JP2001195149A - 内部クロック信号発生回路 - Google Patents

内部クロック信号発生回路

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JP2001195149A JP2000007762A JP2000007762A JP2001195149A JP 2001195149 A JP2001195149 A JP 2001195149A JP 2000007762 A JP2000007762 A JP 2000007762A JP 2000007762 A JP2000007762 A JP 2000007762A JP 2001195149 A JP2001195149 A JP 2001195149A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源等の揺らぎによって生じる発振を抑制す
ることができる安定した内部クロック信号発生回路を得
る。 【解決手段】 シフトレジスタ14に過去(n+1)回
の位相比較回路13による位相が進んでいる又は位相が
遅れているかの2値の比較結果を格納し、位相制御回路
15によって、該(n+1)回の比較結果の内、多い方
の比較結果が位相制御信号として位相可変回路12に出
力され、入力された位相制御信号に基づいて位相可変回
路12は、内部クロック信号intclkの位相調整を行うよ
うにした。

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、
特にクロック同期型半導体記憶装置における内部クロッ
ク信号発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、クロック同期型の半導体記憶装置
において、周波数の増大に伴って、外部クロック信号ex
tclkに対して、外部スペックに応じたクロック信号をチ
ップ内部で生成する内部クロック信号発生回路を備えた
ものが多く開発されている。該内部クロック信号発生回
路の代表的なものとして、PLL(Phase-Lock-Loop)、
DLL(Delay-Lock-Loop)等があり、半導体記憶装置以
外のクロック同期型半導体装置に一般的に使用されてい
る。これらの回路には、外部クロック信号extclkと生成
した内部クロック信号intclkの位相が一致しているか否
かを判定する位相比較回路を有している。
【0003】図12は、従来のクロック同期型の半導体
記憶装置における内部クロック信号発生回路の例を示し
た概略のブロック図である。図12において、内部クロ
ック信号発生回路100は、位相可変回路101及び位
相比較回路102を備えており、位相比較回路102に
よって行われる外部クロック信号extclkの位相と内部ク
ロック信号intclkの位相との比較結果は、即座に位相可
変回路101にフィードバックされる。
【0004】図13は、位相可変回路101の回路例を
示した図であり、順方向に直列に接続された複数のバッ
ファ回路の各出力と位相可変回路101の出力との間に
は、それぞれスイッチが設けられており、位相比較回路
102の比較結果に応じて該各スイッチのいずれか1つ
がONして閉じ、該スイッチに対応するバッファ回路の
出力端から出力されるクロック信号が内部クロック信号
intclkとして位相可変回路101の出力端から出力され
る。
【0005】位相可変回路101は、位相比較回路10
2の比較結果に応じて、図13で示した各スイッチのい
ずれか1つをONさせることにより、入力された外部ク
ロック信号extclkの位相を変えて生成したクロック信号
を内部クロック信号intclkとして出力する。例えば、位
相可変回路101は、外部クロック信号extclkに対して
1サイクル遅延させた位相の内部クロック信号intclkを
生成する。この際、位相可変回路101は、位相比較回
路102の比較結果に応じて、内部クロック信号intclk
の位相が外部クロック信号extclkに対して1サイクル遅
れて位相が合うように調整して内部クロック信号intclk
の生成を行っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
位相比較回路102における比較結果を即座に位相可変
回路101にフィードバックする方法では、電源電圧等
の揺らぎによって、位相比較回路102の位相比較分解
能が低下し、位相比較回路102の誤動作によって比較
結果の誤差が、位相可変回路101の最小ステップ以
上、すなわち図13で示した各スイッチにおいて、ON
させるべきスイッチの位置が1つ以上ずれると、バッフ
ァ回路103及び位相比較回路102からなる帰還系が
誤動作し発振等を起こすという問題があった。
【0007】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、位相比較回路における所定数
の比較結果を平均し、該平均値を比較結果として位相可
変回路に出力するようにしたことから、電源等の揺らぎ
によって生じる発振を抑制することができる安定した内
部クロック信号発生回路を得ることを目的とする。
