図である。
【図4】第1ないし第3の実施形態の遅延回路の一連の
動作波形を示した図である。
【図5】本発明の対象となるディジタルDLL回路のブ
ロック図である。
【図6】図5のディジタルDLL回路におけるタイミン
グチャートである。
【図7】本発明の対象となるクロック供給半導体回路の
ブロック図である。
【図8】図7のクロック供給半導体回路におけるタイミ
ングチャートである。
【図9】入力初段回路の一例を示す回路図である。
【図10】出力回路の一例を示す回路図である。
【図11】終端回路の一例を示す回路図である。
【図12】従来の遅延回路の回路構成を示す回路図であ
る。
【図13】DDR−SDRAMにおけるREAD時の動
作規定を示した図である。
【符号の説明】 1,2 出力イネーブル信号 3 CLK側入力初段回路出力信号 4 遅延回路入力信号(ディジタルDLL回路におけ
る) 5 遅延回路出力信号(ディジタルDLL回路におけ
る) 6,7 遅延回路制御信号(クロック供給半導体回路に
おける) 8 遅延回路列入力信号(クロック供給半導体回路にお
ける) 9,19 遅延回路列出力信号(クロック供給半導体回
路における) 10 遅延回路入力信号 17 遅延回路出力信号(クロック供給半導体回路にお
ける) 12,13 出力遅延回路出力信号 14,15 終端回路出力信号 16 遅延回路出力信号 100,120,200,220,300,320 出
力遅延回路 140,150,240,250,340,350,5
30 終端回路 160,260,360 入力遅延回路 170,270,370 制御回路 378,379 レベル変換回路 501 入力初段回路 502 遅延素子列(ディジタルDLL回路における) 503 位相比較器 504 制御回路 506 バッファリング回路 500,510 出力イネーブル信号生成システム(デ
ィジタルDLL回路における) 520 出力回路 700,810 出力イネーブル信号生成システム(ク
ロック供給半導体回路における) 702,711 フリップフロップ回路 706 OR回路 710,780 制御回路(クロック供給半導体回路に
おける) 712,773 AND回路 720,730,740,750 遅延回路(クロック
供給半導体回路における) 760,790 遅延回路列(クロック供給半導体回路
における) 770,800 パルス生成回路 11,21,31,103〜108,111〜114,
123〜128,131〜134,165,167,1
76,203〜208,211〜214,217,21
8,223〜228,231〜234,237,23
8,265,267,268,276,303〜30
8,311〜314,317,318,323〜32
8,331〜334,337,338,365,36
7,368,376,701,703,705,77
2,910,912,914,1000〜1005,1
014〜1019,1200〜1207 インバータ 101,110,121,130,144,154,1
61,162,201,210,215,221,23
0,235,245,255,261,262,30
1,310,315,321,330,335,34
2,343,345,352,353,355,36
1,362,721,900〜903,1007,10
09,1011,1013,1020 P型MOSFE
T 102,109,122,129,163,164,2
02,209,216,222,229,236,24
6,256,263,264,302,309,31
6,322,329,336,341,344,34
6,351,354,356,363,364,72
2,904〜909,1006,1008,1010,
1012,1021 N型MOSFET 141,142,151,152,241,242,2
43,251,252,253,1100,1101
抵抗素子 143,153,244,254,347,357,1
102,1208,1209 容量素子 166,266,366,913 NAND回路 171,271,371 SRフリップフロップ回路 172,173,174,272,273,274,3
72,373,374活性化信号 175,275,375,505,704,771,9
11 遅延素子 177,277,377 リセット信号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号が入力される入力初段回路
    と、前記入力初段回路から出力される信号に基づいてデ
    ータを出力する出力回路と、前記クロック信号と前記出
    力回路から出力される前記データとのタイミング同期を
    とるために前記入力初段回路からの信号を遅延させるた
    めの遅延素子とを備える半導体記憶装置において、前記
    遅延素子は、前記出力回路と同一又は同等な回路構成の
    出力遅延回路と、前記入力初段回路と同一又は同等な回
    路構成の入力遅延回路とを含んだ遅延回路として構成さ
    れることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体記憶装置は、1クロック周期
    でデータの入出力を2回行うダブルデータレータ仕様の
    半導体記憶装置である請求項1に記載の半導体記憶装
    置。
  3. 【請求項3】 前記遅延回路は、前記出力回路の少なく
    ともアクセスパスの回路と等しい回路構成をした第1の
    出力遅延回路と、前記第1の出力遅延回路と等しい回路
    構成をして逆相で動作する第2の出力遅延回路と、前記
    第1及び第2の出力遅延回路からの遅延信号を受けて動
    作し、前記入力初段回路と等しい回路構成をした入力遅
    延回路とを有し、前記クロック信号が入力されると、前
    記第1の出力遅延回路は前記出力回路でのL出力時の遅
    延時間と等しい遅延時間を持った信号を出力し、前記第
    2の出力遅延回路は前記出力回路でのH出力時の遅延時
    間と等しい遅延時間を持った信号を出力し、これら2つ
    の遅延信号を受けて前記入力遅延回路は前記入力初段回
    路の遅延時間と等しい遅延時間を持った信号を出力する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装
    置。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の出力遅延回路から出
    力される大振幅の信号をそれぞれ小振幅信号に変換して
    前記入力遅延回路に入力する第1及び第2の終端回路を
    備えたことを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装
    置。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2の出力遅延回路と前記
    入力遅延回路は、前記出力回路及び入力初段回路に比較
    して回路サイズを縮小した構成である請求項3又は4に
    記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2の出力遅延回路に設け
    られる出力トランジスタには、ダミーの出力トランジス
    タが接続されている請求項3ないし5のいずれかに記載
    の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記出力遅延回路に基準となる信号が入
    力された後、前記入力遅延回路及び終端回路をある適当
    な時間で活性化し、前記入力遅延回路から信号が出力さ
    れた後、前記入力遅延回路及び終端回路をある適当な時
    間で非活性化する制御回路を有する請求項4ないし6の
    いずれかに記載の半導体記憶装置。
JP10370171A 1998-12-25 1998-12-25 半導体記憶装置 Pending JP2000195263A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10370171A JP2000195263A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 半導体記憶装置
KR1019990062477A KR100325044B1 (ko) 1998-12-25 1999-12-27 반도체 기억 장치
US09/472,429 US6266283B1 (en) 1998-12-25 1999-12-27 Semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10370171A JP2000195263A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 半導体記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000195263A true JP2000195263A (ja) 2000-07-14

