JP2002050743A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に分離された複数の電源線を有し、各電源線に外
部から別々に電源が供給される半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having a plurality of separated power lines, and each of which is separately supplied with power from the outside.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置は、外部から電源を供給する
ための電源ピンを有する。電源ピンは少なくとも1組必
要であり、その一方は通常グランド(VSS)ピンであ
り、これは信号のグランドとしての役割も有する。外部
電源が複数の異なる電圧の場合には、当然のことながら
電源ピンも各外部電源に対応して複数組必要である。こ
の場合、各外部電源毎にグランドピンを別々に設ける場
合もあるが、通常はグランドレベルは共通であるので、
グランドピンを共通にして各外部電源毎にそれぞれ1つ
の電源ピンを設ける場合もある。いずれにしても、複数
の異なる電圧の電源が供給される場合には、それぞれの
電源に対応した電源線が半導体装置内部に形成される。2. Description of the Related Art A semiconductor device has a power supply pin for supplying power from the outside. At least one set of power pins is required, one of which is typically a ground (VSS) pin, which also serves as a signal ground. When the external power supply has a plurality of different voltages, it is needless to say that a plurality of sets of power supply pins are required for each external power supply. In this case, a ground pin may be separately provided for each external power supply, but since the ground level is usually common,
In some cases, one power supply pin is provided for each external power supply with a common ground pin. In any case, when a plurality of power supplies having different voltages are supplied, power supply lines corresponding to the respective power supplies are formed inside the semiconductor device.
【0003】また、同一の電圧であっても複数の電源ピ
ンを有する場合がある。これは、単に電源の供給能力を
高めるために行われる場合もあるが、半導体装置内部の
回路要素毎に電源を分離するために行われる場合があ
る。例えば、出力回路に接続される負荷が大きい場合に
は出力回路で大きな電流が消費され、半導体装置の電源
に雑音が発生し、電源線を介して他の回路部分に悪影響
を及ぼす。このような悪影響を防止するために、出力回
路の電源を他の回路部分と分離することが行われる。こ
の場合、出力回路の電源線と他の回路部分の電源線を分
離し、電源ピンも別々に設ける。また、後述するように
出力信号の振幅を小さくすることが行われているが、そ
の場合入力回路は振幅の小さな信号を正確に取り込む必
要がある。そのため、入力回路の電源を他の回路の電源
と分離して、他の回路の雑音が電源線を介して入力回路
に影響するのを防止することが行われる。同一の電圧の
電源を分離する場合、グランド配線も分離する場合と、
グランド配線は共通化する場合がある。本発明は、グラ
ンド配線を分離する場合と共通化する場合のいずれにも
適用可能である。なお、以下の説明では、説明を簡単に
するためにグランド配線については図示せず説明も省略
する。In some cases, a plurality of power pins are provided even at the same voltage. This may be performed simply to increase the power supply capability, but may be performed to separate the power supply for each circuit element inside the semiconductor device. For example, when the load connected to the output circuit is large, a large current is consumed in the output circuit, noise is generated in the power supply of the semiconductor device, and adversely affects other circuit parts via the power supply line. In order to prevent such adverse effects, the power supply of the output circuit is separated from other circuit parts. In this case, a power supply line of the output circuit is separated from a power supply line of another circuit portion, and power supply pins are separately provided. Further, as described later, the amplitude of the output signal is reduced, but in this case, the input circuit needs to accurately capture the signal having the small amplitude. Therefore, the power supply of the input circuit is separated from the power supply of another circuit to prevent the noise of the other circuit from affecting the input circuit via the power supply line. When the power supply of the same voltage is separated, when the ground wiring is also separated,
The ground wiring may be shared. The present invention is applicable to both cases where the ground wiring is separated and shared. In the following description, the ground wiring is not shown and the description is omitted for the sake of simplicity.
【0004】近年、ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリ(DRAM)では高速化が図られており、デー
タ信号の入出力を正確にクロック信号に同期させるた
め、デジタルロックループ(DLL)回路を使用してデ
ータ信号の入出力をクロック信号に対して調整すること
が行われている。このDLL回路は、雑音や電源変動の
影響を受けて動作精度が低下しやすいという問題があ
る。そこで、DLL回路の電源を他の回路の電源と分離
して、他の回路の雑音や電源変動が電源線を介してDL
L回路に影響しないようにする必要がある。In recent years, dynamic random access memories (DRAMs) have been improved in speed, and in order to accurately synchronize the input and output of data signals with a clock signal, a digital lock loop (DLL) circuit is used. Adjustment of the input / output of the data signal with respect to the clock signal is performed. This DLL circuit has a problem that the operation accuracy is likely to be reduced due to the influence of noise and power supply fluctuation. Therefore, the power supply of the DLL circuit is separated from the power supply of other circuits, and noise and power supply fluctuations of the other circuits are reduced via the power supply line.
It is necessary not to affect the L circuit.
【0005】また、出力回路においては、その電源電圧
が高いままであると、データ出力電流による消費電流の
増加が激しく、更に振幅が大きいので高速動作に対応す
るのが困難になりつつある。そこで、出力レベルを半導
体装置の電源電圧より下げて使用することにより、消費
電流の削減すると共に高速動作に対応できるようにして
いる。この場合には、出力回路に供給する電源電圧を半
導体装置の電源電圧より下げる必要があり、更に上記の
ように、出力回路で発生する雑音が他の回路に影響する
のを防止することが望ましく、出力回路の電源を他の回
路の電源と分離するようにしている。Further, in the output circuit, if the power supply voltage is kept high, the consumption current due to the data output current increases sharply and the amplitude is large, so that it is becoming difficult to cope with high-speed operation. Therefore, by using the output level lower than the power supply voltage of the semiconductor device, current consumption can be reduced and high-speed operation can be supported. In this case, the power supply voltage supplied to the output circuit needs to be lower than the power supply voltage of the semiconductor device. Further, as described above, it is desirable to prevent the noise generated in the output circuit from affecting other circuits. The power supply for the output circuit is separated from the power supply for other circuits.