【0008】なお、本発明と技術分野、目的及び構成が
異なるが、特開昭63−161568号公報で、フロッ
ピィ・ディスク駆動装置に使用されるディジタル位相制
御回路において、入力データと出力信号との位相差を検
出し、N個のレジスタに保持されたN個の値を平均し
て、該平均された値に応じて位相をシフトする位相制御
回路が開示されている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内部クロ
ック信号発生回路は、半導体記憶装置における各部のク
ロック信号をなす内部クロック信号を、外部から入力さ
れる外部クロック信号から生成して出力する内部クロッ
ク信号発生回路において、外部クロック信号と生成した
内部クロック信号の各位相を所定のサイクルごとに比較
し、内部クロック信号の位相が外部クロック信号の位相
に対して進んでいるか、又は遅れているかの2値の比較
結果を出力する位相比較部と、該位相比較部で比較され
た2値の比較結果を順次格納し、所定数の比較結果を格
納する比較結果格納部と、該比較結果格納部に格納され
た各比較結果に対して、数が多い方の比較結果を外部ク
ロック信号に対する内部クロック信号の位相状態として
判定する位相判定部と、比較結果格納部に所定数の比較
結果が格納されるごとに、該位相判定部の判定結果に応
じて、生成する内部クロック信号の位相調整を行って出
力する位相可変部とを備えるものである。
【0010】また、この発明に係る内部クロック信号発
生回路は、請求項1において、上記位相判定部は、外部
クロック信号と内部クロック信号との位相差が所定値を
超えると、位相状態を判定するために使用する比較結果
数を減らして内部クロック信号の位相状態を判定するも
のである。
【0011】また、この発明に係る内部クロック信号発
生回路は、請求項2において、上記位相判定部は、外部
クロック信号と内部クロック信号との位相差が所定値を
超える所定の期間、位相状態を判定するために使用する
比較結果数を減らして内部クロック信号の位相状態を判
定するものである。
【0012】また、この発明に係る内部クロック信号発
生回路は、請求項3において、上記位相判定部は、電源
投入から所定の時間、位相状態を判定するために使用す
る比較結果数を減らして内部クロック信号の位相状態を
判定するものである。
【0013】また、この発明に係る内部クロック信号発
生回路は、請求項3において、半導体記憶装置における
低消費電流動作モードから通常動作モードに復帰してか
ら所定の時間、位相状態を判定するために使用する比較
結果数を減らして内部クロック信号の位相状態を判定す
るものである。
【0014】また、この発明に係る内部クロック信号発
生回路は、請求項1において、上記位相判定部は、比較
結果格納部に格納された各比較結果に対して、いずれか
一方の比較結果数と他方の比較結果数との差が所定数を
超えると、位相状態を判定するために使用する比較結果
数を減らして内部クロック信号の位相状態を判定するも
のである。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の内部クロック信号発生
回路を使用するクロック同期型半導体記憶装置の例を示
した概略のブロック図であり、図2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の例を示した
概略のブロック図である。
【0016】まず、図1を用いて、半導体記憶装置にお
ける内部クロック信号発生回路の動作について簡単に説
明する。半導体記憶装置1は、データの格納を行うメモ
リセルアレイを備えたメモリ部2と、制御入力端から入
力バッファ3を介して入力される各制御信号に応じて該
メモリ部2の動作制御を行うメモリ制御回路4と、メモ
リ部2からデータ入出力端へのデータ出力、及びデータ
入出力端からメモリ部2へのデータ入力を制御するデー
タI/O制御回路5と、内部クロック信号発生回路6と
を備えている。
【0017】内部クロック信号発生回路6は、外部から
入力される外部クロック信号extclkから所定の内部クロ
ック信号intclkを生成して、入力バッファ3、メモリ制
御回路4及びデータI/O制御回路5にそれぞれ出力す
る。ここで、図3で示すように、内部クロック信号発生
回路6は、外部クロック信号extclkとデータ又は制御信
号における、セットアップ又はホールド時間のスペック
が厳しいことから、外部クロック信号extclkを半導体記
憶装置1内の入力バッファ3の特性に合わせて、セット
アップ又はホールドのスペックにマッチするように、内
部クロック信号intclkを生成して出力する。
【0018】次に、図2において、内部クロック信号発
生回路6は、外部から入力されるクロック信号extclkの
位相を変えて生成した信号を内部クロック信号intclkと
してバッファ回路11を介して出力する位相可変回路1
2と、外部クロック信号extclkと内部クロック信号intc
lkとの位相を比較し、該比較結果を出力する位相比較回
路13とを備えている。更に、内部クロック信号発生回
路6は、該位相比較回路13からの比較結果を一時的に
格納するシフトレジスタ14と、該シフトレジスタ14
