JP2002117677A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2002117677A JP2001222078A JP2001222078A JP2002117677A JP 2002117677 A JP2002117677 A JP 2002117677A JP 2001222078 A JP2001222078 A JP 2001222078A JP 2001222078 A JP2001222078 A JP 2001222078A JP 2002117677 A JP2002117677 A JP 2002117677A
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康宏 石塚
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誠三 古別府
Hiroki Sugano
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部2電源方式を採用しても、電源投入時に
内部電源電圧が所定レベルに立ち上がるまでの間、消費
電流の異常増大を引き起こすことのない半導体集積回路
を得る。 【解決手段】 半導体集積回路は、ロジック、メモリ、
および、外部より異なるタイミングで供給される複数の
外部電源電圧に基づき複数の内部電源電圧を発生しメモ
リ供給する電圧発生回路を備えている。電圧発生回路
は、複数の内部電源電圧を発生するための、電流の供給
能力が小さく常時活性化されているスタンバイユニット
と、複数の内部電源電圧を発生するための、電流の供給
能力が大きく必要に応じて活性化されるアクティブユニ
ットとを備える。活性化制御ユニットは、複数の外部電
源電圧の全てが立ち上がるまでの間、アクティブユニッ
トが活性化されないようにする。

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、ロジックとメモ
リを混載し、電源投入時の異常電流の増大防止機能を備
えた半導体集積回路に関し、特に、この発明は、外部2
電源構成の半導体集積回路における異常電流の防止に関
する。
【0002】
【従来の技術】DRAMとプロセッサやASIC(Ap
plication Specific IC)などの
ロジックとが混載されたシステムLSIでは、DRAM
とロジックとの間を128〜512ビットなどの多ビッ
トの内部データバスを用いて接続することにより、プリ
ント基板上でそれらを接続する場合に比べて、1〜2桁
程度速い高速データ伝送速度が実現でき、また、汎用D
RAMを外部に設けたシステム構成に比べて、外部I/
Oのピン数を削減することができ、I/O線の寄生イン
ピーダンスも1桁以上低減できる。従って、このような
システムLSIは、消費電流を大幅に削減することがで
き、3次元グラフィック処理、画像・音声処理などの大
量データを扱う情報機器の高性能化に大きく貢献する。
【0003】図18はロジックおよびDRAMを混載し
た一般的なシステムLSIの概略構成を示すブロック図
である。図において、1は大規模ロジックであり、2は
この大規模ロジック1の外部ピンである。3はアナログ
信号を処理するアナログコアであり、4はこのアナログ
コア3のアナログピンである。5は、内部配線により大
規模ロジック1と接続され、大規模ロジック1が必要と
するデータを保持するDRAMコアであり、6はテスト
モード時に大規模ロジック1とDRAMコア5とを切り
離すテストインタフェース回路(以下TICと略す)で
あり、7−1はテストモード時にこのTIC6にてDR
AMコア5に接続されるテストピンであり、7−2はD
RAMコア5に外部電源電圧exVDDを供給する電源
ピンである。
【0004】次に動作について説明する。大規模ロジッ
ク1は、その外部ピン2より入力された指令に基づい
て、指令された処理を実行し、実行結果を外部ピン2よ