【0006】また、DRAMでは、データ信号の論理値
の判定などのために電源電圧とグランドレベルの間の安
定した基準電圧が必要である。このような基準電圧は、
半導体装置の内部で発生させる場合もあるが、外部から
供給する場合もある。以上のような状況から、DRAM
チップでは、通常の電源電圧VDDを供給する電源ピン
の他、出力回路用の電源ピン、DLL回路用の電源ピン
及び基準電圧VREF用の電源ピンなど種々の電源ピン
が追加されるに至っている。In addition, a DRAM requires a stable reference voltage between a power supply voltage and a ground level for determining a logical value of a data signal. Such a reference voltage is
In some cases, it is generated inside the semiconductor device, while in other cases it is supplied from outside. From the above situation, DRAM
In the chip, various power supply pins such as a power supply pin for supplying a normal power supply voltage VDD, a power supply pin for an output circuit, a power supply pin for a DLL circuit, and a power supply pin for a reference voltage VREF have been added.
【0007】図1は、このようなDRAMチップの電源
線を示す図である。図示のように、DRAMチップ11
には、出力回路13、DLL回路14、及びそれ以外の
通常(ノーマル)回路12が設けられており、ノーマル
回路12には電源ピン15と16から通常電源VDDと
基準電源VREFが供給され、出力回路13には電源ピ
ン17から出力回路用電源VDDQが供給され、DLL
回路14には電源ピン18からDLL回路用電源VDD
Lが供給される。例えば、通常電源の電圧VDDとDL
L回路用電源の電圧VDDLは2.5Vであり、出力回
路用電源の電圧VDDQは最初は2.5Vでその後1.
8Vに低下し、基準電源の電圧VREFは0Vと2.5
Vの間の適当な電圧である。FIG. 1 shows a power supply line of such a DRAM chip. As shown, the DRAM chip 11
Is provided with an output circuit 13, a DLL circuit 14, and other normal (normal) circuits 12. The normal power supply pins 15 and 16 supply the normal power supply VDD and the reference power supply VREF to the normal circuit 12, respectively. The circuit 13 is supplied with an output circuit power supply VDDQ from a power supply pin 17 and outputs a DLL signal.
The circuit 14 has a power supply pin 18 connected to a power supply VDD for a DLL circuit.
L is supplied. For example, the normal power supply voltages VDD and DL
The voltage VDDL of the power supply for the L circuit is 2.5 V, the voltage VDDQ of the power supply for the output circuit is initially 2.5 V, and then 1.
8V, and the voltage VREF of the reference power supply is 0V and 2.5V.
A suitable voltage between V.
【0008】また、同じ電圧の電源ピン、例えば電源ピ
ン15と18に供給する外部電源は、共通である場合も
あるが、外部電源を介しての雑音の影響を低減する上で
は、外部電源も分離された別々の電源であることが望ま
しい。In some cases, the external power supply to the power supply pins of the same voltage, for example, the power supply pins 15 and 18 is common, but in order to reduce the influence of noise via the external power supply, the external power supply is also used. Desirably separate and separate power supplies.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体装
置内で分離した複数の電源線に接続される電源ピンへの
電源供給を開始する場合、DRAMの仕様書などでは、
各電源ピンへの電源供給が同時に開始されることが求め
られており、コントローラ側で電源供給の開始に時間差
が生じないようにしている。しかし、上記のような要求
が常に満たされるとは限らず、各電源が時間差をもって
供給が開始される場合もあった。When starting the power supply to the power supply pins connected to the plurality of power supply lines separated in the semiconductor device as described above, the specification of the DRAM, etc.
It is required that power supply to each power supply pin be started at the same time, so that there is no time difference between the start of power supply and the controller side. However, the above requirements are not always satisfied, and the power supply may be started with a time difference between the power supplies.