に格納された所定数の比較結果を平均し、該平均値から
位相可変回路12に対して位相調整を行うための位相制
御信号を出力する位相制御回路15と、位相可変回路1
2、位相比較回路13及びシフトレジスタ14に対し
て、内部クロック信号intclkを基に所定のクロック信号
CLKを生成して出力するCLK発生回路16とを備え
ている。
【0019】このような内部クロック信号発生回路6に
おいて、位相可変回路12は、入力された外部クロック
信号extclkに対して、位相制御回路15から入力される
位相制御信号に応じて位相を変えたクロック信号を内部
クロック信号intclkとしてバッファ回路11を介して出
力する。例えば、位相可変回路12は、図4で示すよう
に、外部クロック信号extclkに対して1サイクル遅延さ
せた位相の内部クロック信号intclkを生成する。図5
は、位相可変回路12の例を示した概略の回路図であ
る。図5において、位相可変回路12は、順方向に直列
に接続されたk(kは、k>1の自然数)個のバッファ回
路B1〜Bkと、該各バッファ回路B1〜Bkの各出力と位
相可変回路12の出力端OUTとの間に対応して接続さ
れたk個のスイッチSW1〜SWkと、該各スイッチSW
1〜SWkの動作制御を行うスイッチ制御回路18とを備
えている。
【0020】スイッチ制御回路18は、スイッチSW1
〜SWkのいずれか1つをONさせ、該ONさせたスイ
ッチを介して、該スイッチと対応するバッファ回路の出
力を位相可変回路12の出力端OUTに接続させる。こ
のようにして、外部クロック信号extclkは、位相可変回
路12の入力端INと出力端OUTとの間に接続される
バッファ回路の数に応じた遅延時間だけ位相が遅延さ
れ、該遅延して生成されたクロック信号が内部クロック
信号intclkとしてバッファ回路11を介して出力され
る。
【0021】一方、スイッチ制御回路18は、所定のタ
イミングで位相制御回路15からの位相制御信号、例え
ば位相可変回路12で生成される内部クロック信号intc
lkの位相を遅らせるか、又は進めさせるかを示す制御信
号を入力し、該位相制御信号に応じて、現在ONさせて
いるスイッチに隣接するスイッチを選択してONさせ、
内部クロック信号intclkの位相調整を行う。
【0022】例えば、スイッチ制御回路18は、位相制
御回路15から位相を遅らせる位相制御信号が入力され
ると、位相可変回路12の入力端INと出力端OUTと
の間に直列に接続されるバッファ回路の数が1つ増える
ように、現在ONさせているスイッチの隣のスイッチを
排他的にONさせる。逆に、スイッチ制御回路18は、
位相制御回路15から位相を進ませる位相制御信号が入
力されると、位相可変回路12の入力端INと出力端O
UTとの間に直列に接続されるバッファ回路の数が1つ
減るように、現在ONさせているスイッチの隣のスイッ
チを排他的にONさせる。
【0023】位相比較回路13は、入力される外部クロ
ック信号extclkと内部クロック信号intclkとをCLK発
生回路16からのクロック信号CLKに応じて所定のサ
イクルで比較し、該比較結果を2値のデータでシフトレ
ジスタ14に出力する。シフトレジスタ14は、複数の
レジスタR0〜Rn(nは、n>1の自然数)で構成され
ており、CLK発生回路16からのクロック信号CLK
に応じてレジスタをシフトさせ位相比較回路13から入
力される比較結果を順次格納していく。なお、上記シフ
トレジスタ14のレジスタ数は、5個以上にすることが
好ましい。
【0024】図6は、シフトレジスタ14の回路例を示
した概略図である。図6において、シフトレジスタ14
は、直列に接続された(n+1)個のレジスタR0〜Rn
で構成されており、各レジスタR0〜Rnからは、格納し
たデータに対する反転信号/S0〜/Sn及び非反転信号
0〜Snがそれぞれ位相制御回路15に出力される。な
お、図6では、各レジスタR0〜Rnは、それぞれ同じも
のであることから、レジスタR0のみ内部回路例を示し
ており、レジスタR0を例にして各レジスタR0〜Rn
説明をする。
【0025】レジスタR0は、Nチャネル形MOSトラ
ンジスタ(以下、NMOSトランジスタと呼ぶ)21,
22、及びインバータ回路23〜27で形成されてい
る。NMOSトランジスタ21のゲートにはクロック信
号CLKが、NMOSトランジスタ22のゲートにはク
ロック信号CLKの反転信号がそれぞれ入力されてい
る。インバータ回路24及び25、インバータ回路26
及び27は、それぞれラッチ回路を形成している。
【0026】NMOSトランジスタ21は、クロック信
号CLKに応じて、インバータ回路24及び25で形成
されたラッチ回路への位相比較回路13からの比較結果
を示すデータの入力制御を行う。また、NMOSトラン
ジスタ22は、クロック信号CLKの反転信号に応じ
て、上記2つのラッチ回路の接続制御を行う。レジスタ
0の出力端から非反転信号S0が、インバータ回路26
及び27のラッチ回路とNMOSトランジスタ22との
接続部から反転信号/S0がそれぞれ出力される。この
ようにして、シフトレジスタ14には、位相比較回路1
3による過去(n+1)回の比較結果が格納される。
【0027】次に、図7は、位相制御回路15の例を示