り出力する。アナログコア3は、大規模ロジック1とア
ナログピン4との間に接続され、アナログ信号について
の処理を実行する。そのアナログコア3により実行され
るその処理は、位相同期回路(PLL)による内部クロ
ック信号の発生、外部からのアナログ信号のA/D変換
器によるディジタル信号への変換、大規模ロジック1か
ら与えられるディジタル信号のD/A変換器によるアナ
ログ信号への変換などを含んでいる。TIC6は、テス
トモードになると、大規模ロジック1をDRAMコア5
から切り離し、そのDRAMコア5にテストピン7−1
を接続する。テストモードでは、このテストピン7−1
を介して接続されたテスタにより、DRAMコア5に対
するテストが行われる。
【0005】図14は従来の半導体集積回路に設けられ
たDRAMの概略構成を示すブロック図である。図にお
いて、8は中央制御回路ブロックであり、9はコマンド
デコーダ/制御回路であり、10はロウアドレス入力バ
ッファ/ラッチ/リフレッシュカウンタであり、11は
ロウプリデコーダであり、12はコラムアドレス入力バ
ッファ/ラッチであり、13はコラムプリデコーダであ
り、14はデータ入出力コントローラであり、15は内
部電源電圧発生回路/セルフリフレッシュタイマブロッ
クであり、16はメモリアレイであり、17はセンスア
ンプ帯であり、18はロウ/コラムローカル制御帯であ
り、19はデータパス帯である。
【0006】中央制御回路ブロック8は、クロック信号
CLKに同期して外部から与えられる各種外部制御信号
をラッチしてそれらをデコードし、デコードされた外部
制御信号により指定された内部コマンドに応答して複数
の内部制御信号を活性化する。内部電源電圧発生回路/
セルフリフレッシュタイマブロック15の内部電源電圧
発生回路部は、昇圧電圧VPP、周辺回路用の電源電圧
VCCP、アレイ電源電圧VCCS、プリチャージ電圧
VBL、セルプレート電圧VCP、基板電圧VBBを発
生する。
【0007】図19はそのような従来の内部電源電圧発
生回路部の概略構成を示すブロック図である。図におい
て、20はレベルシフタであり、21はVBB発生回路
であり、22は基準電圧発生回路であり、23はVCC
S発生回路(以下VDCSと略す)であり、24はVB
L/VCP発生回路であり、25はVPP発生回路、2
6はVCCP発生回路(以下VDCPと略す)である。
VBB発生回路21、VDCS23、VPP発生回路2
5、VDCP26は、それぞれ、電流供給能力の大きな
アクティブ回路と電流供給能力の小さなスタンバイ回路
とを並列に備えている。内部電源電圧発生回路部では、
DRAMのスタンバイ期間中発生する複数の内部電源の
電圧を保持するために、VBB発生回路21、VDCS
23、VPP発生回路25、VDCP26のスタンバイ
回路が常に活性化されている。ここで、ある内部コマン
ドがアクティブロウであると、コマンドデコーダ/制御
回路9の発行するACTOR信号に基づいて、VBB発
生回路21、VDCS23、VPP発生回路25、VD
CP26のアクティブ回路が活性化される。
【0008】VDCS23はVCCS異常ディテクタを
備え、常時電圧VCCSをモニタしており、その電圧が
異常に低下した場合には、その出力信号を“L”レベル
から“H”レベルに上昇させる。また、VDCP26は
VCCP異常ディテクタを備え、常時電圧VCCPをモ
ニタしており、その電圧が異常に低下した場合には、そ
の出力信号を“L”レベルから“H”レベルに上昇させ
る。同様に、VPP発生回路25はVPP異常ディテク
タを備え、常時セルプレート電圧VPPをモニタしてお
り、その電圧が異常に低下した場合、その出力信号を
“L”レベルから“H”レベルに上昇させる。これによ
って、VDCS23、VPP発生回路25、VDCP2
6のアクティブ回路がそれぞれ活性化される。なお、ス
タンバイ期間中であっても生成された上記内部電源のい
ずれかの電圧が異常に低下すると、VDCS23、VP