【0010】上記のような半導体装置では、各電源毎に
別々に電源線が設けられ、各回路素子に必要な電源が供
給される。半導体装置では高集積化が進められており、
異なる電源で駆動される回路素子を近接して形成する場
合が発生する。図2は、2つの異なる電源で駆動される
回路素子を近接して形成した例を示す図であり、具体的
には通常電源VDDと出力回路用電源VDDQで駆動さ
れるCMOS型のインバータを近接して形成した時のチ
ップ断面を示す図である。図2に示すように、P型基板
21上に2つのCMOS型インバータが形成され、左側
が通常電源VDDで駆動されるCMOS型のインバータ
であり、右側が出力回路用電源VDDQで駆動されるC
MOS型のインバータであり、2つのインバータの構造
自体は同じである。すなわち、P型基板21上に2つの
N型ウエル22と23が設けられ、それぞれにP型領域
27と28及び34と35が形成され、それぞれの間に
ゲート電極29と36が形成され、Pチャンネルトラン
ジスタが形成される。なお、N型領域30と37はN型
ウエル22と23を高電位にするためのN型領域であ
る。また、P型基板21にN型領域24と25及び31
と32が形成され、それぞれの間にゲート電極26と3
3が形成され、Nチャンネルトランジスタが形成され
る。N型領域24と31はグランド電源VSSに接続さ
れ、P型領域28とN型領域30は通常電源VDDに接
続され、P型領域35とN型領域37は出力回路用電源
VDDQに接続される。ゲート26と29には入力信号
Vinが印加され、N型領域25とP型領域27は相互
に接続されてインバータ出力Voutが得られる。同様
に、ゲート33と36には入力信号VinQが印加さ
れ、N型領域32とP型領域34は相互に接続されてイ
ンバータ出力VoutQが得られる。CMOS型回路で
はラッチアップが大きな問題であり、通常の使用条件で
はラッチアップが発生しないように対策が施されてい
る。In the above-described semiconductor device, a power supply line is separately provided for each power supply, and necessary power is supplied to each circuit element. High integration is being promoted in semiconductor devices,
In some cases, circuit elements driven by different power supplies are formed close to each other. FIG. 2 is a diagram showing an example in which circuit elements driven by two different power supplies are formed close to each other. Specifically, a CMOS type inverter driven by a normal power supply VDD and an output circuit power supply VDDQ is placed close to each other. FIG. 4 is a diagram showing a chip cross section when formed. As shown in FIG. 2, two CMOS inverters are formed on a P-type substrate 21, the left side is a CMOS type inverter driven by a normal power supply VDD, and the right side is a C type inverter driven by an output circuit power supply VDDQ.
This is a MOS type inverter, and the two inverters have the same structure. That is, two N-type wells 22 and 23 are provided on a P-type substrate 21, P-type regions 27 and 28 and 34 and 35 are respectively formed therein, and gate electrodes 29 and 36 are formed therebetween, respectively. A channel transistor is formed. The N-type regions 30 and 37 are N-type regions for setting the N-type wells 22 and 23 to a high potential. Also, the N-type regions 24, 25 and 31 are formed on the P-type substrate 21.
And 32 are formed, and gate electrodes 26 and 3 are interposed therebetween.
3 are formed, and an N-channel transistor is formed. N-type regions 24 and 31 are connected to ground power supply VSS, P-type region 28 and N-type region 30 are connected to normal power supply VDD, and P-type region 35 and N-type region 37 are connected to output circuit power supply VDDQ. . An input signal Vin is applied to the gates 26 and 29, and the N-type region 25 and the P-type region 27 are connected to each other to obtain an inverter output Vout. Similarly, an input signal VinQ is applied to the gates 33 and 36, and the N-type region 32 and the P-type region 34 are connected to each other to obtain an inverter output VoutQ. Latch-up is a major problem in CMOS circuits, and measures are taken to prevent latch-up from occurring under normal use conditions.
【0011】上記のように、外部から供給される電源は
同時に立ち上がることを前提として設計さており、時間
差をもって立ち上がった時には、ラッチアップの発生す
る可能性が高まるという問題が生じる。以下、この問題
を説明する。P型領域28、Nウエル22、P型基板2
1及びNウエル23でPNPN型の3端子デバイス(サ
イリスタ)が形成される。2つの電源VDDとVDDQ
が同時に立ち上がればこのデバイスが動作することはな
いが、例えば通常電源VDDが先に立ち上がるとする
と、Nウエル22はVDDに、P型基板21はグランド
レベルになる。この時N型領域37、すなわちNウエル
23はフローティングの状態であり、これに雑音が入っ
て負レベルになるとNウエル22、P型基板21及びN
ウエル23で構成されるNPN型トランジスタがオン
し、サイリスタがオン状態になり、ラッチアップが発生
する。このように、2つの電源の立ち上がりに時間差が
あると、ラッチアップの発生する可能性が高くなるとい
う問題が生じる。As described above, the power supply supplied from the outside is designed on the assumption that the power supply rises at the same time. When the power supply rises with a time difference, there is a problem that the possibility of occurrence of latch-up increases. Hereinafter, this problem will be described. P-type region 28, N-well 22, P-type substrate 2
The 1 and N wells 23 form a PNPN type three terminal device (thyristor). Two power supplies VDD and VDDQ
This device does not operate if both rise at the same time. For example, if the normal power supply VDD rises first, the N-well 22 goes to VDD and the P-type substrate 21 goes to ground level. At this time, the N-type region 37, that is, the N-well 23 is in a floating state.
The NPN transistor formed by the well 23 is turned on, the thyristor is turned on, and latch-up occurs. Thus, if there is a time difference between the rises of the two power supplies, there is a problem that the possibility of occurrence of latch-up increases.
【0012】このような問題を回避するには、同一の電
圧の電源線であれば、電源線間を高抵抗の抵抗素子で接
続して、電気的な接続関係を持たせることが考えられ
る。しかし、上記のように、電源線を分離するのは、一
方で発生した雑音が電源線を介して他方に伝わるのを防
ぐためであり、たとえ高抵抗の抵抗素子であっても雑音
が伝わるため好ましくない。In order to avoid such a problem, if the power supply lines have the same voltage, the power supply lines may be connected to each other with a high-resistance resistance element to provide an electrical connection. However, as described above, the reason why the power supply line is separated is to prevent noise generated on one side from being transmitted to the other via the power supply line, and to transmit noise even in a high-resistance resistor element. Not preferred.