した回路図である。図7において、位相制御回路15
は、シフトレジスタ14から出力される非反転信号S0
〜Snが対応してゲートに入力される(n+1)個のN
MOSトランジスタN0〜Nnと、シフトレジスタ14か
ら出力される反転信号/S0〜/Snが対応してゲートに
入力される(n+1)個のNMOSトランジスタ/N0
〜/Nnとを備えている。更に、位相制御回路15は、
定電流源31,32と、比較器をなす差動増幅器33
と、コンデンサ34,35と、抵抗36,37とを備え
ている。
【0028】差動増幅器33の反転入力端と接地との間
には、NMOSトランジスタN0〜Nnのドレインとソー
スがそれぞれ接続されると共に、コンデンサ34と抵抗
36とが接続されている。同様に、差動増幅器33の非
反転入力端と接地との間には、NMOSトランジスタ/
0〜/Nnのドレインとソースがそれぞれ接続されると
共に、コンデンサ35と抵抗37とが接続されている。
また、直流電源入力端Vddと差動増幅器33の反転入力
端には定電流源31が、直流電源入力端Vddと差動増幅
器33の非反転入力端には定電流源32がそれぞれ接続
されている。差動増幅器33から出力される信号が位相
制御信号として位相可変回路12のスイッチ制御回路1
8に入力される。
【0029】NMOSトランジスタN0〜Nnにおいて、
シフトレジスタ14から入力される非反転信号S0〜Sn
の内、Highレベルの信号の数だけONし、同様に、
NMOSトランジスタ/N0〜/Nnにおいて、シフトレ
ジスタ14から入力される反転信号/S0〜/Snの内、
Highレベルの信号の数だけONする。このことか
ら、差動増幅器33の反転入力端と非反転入力端の入力
電圧が決まり、差動増幅器33の比較結果が位相可変回
路12に出力される。
【0030】このような構成において、例えば、位相比
較回路13によって行われた過去(n+1)回の比較結
果において、内部クロック信号intclkの位相が外部クロ
ック信号extclkの位相よりも進んでいると判定した比較
結果が多かった場合、シフトレジスタ14の非反転信号
0〜Snは、Highレベルである信号の数が多くな
り、逆に、シフトレジスタ14の反転信号/S0〜/Sn
は、Lowレベルである信号の数が多くなる。このた
め、位相制御回路15における差動増幅器33の反転入
力端の電位が、差動増幅器33の非反転入力端の電位よ
りも小さくなり、差動増幅器33の出力はHighレベ
ルとなる。
【0031】位相可変回路12は、クロック信号CLK
の(n+1)サイクルごとに、すなわちシフトレジスタ
14のレジスタR0から順にレジスタRnまでデータが格
納されるまでを1サイクルとし、該サイクルごとに位相
制御回路15からの位相制御信号を取り込む。位相可変
回路12は、Highレベルの位相制御信号が入力され
ると、内部クロック信号intclkの位相を遅らせて出力す
る。すなわち、位相可変回路12におけるスイッチ制御
回路18は、位相可変回路12の入力端INと出力端O
UTとの間に直列に接続されるインバータ回路の数が1
つ増えるように、現在ONしているスイッチが接続され
ている入力端を有するインバータ回路の出力端に接続さ
れたスイッチを排他的にONさせる。
【0032】このように、本実施の形態1における内部
クロック信号発生回路は、シフトレジスタ14に過去
(n+1)回の位相比較回路13による位相が進んでい
る又は位相が遅れているかの2値の比較結果を格納し、
位相制御回路15によって、該(n+1)回の比較結果
の内、多い方の比較結果が位相制御信号として位相可変
回路12に出力され、入力された位相制御信号に基づい
て位相可変回路12は、内部クロック信号intclkの位相
調整を行うようにした。このことから、電源等の揺らぎ
によって位相比較回路の位相比較分解能が低下し、位相
比較回路が誤動作した場合に発生する発振を防止するこ
とができる。
【0033】実施の形態2.上記実施の形態1におい
て、内部クロック信号発生回路を備えた半導体記憶装置
における消費電流を低下させるパワーダウンモードから
通常動作モードに復帰した直後から所定の間、又は電源
投入から所定の間は、位相比較回路13による比較結果
のサンプル数を削減するようにして、位相可変回路12
による位相調整のスピードを速くするようにしてもよ
く、このようにしたものを本発明の実施の形態2とす
る。
【0034】なお、本実施の形態2における内部クロッ
ク信号発生回路の例を示した概略のブロック図は、図2
の位相制御回路15を位相制御回路41にし、図2の内
部クロック信号発生回路6を内部クロック信号発生回路
40にする以外は図2と同じであるので省略する。
【0035】内部クロック信号発生回路を備えた半導体
記憶装置において、電源投入時等は、外部クロック信号
extclkと内部クロック信号intclkとの位相差が大きい。
このことから、本実施の形態2における内部クロック信
号発生回路40の位相制御回路41は、電源投入から所
定の間は、通常よりも少ない比較結果のサンプル数で、
内部クロック信号intclkの位相状態の判定を行うように
した。
【0036】このように、本実施の形態2における内部