P発生回路25、VDCP26の各アクティブ回路は対
応する異常ディテクタの出力信号を受け、活性化され
る。このように、内部電源電圧発生回路部は、対応する
アクティブ回路を活性化することにより、内部電源の電
圧を正常に戻すように制御を実行する。
【0009】図15に示すように、メモリアレイ16は
多数のサブメモリアレイ(SMA)27に分割され、各
サブメモリアレイ27の周囲には、2つのサブワードド
ライバ帯(SWD)28と2つのセンスアンプ帯(S/
A)29とが配置されている。複数のメインワード線3
0は、行方向に配置された複数のサブメモリアレイ27
を横断するように、行方向に延びており、複数のサブワ
ード線32が、それぞれサブワードドライバ31を介し
て各メインワード線30に接続されており、行方向に配
置された複数のサブメモリアレイ27を横断するよう
に、行方向に延びている。各メインワード線30は、ロ
ウデコーダ(RD)33からの信号により動作するメイ
ンワードドライバ(MWD)34により駆動される。
【0010】また、ロウ/コラムローカル制御帯18
は、ロウデコーダ33と、コラムデコーダ(図示省略)
と、メインワードドライバ34と、センスアンプ駆動信
号発生回路およびサブデコード信号発生回路を含むロウ
ローカル制御回路35とから構成される。図16(a)
〜図16(c)はロウ/コラムローカル制御帯18の概
略構成を示すブロック図である。なお、これら図におい
て、コラムデコーダは省略されている。
【0011】図16(a)に示すように、ロウデコーダ
(RD)33は、BS信号、プリデコード信号1〜プリ
デコード信号3、RXT信号から、メインワード線の選
択信号を生成する回路と、BS信号、プリデコード信号
0、RXACT信号から、サブデコード線の選択信号を
生成する回路とを含んでいる。メインワードドライバ3
4は、ロウデコーダ33により生成されたメインワード
線の選択信号に従い、VPPレベルの振幅を持つメイン
ワード線(MWL)を駆動する回路を含んでいる。
【0012】ロウローカル制御回路35は、ロウデコー
ダ33により生成されたサブデコード線の選択信号から
サブデコード線(ZSDF)を駆動する回路と、ロウア
クティブがリセットされる時、メインワード線およびサ
ブデコード線をVPPレベルに戻すためのZRST信号
を発生する回路と、センスアンプ制御信号群、シェアー
ドゲート信号BLI、ビット線プリチャージ信号BLE
Q、センス活性化信号S0N、ZS0Nを発生する回路
とを含んでいる。図16(b)もしくは図16(c)に
示したレベルシフタが、上記センス制御信号群の中の、
VPPレベルまたはexVDDレベルの振幅を持ったZ
RST信号、BLI信号、BLEQ信号、SON信号
を、VCCPレベルを持つブロックデコード信号BSお
よび制御信号RXACT信号から生成する。
【0013】図17は、サブメモリアレイ27とサブワ
ードドライバ帯28およびセンスアンプ帯29と間の接
続を概略的に示す図である。行方向に配置された複数の
サブメモリアレイ27と同一の行に配置されたメモリセ
ル(図示省略)のゲートに接続されているサブワード線
32は、サブワードドライバ帯28上の各サブワードド
ライバ31に接続されている。また、同一の列に配置さ
れたメモリセルは、ビット線対(BLL,ZBLL)も
しくは(BLR,ZBLR)のいずれかに接続されてい
る。このビット線対は、シェアードゲート信号BLI
L,BLIRがゲートに入力されているビット線分離ト
ランジスタを介してセンストランジスタに接続されてい
る。なお、図示のセンスアンプ36では、ビット線イコ
ライズ/プリチャージトランジスタがビット線分離トラ
ンジスタの外側に配置されているが、これに代わって、
内側に配置されていてもよい。
【0014】メインワード線30およびサブデコード線
40は、非選択状態ではVPPレベルに保持されてお
り、ロウアクティブになると選択されたそれら各線が
“L”レベルに落ちる。サブワードドライバ31では、