【0013】また、2つの電源線に供給する電圧に電位
差を設けたい場合には、上記のような抵抗素子を設ける
と定常的に電流が流れ消費電流が増加するので好ましく
ない。そのため、これまでは上記のように電源を供給す
る側で複数の電源間で立ち上がりに時間差を生じないよ
うに制御していた。しかし、電源の供給開始をこのよう
な形で行うのは煩雑であるという問題があった。また、
上記のような要求を満たさずに使用すると、ラッチアッ
プが発生して半導体素子を破壊するということになる。If it is desired to provide a potential difference between the voltages supplied to the two power supply lines, it is not preferable to provide the above-described resistance element, since current constantly flows and current consumption increases. Therefore, control has been performed so far on the power supply side so as not to cause a time difference in the rise between a plurality of power supplies as described above. However, there is a problem that it is complicated to start power supply in such a manner. Also,
If the semiconductor device is used without satisfying the above requirements, latch-up occurs and the semiconductor element is destroyed.
【0014】そのため、半導体装置内部で電源が分離さ
れ、外部から供給する電源の立ち上がりに多少時間差が
あってもラッチアップが発生しない半導体素子が要望さ
れていた。本発明はこのような要望に答えることを目的
とする。Therefore, there has been a demand for a semiconductor element in which the power supply is separated inside the semiconductor device and the latch-up does not occur even if there is a slight time difference between the rise of the power supply supplied from the outside. The present invention is directed to answering such a need.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の半導体装置は、分離された電源線間に、電
源の供給開始直後は接続状態となり、その後非接続状態
となる回路を設ける。そして、この回路の制御には、半
導体装置の外部から供給され初期化信号を使用する。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is provided with a circuit which is in a connected state immediately after the start of supply of power and then is in a disconnected state between separated power lines. . The control of this circuit uses an initialization signal supplied from outside the semiconductor device.
【0016】すなわち、本発明の半導体装置は、複数の
電源線と、複数の電源線のそれぞれに対応して設けられ
た外部電源ピンと、複数の電源線から供給される電源に
よりそれぞれ動作する複数の内部回路とを備え、さら
に、複数の電源線の少なくとも1組の間に設けられた第
1のスイッチ回路を含み、外部から初期化信号が供給さ
れる前は第1のスイッチ回路を接続状態とし、初期化信
号が供給された後は第1のスイッチ回路を非接続状態と
する電源間制御回路とを備えることを特徴とする。That is, the semiconductor device of the present invention has a plurality of power supply lines, external power supply pins provided corresponding to each of the plurality of power supply lines, and a plurality of power supply lines respectively operated by the plurality of power supply lines. An internal circuit, and further includes a first switch circuit provided between at least one pair of the plurality of power supply lines, wherein the first switch circuit is connected before an external initialization signal is supplied. And an inter-power supply control circuit that disconnects the first switch circuit after the initialization signal is supplied.
【0017】本発明によれば、分離された2つの電源線
は、電源間制御回路により電源の供給開始直後は接続状
態となるので、たとえ電源供給の開始に時間差があって
も回路素子の端子がフローティング状態になることはな
く、ラッチアップの発生の可能性の増加を防止できる。
また、2つの電源が立ち上がり、外部から初期化信号が
供給された後は、電源間制御回路は非接続状態になるの
で、2つの電源線は分離された状態になり、雑音などが
電源線を介して伝わるのを防止できる。According to the present invention, the two separated power lines are connected immediately after the start of power supply by the inter-power supply control circuit. Are not in a floating state, and an increase in the possibility of occurrence of latch-up can be prevented.
Also, after the two power supplies are turned on and the initialization signal is supplied from the outside, the control circuit between the power supplies is disconnected, so that the two power supply lines are separated, and noise or the like causes the power supply lines to be disconnected. Can be prevented.
【0018】もし2つの電源線に供給される電源電圧に
電圧差がある場合には、電源間制御回路は、接続点が複
数の電源線のうちの第1の電源線に接続される2つの抵
抗と、2つの抵抗の両端をそれぞれ、第1の電源線とは
それぞれ設定電位の異なる第2の電源線及び第3の電源
線に接続するための、互いに直列に接続された第2及び
第3のスイッチ回路と、第2及び第3のスイッチ回路を
初期化信号が供給される前は接続状態とし、初期化信号
が供給された後は非接続状態とするための接続停止信号
を第2及び第3のスイッチ回路に対し発生する接続停止
信号発生回路とを備えるように構成する。If there is a voltage difference between the power supply voltages supplied to the two power supply lines, the inter-power supply control circuit sets the connection point between the two power supply lines connected to the first power supply line of the plurality of power supply lines. A second terminal and a second terminal connected in series with each other for connecting both ends of the resistor and the two resistors to a second power line and a third power line having different set potentials from the first power line, respectively. A connection stop signal for setting the third switch circuit and the second and third switch circuits to a connection state before the initialization signal is supplied and a disconnection signal for disconnecting the second and third switch circuits after the initialization signal is supplied to the second switch circuit. And a connection stop signal generation circuit generated for the third switch circuit.
【0019】DRAMでは、電源の投入開始後にチップ
リセットコマンドが入力されるようになっており、上記
の初期か指示信号として、このチップリセットコマンド
を利用することが望ましい。その場合、半導体装置は、
チップリセットコマンドに応じてリセット信号を発生す
るコマンド判定回路を備え、電源間制御回路は、リセッ
ト信号に応じて第1のスイッチ回路を制御する。In a DRAM, a chip reset command is input after the power is turned on, and it is desirable to use the chip reset command as the initial or instruction signal. In that case, the semiconductor device
A command determination circuit for generating a reset signal in response to a chip reset command is provided, and the control circuit between power supplies controls the first switch circuit in response to the reset signal.