クロック信号発生回路は、実施の形態1における内部ク
ロック信号発生回路6の位相制御回路のみが異なること
から、以下、本実施の形態2における位相制御回路につ
いて説明する。図8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における位相制御回路の例を
示した回路図である。なお、図8において、図7と同じ
ものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略
すると共に、図7との相違点のみ説明する。
【0037】図8における図7との相違点は、NMOS
トランジスタNm+1〜Nnの各ドレインと、差動増幅器3
3の反転入力端との間に、対応するNMOSトランジス
タN1m+1〜N1nのドレインとソースを接続し、同様
に、NMOSトランジスタ/N m+1〜/Nnの各ドレイン
と、差動増幅器33の非反転入力端との間に、対応する
NMOSトランジスタ/N1m+1〜/N1nのドレインと
ソースを接続したことにあり、これに伴って、図7の位
相制御回路15を位相制御回路41としたことにある。
なお、上記mは、0<m<nの自然数である。
【0038】図8において、位相制御回路41は、NM
OSトランジスタN0〜Nn,/N0〜/Nnと、電源投入
の監視を行う回路(例えば、図1におけるメモリ制御回
路4)で生成される、電源投入から所定の間Lowレベ
ルになる電源投入信号/PORがそれぞれゲートに入力
されるNMOSトランジスタN1m+1〜N1n,/N1
m+1〜/N1nとを備えている。更に、位相制御回路41
は、定電流源31,32と、差動増幅器33と、コンデ
ンサ34,35と、抵抗36,37とを備えている。
【0039】差動増幅器33の反転入力端と接地との間
には、NMOSトランジスタN0〜Nmのドレインとソー
スがそれぞれ接続されると共に、コンデンサ34と抵抗
36とが接続されている。同様に、差動増幅器33の非
反転入力端と接地との間には、NMOSトランジスタ/
0〜/Nmのドレインとソースがそれぞれ接続されると
共に、コンデンサ35と抵抗37とが接続されている。
【0040】更に、差動増幅器33の反転入力端とNM
OSトランジスタNm+1〜Nnの各ドレインとの間には、
NMOSトランジスタN1m+1〜N1nのドレインとソー
スが対応して接続されている。同様に、差動増幅器33
の非反転入力端とNMOSトランジスタ/Nm+1〜/Nn
の各ドレインとの間には、NMOSトランジスタ/N1
m+1〜/N1nのドレインとソースが対応して接続されて
いる。NMOSトランジスタNm+1〜Nn,/Nm+1〜/
nの各ソースは接地され、NMOSトランジスタN1
m+1〜N1n及び/N1m+1〜/N1nの各ゲートにはそれ
ぞれ電源投入信号/PORが入力されている。
【0041】このような構成において、電源投入信号/
PORは、図9で示すように、電源投入時から所定の間
Lowレベルとなり、その後Highレベルに立ち上が
る。位相制御回路41において、電源投入信号/POR
がLowレベルのとき、NMOSトランジスタN1m+1
〜N1n及び/N1m+1〜/N1nがオフし、シフトレジ
スタ14のレジスタRm+1〜Rnに格納された比較結果
が、差動増幅器33の各入力端電位に反映されなくな
る。すなわち、位相制御回路41は、電源投入信号/P
ORがLowレベルのとき、レジスタR0〜Rmに格納さ
れている比較結果だけを用いて、内部クロック信号intc
lkの位相状態の判定を行い、位相可変回路12に該判定
結果に応じた位相制御信号を出力する。
【0042】電源投入時と同様に、内部クロック信号発
生回路を備えた半導体記憶装置における消費電流を低下
させるパワーダウンモードから通常動作モードに復帰し
た直後においても、外部クロック信号extclkと内部クロ
ック信号intclkとの位相差が大きい。このことから、電
源投入信号/PORの代わりに、半導体記憶装置の消費
電流を低下させるパワーダウンモードから通常動作モー
ドへの動作モードの切り替わりを監視する回路(例え
ば、図1におけるメモリ制御回路4)で生成される、パ
ワーダウンモードから通常動作モードへ復帰してから所
定の間Lowレベルになる復帰信号/PWEXTを使用
してもよい。
【0043】この場合、該復帰信号/PWEXTは、図
10で示すように、パワーダウンモードから通常動作モ
ードへ復帰してから所定の間Lowレベルとなり、その
後Highレベルに立ち上がる。なお、復帰信号/PW
EXTを使用した場合の位相制御回路41の動作は、電
源投入信号/PORを使用したときと同様であるのでそ
の説明を省略する。
【0044】このように、本実施の形態2における内部
クロック信号発生回路は、電源投入から所定の間、又は
半導体記憶装置における消費電流を低下させるパワーダ
ウンモードから通常動作モードに復帰した直後から所定
の間は、位相制御回路41が、レジスタR0〜Rmに格納
されている比較結果だけを用いて、内部クロック信号in
tclkの位相状態の判定を行い、位相可変回路12に該判
定結果に応じた位相制御信号を出力するようにした。
【0045】このことから、上記実施の形態1と同様の
効果を得ることができると共に、電源投入直後、又はパ