Family

ID=18496244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10370171A Pending JP2000195263A (ja) 1998-12-25 1998-12-25 半導体記憶装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6266283B1 (ja)
JP (1) JP2000195263A (ja)
KR (1) KR100325044B1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6621315B2 (en) 2001-11-07 2003-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Delay locked loop circuit and method having adjustable locking resolution
US6963136B2 (en) * 2000-12-18 2005-11-08 Renesas Technology Corporation Semiconductor integrated circuit device
US7880524B2 (en) 2008-11-10 2011-02-01 Hynix Semiconductor Inc. DLL circuit and method of controlling the same
US8185760B2 (en) 2008-03-26 2012-05-22 Fujitsu Semiconductor Limited Memory controller device, control method for memory controller device and data reception device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422572B1 (ko) * 2001-06-30 2004-03-12 주식회사 하이닉스반도체 레지스터 제어 지연고정루프 및 그를 구비한 반도체 소자
US7948816B2 (en) * 2009-03-24 2011-05-24 Arm Limited Accessing data within a memory formed of memory banks

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3388131B2 (ja) * 1997-04-08 2003-03-17 富士通株式会社 Dll回路を有する半導体装置
JP3729582B2 (ja) * 1996-08-13 2005-12-21 富士通株式会社 半導体装置、半導体装置システム及びディジタル遅延回路
KR100221072B1 (ko) * 1996-11-30 1999-09-15 윤종용 지연회로
KR19980050134A (ko) * 1996-12-20 1998-09-15 김영환 반도체 소자의 시간 지연 장치
US6104225A (en) * 1997-04-21 2000-08-15 Fujitsu Limited Semiconductor device using complementary clock and signal input state detection circuit used for the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6963136B2 (en) * 2000-12-18 2005-11-08 Renesas Technology Corporation Semiconductor integrated circuit device
US7547971B2 (en) 2000-12-18 2009-06-16 Renesas Technology Corp. Semiconductor integrated circuit device
US7808107B2 (en) 2000-12-18 2010-10-05 Renesas Electronics Corporation Semiconductor integrated circuit device
US7982314B2 (en) 2000-12-18 2011-07-19 Renesas Electronics Corporation Semiconductor integrated circuit device
US6621315B2 (en) 2001-11-07 2003-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Delay locked loop circuit and method having adjustable locking resolution
US8185760B2 (en) 2008-03-26 2012-05-22 Fujitsu Semiconductor Limited Memory controller device, control method for memory controller device and data reception device
US7880524B2 (en) 2008-11-10 2011-02-01 Hynix Semiconductor Inc. DLL circuit and method of controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000048412A (ko) 2000-07-25
US6266283B1 (en) 2001-07-24
KR100325044B1 (ko) 2002-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6201423B1 (en) Semiconductor device, semiconductor system, and digital delay circuit
US7203126B2 (en) Integrated circuit systems and devices having high precision digital delay lines therein
US6774690B2 (en) Digital dual-loop DLL design using coarse and fine loops
KR950014439B1 (ko) 기준지연 발생장치 및 그를 사용하는 전자장치
JP3309782B2 (ja) 半導体集積回路
US7457191B2 (en) Apparatus and method of generating output enable signal for semiconductor memory apparatus
US7202721B2 (en) Delay locked loop and semiconductor memory device having the same
US6359482B1 (en) Method and apparatus for digital delay locked loop circuits
US6894547B2 (en) Output buffer circuit and integrated semiconductor circuit device with such output buffer circuit
US8947141B2 (en) Differential amplifiers, clock generator circuits, delay lines and methods
JP3488152B2 (ja) 遅延同期ループの同期方法、遅延同期ループ及び該遅延同期ループを備えた半導体装置
US20080285375A1 (en) Semiconductor device, module including the semiconductor device, and system including the module
JPH10171774A (ja) 半導体集積回路
US5867448A (en) Buffer for memory modules with trace delay compensation
JP2002025259A (ja) リング遅延とカウンタを利用したレジスタ制御遅延固定ループ
US20040232961A1 (en) Duty cycle correction circuit of delay locked loop and the delay locked loop having the duty cycle correction circuit
JP2001016080A (ja) 半導体装置
US6801062B2 (en) Output circuit
CN110492872B (zh) 数字占空比校正电路系统
US6239631B1 (en) Integrated circuit device with input buffer capable of correspondence with highspeed clock
US6318707B1 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2003188694A (ja) 半導体装置
JP2000195263A (ja) 半導体記憶装置
US20060220710A1 (en) Delay locked loop device
JP2002190196A (ja) 半導体記憶装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040216

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040514