【0020】半導体装置が、ダイナミック・ランダム・
アクセス・メモリ(DRAM)である場合には、図1に
示すように、複数の電源線としては、データ出力回路用
電源回路用の電源線と、DLL回路用の電源線と、基準
電源経路と、その他の回路への電源線などである。The semiconductor device is a dynamic random
In the case of an access memory (DRAM), as shown in FIG. 1, the plurality of power supply lines include a power supply line for a data output circuit power supply line, a power supply line for a DLL circuit, and a reference power supply path. And power supply lines to other circuits.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】図3は、本発明の実施例のDRA
Mの全体構成を示す図である。DRAMの構成について
は広く知られており、ここでは概略の構成を説明し、詳
しい説明は省略する。参照番号51は、1個のトランジ
スタと1個の容量からなる記憶セルをマトリクス状に配
列したセルマトリクスであり、バンク構成を有する。各
記憶セルのトランジスタのゲートは行毎に設けられたワ
ード線に接続され、トランジスタのソースは列毎に設け
られたビット線に接続される。DRAMでは、外部から
入力されたアドレス信号に対応する記憶セルに対して所
定の電荷を書き込むライト動作と、記憶セルに蓄えられ
た電荷を読み出すリード動作と、記憶セルの電荷が徐々
に放電するのでその状態を書き込み直後の状態に戻すリ
フレッシュ動作と、初期状態を決定する動作などが行わ
れる。FIG. 3 is a diagram showing a DRA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an overall configuration of M. The configuration of a DRAM is widely known. Here, a schematic configuration will be described, and a detailed description will be omitted. Reference numeral 51 denotes a cell matrix in which storage cells each including one transistor and one capacitor are arranged in a matrix, and has a bank configuration. The gate of the transistor in each memory cell is connected to a word line provided for each row, and the source of the transistor is connected to a bit line provided for each column. In a DRAM, a write operation of writing a predetermined charge to a storage cell corresponding to an address signal input from the outside, a read operation of reading a charge stored in the storage cell, and a charge of the storage cell are gradually discharged. A refresh operation for returning the state to a state immediately after writing, an operation for determining an initial state, and the like are performed.
【0022】このような動作を行うために、図3に示す
ような回路が存在する。図3のDRAMは外部から供給
されるクロックCLKに同期して動作する同期型DRA
Mであり、クロックバッファ41がクロックCLKを受
け、内部クロックCKを発生して装置内部に供給する。
外部からは、クロック信号CLKの他に、制御信号、ア
クセスする記憶セルの位置を示すアドレス信号及び書き
込みデータDinが入力され、制御信号ラッチ42、ア
ドレスバッファ43及びデータ入力バッファ57でそれ
らを受ける。また、読み出された出力データDout
は、データ出力バッファ56から外部に出力される。従
って、データ出力バッファ56が図1の出力回路13に
相当する。In order to perform such an operation, there is a circuit as shown in FIG. The DRAM shown in FIG. 3 operates in synchronization with a clock CLK supplied from the outside.
M, the clock buffer 41 receives the clock CLK, generates an internal clock CK, and supplies it to the inside of the device.
From the outside, in addition to the clock signal CLK, a control signal, an address signal indicating the position of a memory cell to be accessed, and write data Din are input, and received by the control signal latch 42, the address buffer 43, and the data input buffer 57. Also, the read output data Dout
Is output from the data output buffer 56 to the outside. Therefore, the data output buffer 56 corresponds to the output circuit 13 in FIG.
【0023】制御信号は、RAS、CASなどのいくつ
かの信号があり、それらを組み合わせることにより動作
が指示される。制御信号ラッチ42に取り込まれた制御
信号は、コマンドデコーダ44でデコードされ動作内容
を指示する信号が制御回路に指示されると共に、リフレ
ッシュ・カウンタ/モードレジスタ47に供給されて入
出力のレイテンシィを指示する信号が発生されて入力デ
ータコンバータ55と出力データコンバータ54に供給
される。なお、後述するように、制御信号の組合せによ
りチップリセットコマンドが指示されるので、コマンド
デコーダ44はチップリセットコマンドを識別してリセ
ット信号RSETを発生する。There are several control signals such as RAS and CAS, and the operation is instructed by combining them. The control signal fetched by the control signal latch 42 is decoded by the command decoder 44, and a signal designating the operation content is given to the control circuit, and is also supplied to the refresh counter / mode register 47 to reduce the input / output latency. An instruction signal is generated and supplied to the input data converter 55 and the output data converter 54. As described later, since a chip reset command is instructed by a combination of control signals, the command decoder 44 identifies the chip reset command and generates a reset signal RSET.
【0024】入力されたアドレス信号は、アドレスラッ
チ45で取り込まれ、デコーダ49に供給される。デコ
ーダ49は、ロウアドレスに応じてコア回路50内のワ
ード線選択回路を選択的に活性化し、ワード線選択回路
はアクセスする行のワード線を駆動する。また、デコー
ダ49は、コラムアドレスに応じてコア回路50内のビ
ット線選択回路を選択的に活性化し、ビット線選択回路
はアクセスする列のビット線に接続されるセンスアンプ
を活性化する。実際には、デコーダ49はバンクデコー
ダ、プリデコーダワードデコーダなどにより複数段で構
成されている。参照番号52はセンスアンプ列を示す。The input address signal is fetched by an address latch 45 and supplied to a decoder 49. The decoder 49 selectively activates a word line selection circuit in the core circuit 50 according to a row address, and the word line selection circuit drives a word line of a row to be accessed. The decoder 49 selectively activates a bit line selection circuit in the core circuit 50 according to the column address, and the bit line selection circuit activates a sense amplifier connected to a bit line of a column to be accessed. Actually, the decoder 49 is composed of a plurality of stages including a bank decoder, a predecoder and a word decoder. Reference numeral 52 indicates a sense amplifier row.