ワーダウンモードから通常動作モードへの復帰直後等の
ように、外部クロック信号extclkと内部クロック信号in
tclkの位相差が大きい場合に、外部クロック信号extclk
と内部クロック信号intclkとの位相比較を行った比較結
果のサンプル数を削減することにより、位相可変回路1
2による位相調整のスピードを速くすることができ、内
部クロック信号intclkの早期安定化を図ることができ
る。
【0046】実施の形態3.上記実施の形態2では、他
の回路からの信号である電源投入信号/POR又は復帰
信号/PWEXTを使用して、内部クロック信号intclk
と外部クロック信号extclkの位相差が大きい状態を検出
するようにしたが、位相制御回路41における差動増幅
器33の各入力端間の電位差が大きいとき、内部クロッ
ク信号intclkと外部クロック信号extclkの位相差が大き
い状態であると判定して、比較結果のサンプル数を削減
するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の
実施の形態3とする。
【0047】なお、本実施の形態3における内部クロッ
ク信号発生回路の例を示した概略のブロック図は、図2
の位相制御回路15を位相制御回路51にし、図2の内
部クロック信号発生回路6を内部クロック信号発生回路
50とする以外は図2と同じであるので省略する。
【0048】外部クロック信号extclkの位相と内部クロ
ック信号intclkの位相が大きく異なっている場合は、差
動増幅器33の各入力端間の電位差が大きくなる。この
ことから、本実施の形態3における内部クロック信号発
生回路50の位相制御回路51は、差動増幅器33の各
入力端の電位差が所定値ΔVを超えると、通常よりも少
ない比較結果のサンプル数で、内部クロック信号intclk
の位相状態の判定を行うようにした。
【0049】このように、本実施の形態3における内部
クロック信号発生回路は、実施の形態1における内部ク
ロック信号発生回路6の位相制御回路のみが異なること
から、以下、本実施の形態3における位相制御回路につ
いて説明する。図11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における位相制御回路の例
を示した回路図である。なお、図11において、図8と
同じものは同じ符号で示しており、ここではその説明を
省略すると共に、図8との相違点のみ説明する。
【0050】図11における図8との相違点は、図8の
抵抗36の代わりに抵抗61と抵抗62の直列回路を接
続し、図8の抵抗37の代わりに抵抗63と抵抗64の
直列回路を接続したことと、比較器をなす差動増幅器6
5,66及びNOR回路67を追加し、NMOSトラン
ジスタN1m+1〜N1n,/N1m+1〜/N1nの各ゲート
をNOR回路67の出力端に接続したことにあり、これ
らに伴って、図8の位相制御回路41を位相制御回路5
1としたことにある。
【0051】図11において、差動増幅器33の非反転
入力端と接地との間には、抵抗61と抵抗62の直列回
路が接続され、同様に、差動増幅器33の反転入力端と
接地との間には、抵抗63と抵抗64の直列回路が接続
されている。抵抗61と抵抗62との接続部は差動増幅
器65の反転入力端に、抵抗63と抵抗64との接続部
は差動増幅器66の反転入力端にそれぞれ接続され、抵
抗61及び抵抗63による電圧降下がそれぞれ所定の電
圧ΔVとなるように、抵抗61〜64の抵抗値が設定さ
れている。
【0052】また、差動増幅器65の非反転入力端には
差動増幅器33の反転入力端が、差動増幅器66の非反
転入力端には差動増幅器33の非反転入力端がそれぞれ
接続されている。更に、NOR回路67の各入力端に
は、差動増幅器65及び66の出力端が対応して接続さ
れ、NOR回路67の出力端は、NMOSトランジスタ
N1m+1〜N1n,/N1m+1〜/N1nの各ゲートに接続
されている。
【0053】このような構成において、位相制御回路5
1では、外部クロック信号extclkと内部クロック信号in
tclkとの位相が大きく異なっている場合、シフトレジス
タ14に蓄積されている位相比較回路13による比較結
果はどちらかに大きく片寄っており、差動増幅器33の
各入力端の電位差は大きくなる。ここで、差動増幅器3
3の非反転入力端の電圧をV1とし、差動増幅器33の
反転入力端の電圧をV2とすると、(V2−V1)>Δ
Vのとき、差動増幅器65の出力端はHighレベルと
なり、(V1−V2)>ΔVのとき、差動増幅器66の
出力端はHighレベルとなる。
【0054】すなわち、差動増幅器33の各入力端の電
圧差がΔVを超えると、NOR回路67の出力端はLo
wレベルとなり、NMOSトランジスタN1m+1〜N
n,/N1m+1〜/N1nはすべてオフする。このこと
から、シフトレジスタ14のレジスタRm+1〜Rnに格納
された比較結果が、差動増幅器33の各入力端電位に反
映されなくなり、位相制御回路51は、図8の位相制御
回路41の電源投入信号/PORがLowレベルのとき
と同様に、レジスタR0〜Rmに格納されている比較結果
だけを用いて、内部クロック信号intclkの位相状態の判