選択されたサブデコード線40に接続されている信号S
Dが“L”レベルからVPPレベルに変化し、信号ZS
DがVCCSレベルから“L”レベルに変化する。その
結果、メインワード線30とサブデコード線40で選択
されるサブワード線32が“L”レベルからVPPレベ
ルに立ち上がる。また、ロウアクティブがリセットされ
てスタンバイ状態に戻る時、選択されていたメインワー
ド線30およびサブデコード線40が再びVPPレベル
に戻り、サブワード線32はVPPレベルから“L”レ
ベルに落ちる。
【0015】この間、ビット線分離トランジスタは、サ
ブワード線32が立ち上がる前まではVPPレベルに保
持され、ビット線プリチャージ信号BLEQL,BLE
QRが“H”レベルであるので、ビット線対は、ビット
線プリチャージ電圧VBLに保持されている。サブワー
ド線32が立ち上がる直前に、一方のビット線分離トラ
ンジスタおよびビット線イコライズ/プリチャージトラ
ンジスタのゲートが“L”レベルに落ちる。ビット線対
(BLL,ZBLL)がビット線プリチャージ電圧VB
Lのままフローティング状態となり、サブワード線32
が立ち上がると、選択されたメモリセルのストレージノ
ードはビット線対の片方に接続され、メモリセル内のキ
ャパシタに蓄積された電荷がビット線対に読み出され
る。ビット線対にメモリセルの電荷が十分に読み出され
たタイミングでセンス活性化信号のSON信号を“H”
レベルにし、ZSOP信号を“L”レベルにすることに
より、センス駆動回路38を動作させ、センスアンプ帯
29上のセンストランジスタを一斉に活性化させる。
【0016】汎用DRAMは、例えば3.3Vの1つの
外部電源exVDDから全ての内部電源電圧VPP、V
CCS、VCCP、VBL、VCP、VBBを発生する
ような構造を有している。図20は、そのような汎用D
RAMの1つの外部電源exVDDを投入した時の発生
されるそれら内部電源電圧のうち主なものの立ち上がり
を概略的に示す図である。図19に示された内部電源電
圧発生回路/セルフリフレッシュタイマブロック15に
おいて、外部電源exVDDが立ち上がるにつれて図示
省略のパワーオンリセット信号PORが立ち上がる。こ
れにより、内部電源電圧発生回路部の各回路は動作し始
め、各回路の出力は所定の時間経過後に所望の電圧に達
する。その結果、チップはスタンバイ状態となる。
【0017】チップ内にロジックとともに混載されたD
RAMが1つの外部電源を用いる、汎用DRAMと同様
の電源投入シーケンスが実行され、図16に示したロウ
/コラムローカル制御帯18では、全てのメインワード
線(MWL)、サブデコード線(ZSDF)およびBL
I信号はVPPレベルを保つ。さらに、BLEQ信号は
exVDDレベルを保ち、S0N信号は“L”レベルを
保ち、ZS0P信号はVCCPレベルを保ったまま、D
RAMは待機状態のまま保持される。
【0018】ところが、図18に示すDRAMを内蔵す
るシステムLSIでは、消費電力低減のために、大規模
ロジック1はDRAMコア5に供給される外部電源ex
VDDよりも低いロジック電圧VLOGICで動作す
る。DRAMコア5に供給される電源電圧VCCPをこ
のロジック電圧VLOGICと同電圧に設定できる場
合、DRAMコア5において消費電力を低減するため
に、DRAMコア5の内部電源電圧発生回路/セルフリ
フレッシュタイマブロック15内のVDCP26を用い
その電源電圧VCCPを発生する代わりに、その電源電
圧VCCPを直接外部よりロジック電源VLOGICか
ら発生してもよい。すなわち、DRAMは外部2電源方
式を用いてもよい。電源電圧VCCPが外部から供給さ
れる場合、消費電力の低減することができる上に、動作
中の電源電圧VCCPのへたりをなくすることができ
る。
【0019】図21は、このような外部2電源方式にお
いて、外部電源を投入した時の各内部電源電圧の立ち上
がりを概略的に示す説明図である。この図は、先に3.