【0025】記憶セルにデータを記憶するには、データ
入力バッファ57に入力された書き込みデータDinを
入力データコンバータで判定し、判定結果に応じてR/
Wバッファ53を入力データに応じた状態にする。そし
て、アドレス信号に応じてアクセスする記憶セルが接続
されるセンスアンプがR/Wバッファ53の状態に対応
した状態になり、ビット線が入力データに応じた状態に
なる。これと同時に、アドレス信号に応じてアクセスす
る記憶セルが接続されるワード線が活性化され、記憶セ
ルのトランジスタが導通して容量がビット線の状態に対
応した状態になる。記憶セルからデータを読み出すに
は、アクセスする記憶セルが接続されるワード線が活性
化され、ビット線が記憶されたデータに応じた状態にな
るので、これをセンスアンプで増幅し、更にアクセスす
る記憶セルが接続されるセンスアンプの出力を選択して
R/Wバッファ53に読み出す。このデータを出力デー
タコンバータ54に出力し、更にデータ出力バッファ5
6を介して外部に出力する。制御回路48は、以上の一
連の動作を制御する信号を発生して各部に供給する。In order to store data in the storage cell, the write data Din input to the data input buffer 57 is determined by an input data converter, and R / R is determined according to the determination result.
The W buffer 53 is set to a state corresponding to the input data. Then, the sense amplifier to which the storage cell to be accessed according to the address signal is connected is in a state corresponding to the state of the R / W buffer 53, and the bit line is in a state corresponding to the input data. At the same time, the word line to which the storage cell to be accessed according to the address signal is connected is activated, the transistor of the storage cell is turned on, and the capacitance becomes the state corresponding to the state of the bit line. To read data from the storage cell, the word line connected to the storage cell to be accessed is activated, and the bit line is brought into a state corresponding to the stored data. This is amplified by a sense amplifier and further accessed. The output of the sense amplifier to which the storage cell is connected is selected and read out to the R / W buffer 53. This data is output to the output data converter 54, and the data output buffer 5
6 to the outside. The control circuit 48 generates a signal for controlling the above series of operations and supplies the signal to each unit.
【0026】DLL回路58は、遅延素子を多数直列に
接続した回路で、遅延量を調整することにより外部クロ
ックCLKに対して所定の位相関係にある信号を発生さ
せる回路である。この回路で発生されたDLLクロック
により、出力データコンバータ54の出力タイミングを
制御することにより、出力データDoutを外部クロッ
クCLKに正確に同期させることが可能である。また、
入力データDinも外部クロックCLKに同期してお
り、それを正確に取り込むには外部クロックCLKに正
確に同期して行う必要があり、ここでは入力データDi
nの取込みにもDLLクロックを使用している。但し、
一般に書き込みサイクルは読み出しサイクルに比べて長
いので、タイミングに余裕がある場合には必要ない。The DLL circuit 58 is a circuit in which a number of delay elements are connected in series, and is a circuit that generates a signal having a predetermined phase relationship with the external clock CLK by adjusting the amount of delay. By controlling the output timing of the output data converter 54 with the DLL clock generated by this circuit, it is possible to accurately synchronize the output data Dout with the external clock CLK. Also,
The input data Din is also synchronized with the external clock CLK, and it is necessary to accurately synchronize the input data Din with the external clock CLK.
The DLL clock is also used to acquire n. However,
Generally, a write cycle is longer than a read cycle, and is not necessary when there is enough timing.
【0027】以上が一般的なDRAMの構成と動作の説
明である。上記の構成において、データ出力バッファ5
6には外部から電源ピン62に供給される出力回路用電
源VDDQが供給され、DLL回路58には電源ピン6
3に供給されるDLL回路用電源VDDLが供給され、
その他の回路部分には電源ピン60に供給される通常電
源VDDが供給される。また、第1実施例のDRAMで
は、電源ピン61に基準電源VREFが供給され、入力
回路などに供給される。もちろんグランド用の電源ピン
も存在するがここでは省略してある。The above is an explanation of the configuration and operation of a general DRAM. In the above configuration, the data output buffer 5
6 is supplied with an output circuit power supply VDDQ externally supplied to the power supply pin 62, and the DLL circuit 58 is supplied with the power supply pin 6.
3, a DLL circuit power supply VDDL supplied to
The other circuit parts are supplied with the normal power supply VDD supplied to the power supply pin 60. In the DRAM of the first embodiment, the reference power supply VREF is supplied to the power supply pin 61 and supplied to the input circuit and the like. Of course, there are power pins for ground, but they are omitted here.