定を行い、位相可変回路12に該判定結果に応じた位相
制御信号を出力する。
【0055】このように、本実施の形態3における内部
クロック信号発生回路は、位相制御回路51内で、内部
クロック信号intclkと外部クロック信号extclkの位相差
が大きい状態を検出し、位相制御回路51は、該状態を
検出するとレジスタR0〜Rmに格納されている比較結果
だけを用いて、内部クロック信号intclkの位相状態の判
定を行い、位相可変回路12に該判定結果に応じた位相
制御信号を出力するようにした。このことから、上記実
施の形態2と同様の効果を得ることができると共に、内
部クロック信号intclkと外部クロック信号extclkの位相
差が大きい状態を他の回路で検出する必要がなく、突発
的な内部クロック信号intclkの不安定状態を内部で検出
することができ、内部クロック信号intclkを更に高速に
安定化させることができる。
【0056】なお、上記実施の形態1から実施の形態3
では、クロック信号CLKをCLK発生回路16で内部
クロック信号intclkを基にして生成する場合を例にして
説明したが、クロック信号CLKとして、内部クロック
信号intclk又は外部クロック信号extclkを使用するよう
にしてもよい。
【0057】
【発明の効果】請求項1に係る内部クロック信号発生回
路は、比較結果格納部に過去所定数回の位相比較部によ
る位相が進んでいる又は位相が遅れているかの2値の比
較結果を格納し、位相判定部によって、該所定数回の比
較結果の内、多い方を内部クロック信号の位相状態であ
ると判定され、該判定結果に基づいて位相可変部で、内
部クロック信号の位相調整を行うようにした。このこと
から、過去所定数回の位相比較結果を用いて内部クロッ
ク信号の位相状態を判定するようにしたことから、電源
等の揺らぎによって位相比較分解能が低下し、誤った位
相比較結果によって発生する発振を防止することができ
る。
【0058】請求項2に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項1において、外部クロック信号と内部クロッ
ク信号との位相差が所定値を超えると、位相状態を判定
するために使用する比較結果数を減らして内部クロック
信号の位相状態を判定するようにした。このことから、
外部クロック信号と内部クロック信号の位相差が大きい
ときに、位相調整のスピードを速くすることができ、内
部クロック信号の早期安定化を図ることができる。
【0059】請求項3に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項2において、具体的には、外部クロック信号
と内部クロック信号の位相差が大きくなると判明してい
る所定期間、位相状態を判定するために使用する比較結
果数を減らして内部クロック信号の位相状態を判定する
ようにした。このことから、外部クロック信号と内部ク
ロック信号の位相差が大きくなっているか否かを調べる
ことなく、外部クロック信号と内部クロック信号の位相
差が大きくなっている状態を検出することができる。
【0060】請求項4に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項3において、具体的には、電源投入から所定
の時間、外部クロック信号と内部クロック信号の位相差
が大きくなっている期間とした。このことから、外部ク
ロック信号と内部クロック信号の位相差が大きくなって
いるか否かを調べることなく、外部クロック信号と内部
クロック信号の位相差が大きくなっている状態を容易に
検出することができる。
【0061】請求項5に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項3において、具体的には、半導体記憶装置に
おける低消費電流動作モードから通常動作モードに復帰
してから所定の時間、外部クロック信号と内部クロック
信号の位相差が大きくなっている期間とした。このこと
から、外部クロック信号と内部クロック信号の位相差が
大きくなっているか否かを調べることなく、外部クロッ
ク信号と内部クロック信号の位相差が大きくなっている
状態を容易に検出することができる。
【0062】請求項6に係る内部クロック信号発生回路
は、請求項1において、具体的には、比較結果格納部に
格納された各比較結果に対して、いずれか一方の比較結
果数と他方の比較結果数との差が所定数を超えると、位
相状態を判定するために使用する比較結果数を減らして
内部クロック信号の位相状態を判定するようにした。こ
のことから、外部クロック信号と内部クロック信号の位
相差が大きくなっている期間を他の回路で検出する必要
がなく、外部クロック信号と内部クロック信号の位相差
が大きいときに、位相調整のスピードを速くすることが
でき、内部クロック信号の早期安定化を図ることができ
る。更に、突発的な内部クロック信号の不安定状態を内
部で検出することができ、内部クロック信号を更に高速
に安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の内部クロック信号発生回路を使用す
るクロック同期型半導体記憶装置の例を示した概略のブ
ロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態1における内部クロック
信号発生回路の例を示した概略のブロック図である。
【図3】 図1における制御信号と外部クロック信号ex
tclkとの関係を示した図である。
【図4】 外部クロック信号extclkと内部クロック信号
intclkとの関係を示した図である。
【図5】 図2の位相可変回路12の回路例を示した図
である。
【図6】 図2のシフトレジスタ14の回路例を示した
図である。
【図7】 図2の位相制御回路15の回路例を示した図
である。
【図8】 本発明の実施の形態2における内部クロック
信号発生回路における位相制御回路の例を示した回路図
である。
【図9】 電源投入信号/PORの例を示した図であ
る。
【図10】 復帰信号/PWEXTの例を示した図であ
る。
【図11】 本発明の実施の形態3における内部クロッ
ク信号発生回路における位相制御回路の例を示した回路
図である。
【図12】 従来のクロック同期型の半導体記憶装置に
おける内部クロック信号発生回路の例を示した概略のブ
ロック図である。
【図13】 図12の位相可変回路101の回路例を示
した図である。
【符号の説明】
6,40,50 内部クロック信号発生回路、 12
位相可変回路、 13位相比較回路、 14 シフトレ
ジスタ、 15,41,51 位相制御回路、 16
CLK発生回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03L 7/081 H03L 7/08 E H04L 7/033 J H04L 7/02 B Fターム(参考) 5B015 JJ15 KB82 NN03 5B024 AA03 BA21 CA11 5B079 BA20 BB10 BC03 CC02 CC05 CC14 DD06 DD13 DD20 5J106 AA04 CC21 CC59 DD24 GG10 HH02 HH08 KK03 KK14 KK29 5K047 AA03 AA05 AA13 GG02 GG09 GG29 MM63

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体記憶装置における各部のクロック
    信号をなす内部クロック信号を、外部から入力される外
    部クロック信号から生成して出力する内部クロック信号
    発生回路において、 上記外部クロック信号と生成した内部クロック信号の各
    位相を所定のサイクルごとに比較し、内部クロック信号
    の位相が外部クロック信号の位相に対して進んでいる
    か、又は遅れているかの2値の比較結果を出力する位相
    比較部と、 該位相比較部で比較された2値の比較結果を順次格納
    し、所定数の比較結果を格納する比較結果格納部と、 該比較結果格納部に格納された各比較結果に対して、数
    が多い方の比較結果を外部クロック信号に対する内部ク
    ロック信号の位相状態として判定する位相判定部と、 上記比較結果格納部に所定数の比較結果が格納されるご
    とに、該位相判定部の判定結果に応じて、生成する内部
    クロック信号の位相調整を行って出力する位相可変部
    と、を備えることを特徴とする内部クロック信号発生回
    路。
  2. 【請求項2】 上記位相判定部は、外部クロック信号と
    内部クロック信号との位相差が所定値を超えると、位相
    状態を判定するために使用する比較結果数を減らして内
    部クロック信号の位相状態を判定することを特徴とする
    請求項1に記載の内部クロック信号発生回路。
  3. 【請求項3】 上記位相判定部は、外部クロック信号と
    内部クロック信号との位相差が所定値を超える所定の期
    間、位相状態を判定するために使用する比較結果数を減
    らして内部クロック信号の位相状態を判定することを特
    徴とする請求項2に記載の内部クロック信号発生回路。
  4. 【請求項4】 上記位相判定部は、電源投入から所定の
    時間、位相状態を判定するために使用する比較結果数を
    減らして内部クロック信号の位相状態を判定することを
    特徴とする請求項3に記載の内部クロック信号発生回
    路。
  5. 【請求項5】 上記位相判定部は、半導体記憶装置にお
    ける低消費電流動作モードから通常動作モードに復帰し
    てから所定の時間、位相状態を判定するために使用する
    比較結果数を減らして内部クロック信号の位相状態を判
    定することを特徴とする請求項3に記載の内部クロック
    信号発生回路。
  6. 【請求項6】 上記位相判定部は、比較結果格納部に格
    納された各比較結果に対して、いずれか一方の比較結果
    数と他方の比較結果数との差が所定数を超えると、位相
    状態を判定するために使用する比較結果数を減らして内
    部クロック信号の位相状態を判定することを特徴とする
    請求項1に記載の内部クロック信号発生回路。
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