3Vの外部電源exVDDが投入された後、所定の時間
が経過してからロジック電圧VLOGIC(周辺回路用
の電源電圧VCCP)を投入した場合を示す。それらの
電源が逆の順序で投入された場合、電圧VPP、VCC
S、VBBにまだバイアスされていないフローティング
状態のウェル(Well)内の拡散ノードに、VCCP
レベルの電圧が接続される個所が多く存在する。そのた
め、ウェルに流れ込む電流によってラッチアップが引き
起こされる危険性があり、図21に示すシーケンスで電
源を投入することが望ましい。
【0020】しかしながら、図16(b)および図16
(c)に示すレベルシフタでは、周辺回路用の電源電圧
VCCPが0Vの間に、電圧exVDDと電圧VPPと
が立ち上がる。この場合、レベルシフタ内の2つのNチ
ャネルトランジスタにおけるOFFリーク電流の大小関
係と、電源exVDDまたはVPPの立ち上がりスピー
ドとに従い、レベルシフタの出力は“H”レベルまたは
“L”レベルになり、レベルシフタの出力は不定状態と
なる。従って、例えば、信号S0Nが“H”状態に陥る
と、信号ZS0Pが“L”レベルであるので、図17に
示したセンス駆動回路38は活性化される。
【0021】さらに、図16(a)に示すロウローカル
制御回路35において、信号BLEQが“H”状態に陥
っていると、図17に示すビット線対間およびS2P線
−S2N線間がイコライズされつつセンス駆動回路38
が活性化される。その結果、電圧VCCSからGNDに
大きな貫通電流が流れる。この貫通電流により電圧VC
CSが低下してしまい、図19に示すVDCS23内の
電圧レベル検出器であるVCCS異常ディテクタがその
低下に対して反応してしまう。従って、active
VDCSが活性化され、外部電源exVDDから大電流
が流れる。
【0022】一方、図16(a)に示す信号ZRSTも
不定状態となるので、メインワード線(MWL)および
サブデコード線(ZSDF)はVPPレベルまで立ち上
がることなく中間レベルに陥ってしまう。その結果、電
源VPPに接続されている多数の回路や素子において貫
通電流が流れ続ける可能性がある。この場合もVPPレ
ベルが低下してしまうので、図18に示すVPP発生回
路25内のVPP異常ディテクタがその低下に反応して
しまう。従って、active VPP generat
orが活性化され、外部電源exVDDから大電流が流
れる。
【0023】なお、例えば、パワーオンリセット信号で
レベルシフタをリセットする特開平9−98083号公
報や、レベルシフタにプルアップ抵抗またはプルダウン
抵抗を付加して貫通電流を防止する特開平7−2312
52号公報などが、このような従来の半導体集積回路を
開示している。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体集積回路
は以上のように構成されているので、外部2電源方式を
採用した場合には、ロウローカル制御回路のレベルシフ
タの出力不定状態により貫通電流が流れ、その貫通電流
によって電圧VCCSあるいはVPPが低下するので、
VDCSのVCCS異常ディテクタ、あるいはVPP発
生回路のVPP異常ディテクタがその低下に反応してし
まい、active VDCSまたはactive V
PP generatorが活性化され、外部電源ex
VDDから大電流が流れ、消費電流の異常を引き起こす
という課題があった。
【0025】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、外部2電源方式を採用した場合で
も、電源投入時に内部電源電圧が所定レベルに立ち上が
るまでの間、消費電流の異常な増大を引き起こすことの
ない半導体集積回路を得ることを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体回
路は、電圧発生回路が、複数の内部電源電圧を発生する
ための、電流の供給能力が小さく常時活性化されている
スタンバイ手段と、複数の内部電源電圧を発生するため
の、電流の供給能力が大きく必要に応じて活性化される
アクティブ手段と、複数の外部電源電圧の全てが立ち上
がるまでの間、アクティブ手段が活性化されないように
する活性化制御手段とを備えたものである。
【0027】この発明に係る半導体回路の活性化制御手
段は、複数の外部電源電圧の全てが立ち上がった後に、
アクティブ手段を活性化させる活性化信号を出力する活
性化信号制御回路を備えたものである。