【0028】第1実施例のDRAMでは、図3に示すよ
うに、電源間制御回路59が設けられている。電源間制
御回路59には、上記の4つの電源VDD、VDDQ、
VDDL及びVREFの他にコマンドデコーダ44で発
生されたリセット信号RSETが供給される。図4は、
電源間制御回路59の回路構成を示す図である。図示の
ように、通常電源VDDの電源線71と出力回路用電源
VDDQの電源線74の間にNチャンネルトランジスタ
77が設けられており、通常電源VDDの電源線71と
DLL回路用電源VDDLの電源線75の間にNチャン
ネルトランジスタ78が設けられている。更に、通常電
源VDDの電源線71とグランドVSSの電源線72の
間には、Nチャンネルトランジスタ80、抵抗79、抵
抗81、Nチャンネルトランジスタ82が直列に接続さ
れており、抵抗79と81の接続点は基準電源VREF
の電源線73に接続されている。ここで、抵抗79と8
1の抵抗値は、VDDを抵抗分割して抵抗79と81の
接続点の電圧がVREFにほぼ等しくなるように選択さ
れる。接続停止信号発生回路76は、リセット信号RS
ETに応じて接続停止信号SVCONを発生し、Nチャ
ンネルトランジスタ77、78、80及び82のゲート
に印加する。In the DRAM of the first embodiment, an inter-power supply control circuit 59 is provided as shown in FIG. The power supply control circuit 59 includes the four power supplies VDD, VDDQ,
In addition to VDDL and VREF, a reset signal RSET generated by the command decoder 44 is supplied. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a power supply control circuit 59; As shown in the figure, an N-channel transistor 77 is provided between a power supply line 71 of the normal power supply VDD and a power supply line 74 of the output circuit power supply VDDQ, and the power supply line 71 of the normal power supply VDD and the power supply of the DLL circuit power supply VDDL are provided. An N-channel transistor 78 is provided between the lines 75. Further, an N-channel transistor 80, a resistor 79, a resistor 81, and an N-channel transistor 82 are connected in series between a power supply line 71 of the normal power supply VDD and a power supply line 72 of the ground VSS. The point is the reference power supply VREF
Power supply line 73. Here, resistors 79 and 8
The resistance value of 1 is selected so that VDD is divided by a resistor so that the voltage at the connection point between the resistors 79 and 81 becomes substantially equal to VREF. The connection stop signal generation circuit 76 outputs a reset signal RS
A connection stop signal SVCON is generated in response to ET and applied to the gates of the N-channel transistors 77, 78, 80 and.
【0029】図5は、電源間制御回路59における動作
を説明する図である。図5の(1)に示すように、外部
から供給される電源のうち、通常電源VDDは実線で示
すように立ち上がり、他の電源VDDQ、VDDL及び
VREFは破線で示すように遅れて立ち上がるとする。
しかし、接続停止信号SVCONは、図5の(4)に示
すように、VDDと共に立ち上がるので、Nチャンネル
トランジスタ77、78、80及び82は導通してお
り、DRAMの内部では、VDD、VDDQ、VDDL
及びVREFは、外部電源VDDと同じように立ち上が
る。従って、ラッチアップの発生の可能性は低いままで
ある。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the control circuit 59 between power supplies. As shown in FIG. 5A, among the power supplies supplied from the outside, the normal power supply VDD rises as shown by a solid line, and the other power supplies VDDQ, VDDL, and VREF rise with a delay as shown by a broken line. .
However, since the connection stop signal SVCON rises with VDD as shown in (4) of FIG. 5, the N-channel transistors 77, 78, 80, and 82 are conducting, and VDD, VDDQ, VDDL inside the DRAM.
And VREF rise in the same manner as the external power supply VDD. Therefore, the possibility of occurrence of latch-up remains low.
【0030】外部電源のVDD、VDDQ、VDDL及
びVREFがすべて立ち上がった後、制御信号によりチ
ップリセットコマンドが指示され、コマンドデコーダ4
4はチップリセットコマンドを識別して図5の(3)に
示すようなリセット信号RSETを発生する。これに応
じて、接続停止信号発生回路76は、接続停止信号SV
CONを「低(L)」レベルにするので、Nチャンネル
トランジスタ77、78、80及び82は遮断状態にな
り、DRAM内部のVDD、VDDQ、VDDL及びV
REFの電源線はすべて分離された状態になる。この状
態で動作が行われるので、電源線を介して他の回路部分
に雑音が伝わることはない。After VDD, VDDQ, VDDL and VREF of the external power supply have all risen, a chip reset command is instructed by a control signal, and the command decoder 4
Reference numeral 4 identifies a chip reset command and generates a reset signal RSET as shown in FIG. In response, the connection stop signal generation circuit 76 outputs the connection stop signal SV
Since CON is set to the “low (L)” level, the N-channel transistors 77, 78, 80 and 82 are turned off, and VDD, VDDQ, VDDL and V
The power supply lines of REF are all separated. Since the operation is performed in this state, no noise is transmitted to other circuit portions via the power supply line.
【0031】なお、上記の実施例では、VDDと、VD
DQ、VDDL及びVREFとの間で接続を制御した
が、必要に応じて接続する電源は任意に組合せる。ま
た、上記の実施例では、すべての電源間で接続を制御し
たが、ラッチアップが問題になる電源の間のみで接続状
態を制御するようにしてもよい。更に、上記の実施例で
は、電源間に設けるスイッチとしてNチャンネルトラン
ジスタを使用したが、Pチャンネルトランジスタを使用
することも可能である。In the above embodiment, VDD, VDD
The connection between DQ, VDDL and VREF is controlled, but the power supply to be connected may be arbitrarily combined as needed. Further, in the above-described embodiment, the connection is controlled between all the power supplies. However, the connection state may be controlled only between the power supplies in which latch-up is a problem. Further, in the above-described embodiment, an N-channel transistor is used as a switch provided between power supplies, but a P-channel transistor may be used.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源投入時にたとえ電源間で立ち上がりに時間差があっ
てもラッチアップの発生の可能性が高くなることはな
い。しかも、実際の動作時には、各電源は分離されてい
るので、電源線を介して異なる電源経路間で雑音が伝わ
ることはなく、安定した動作が可能になる。As described above, according to the present invention,
Even if there is a time difference between the power supplies when the power is turned on, the possibility of latch-up does not increase. In addition, at the time of actual operation, since each power supply is separated, noise is not transmitted between different power supply paths via the power supply line, and stable operation is possible.
【図1】複数の電源が供給される半導体装置(DRA
M)の構成例を示す図である。FIG. 1 shows a semiconductor device (DRA) to which a plurality of power sources are supplied.
FIG. 3M is a diagram illustrating a configuration example of FIG.
【図2】2つの異なる電源で駆動される回路素子を近接
して形成した例を示す図であり、電源の立ち上がりの時
間差によりラッチアップが発生する機構を説明する図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which circuit elements driven by two different power supplies are formed close to each other, and is a diagram illustrating a mechanism in which latch-up occurs due to a time difference between rises of power supplies.
【図3】本発明の実施例のDRAMの全体構成を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of a DRAM according to an embodiment of the present invention.
【図4】実施例の電源間制御回路の回路構成を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of an inter-power supply control circuit according to an embodiment.
【図5】実施例の電源間制御回路における動作を説明す
る図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an operation in the power supply control circuit according to the embodiment.
41〜55…VDDで動作する回路 56…VDDQで動作する回路(データ出力バッファ) 58…VDDLで動作する回路(DLL回路) 59…電源間制御回路 60〜63…電源ピン 71、73、74、75…電源線 76…接続停止信号発生回路 41 to 55: a circuit that operates at VDD 56: a circuit that operates at VDDQ (data output buffer) 58: a circuit that operates at VDDL (DLL circuit) 59: a power supply control circuit 60 to 63: power supply pins 71, 73, 74, 75: power supply line 76: connection stop signal generation circuit
フロントページの続き (72)発明者 今井 一之 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 石川 久 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5B024 AA03 AA15 BA29 CA07 5F038 AV06 BH18 CD02 CD03 DF05 DF06 EZ20 5F048 AA03 AB01 AB04 AB07 AB10 AC01 AC03 AC10 BA01 BB05 BE03 BE09 Continued on the front page (72) Inventor Kazuyuki Imai 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Hisashi Ishikawa 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation F-term within the formula company (reference) 5B024 AA03 AA15 BA29 CA07 5F038 AV06 BH18 CD02 CD03 DF05 DF06 EZ20 5F048 AA03 AB01 AB04 AB07 AB10 AC01 AC03 AC10 BA01 BB05 BE03 BE09
Claims (4)
ぞれに対応して設けられた外部電源ピンと、前記複数の
電源線から供給される電源によりそれぞれ動作する複数
の内部回路とを備え、 さらに、前記複数の電源線の少なくとも1組の間に設け
られた第1のスイッチ回路を含み、外部から初期化信号
が供給される前は前記スイッチ回路を接続状態とし、前
記初期化信号が供給された後は前記スイッチ回路を非接
続状態とする電源間制御回路とを備えることを特徴とす
る半導体装置。A plurality of power supply lines; an external power supply pin provided corresponding to each of the plurality of power supply lines; and a plurality of internal circuits each operated by a power supply supplied from the plurality of power supply lines. A first switch circuit provided between at least one set of the plurality of power supply lines, wherein the switch circuit is connected before an external initialization signal is supplied, and the initialization signal is A semiconductor device comprising: an inter-power supply control circuit that disconnects the switch circuit after being supplied.
される2つの抵抗と、 該2つの抵抗の両端をそれぞれ前記第1の電源線とはそ
れぞれ設定電位の異なる第2の電源線及び第3の電源線
に接続するための、互いに直列に接続された第2及び第
3のスイッチ回路と、 該第2及び第3のスイッチ回路を、前記初期化信号が供
給される前は接続状態とし、前記初期化信号が供給され
た後は非接続状態とするための接続停止信号を前記第2
及び第3のスイッチ回路に対し発生する接続停止信号発
生回路とを備える請求項1記載の半導体装置。2. The power supply control circuit further comprises: two resistors whose connection points are connected to a first power supply line of the plurality of power supply lines; And second and third switch circuits connected in series with each other to connect to a second power supply line and a third power supply line having different set potentials, respectively. The connection stop signal for setting the switch circuit to a connection state before the initialization signal is supplied, and to a disconnection state after the initialization signal is supplied, to the second circuit.
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a connection stop signal generation circuit generated for the third switch circuit.
チップリセットコマンドであり、 該チップリセットコマンドに応じてリセット信号を発生
するコマンド判定回路を備え、 前記電源間制御回路は、前記リセット信号に応じて前記
第1のスイッチ回路を制御することを特徴とする請求項
1又は2記載の半導体装置。3. The initialization signal supplied from outside is:
A command reset circuit that generates a reset signal in response to the chip reset command, wherein the inter-power supply control circuit controls the first switch circuit in response to the reset signal. 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
ダム・アクセス・メモリ(DRAM)であり、 前記複数の電源線は、データ出力回路用電源回路用の電
源線とDLL回路用の電源線と基準電源線の少なくとも
1つを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
1項記載の半導体装置。4. The semiconductor device is a dynamic random access memory (DRAM), wherein the plurality of power lines are a power line for a data output circuit, a power line for a DLL circuit, and a reference power source. 4. The semiconductor device according to claim 1, comprising at least one of the lines.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000231818A JP2002050743A (en) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000231818A Withdrawn JP2002050743A (en) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Semiconductor device |
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