【0028】この発明に係る半導体回路の活性化制御手
段は、複数の外部電源電圧の全てが立ち上がった後に生
成されたパワーオンリセット信号に応答して、アクティ
ブ手段を活性化させる活性化信号を出力する活性化信号
制御回路を備えたものである。
【0029】この発明に係る半導体回路の活性化制御手
段は、プルアップトランジスタまたはプルダウントラン
ジスタを有し、アクティブ手段を活性化させるための活
性化信号のレベル変換を行うレベルシフタを含むもので
ある。
【0030】この発明に係る半導体回路の活性化制御手
段は、当該レベルシフタのバランスを崩すための基板バ
イアス制御回路を有し、アクティブ手段を活性化させる
ための活性化信号のレベルを変換するレベルシフタを含
むものである。
【0031】この発明に係る半導体回路は、後から立ち
上がる外部電源電圧が印加される主電源線と、後から立
ち上がる外部電源電圧を周辺回路ブロックに供給するた
めの副電源線と、後から立ち上がる部電源電圧が立ち上
がりに応答してパワーオンリセット信号が生成されるま
で、副電源線を主電源線から切り離し、副電源線を所定
のレベルにプレチャージするプリチャージ手段とを備え
たものである。
【0032】この発明に係る半導体回路の上記プリチャ
ージ手段は、先に立ち上がる外部電源電圧の立ち上がり
を受けて他のパワーオンリセット信号が発生してから、
後から立ち上がる外部電源電圧の立ち上がりを受けて上
記パワーオンリセット信号が発生するまでの間、上記副
電源線をプリチャージするものである。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1. 図1はこの発明の実施の形態1による
半導体集積回路に設けられた外部2電源方式のDRAM
の概略構成を示すブロック図である。図において、8は
中央制御回路ブロックであり、中央制御回路ブロック
は、コマンドデコーダ/制御回路9、ロウアドレス入力
バッファ/ラッチ/リフレッシュカウンタ10、ロウプ
リデコーダ11、コラムアドレス入力バッファ/ラッチ
12、コラムプリデコーダ13、および、データ入出力
コントローラ14を含んでいる。15は各種内部電源電
圧を発生する内部電源電圧発生回路部を含む内部電源電
圧発生回路/セルフリフレッシュタイマブロックであ
り、外部電源exVDDによって動作する。16はマト
リックス状に配列された複数のメモリセル(図示省略)
が複数ブロックに分割されたメモリアレイであり、17
はセンスアンプ帯である。18はロウデコーダ、コラム
デコーダを含んだロウ/コラムローカル制御帯であり、
19はプリアンプ、ライトドライバを含んだデータパス
帯である。周辺回路の電源電圧VCCPは、外部のロジ
ック電源から供給される。
【0034】次に動作について説明する。図1に示すD
RAMの中央制御回路ブロック8に、外部から、例えば
クロックイネーブル信号CKE、ロウアドレスストロー
ブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CA
S、ライトイネーブル信号/WE、データマスク信号D
Mなどの各種制御信号が与えられる。中央制御回路ブロ
ック8は、外部から印加されたクロック信号CLKに同
期してそれらの制御信号をラッチし、それらをコマンド
デコーダ/制御回路9にてデコードする。中央制御回路
ブロック8は、それらの制御信号をデコードすることに
より内部コマンドを特定する。なお、この内部コマンド
には、ロウアクティブコマンド、リードコマンド、ライ
トコマンド、プリチャージコマンド、オートリフレッシ
ュコマンド、セルフリフレッシュコマンドなどが含まれ
る。
【0035】これらのコマンドに応答して、複数の内部
制御信号が活性化する。例えば、1つの内部コマンドが
アクティブロウになると、ロウアドレス入力バッファ/
ラッチ/リフレッシュカウンタ10が外部アドレスをロ
ウアドレスとして取り込み、ロウプリデコーダ11はプ
リデコード信号を生成し、またワード線、センスアンプ
を駆動するための各種のロウ系制御タイミング信号を生
成する。リード/ライトコマンドが発行されると、コラ
ムアドレス入力バッファ/ラッチ12が外部アドレスを
コラムアドレスとして取り込み、コラムプリデコーダ1
3は、コラムプリデコード信号を生成し、また、コラム
選択信号(CSL)、データパス系のプリアンプ、ライ
トドライバー、データ入出力コントローラ14を駆動す
るための各種のコラム系制御タイミング信号を生成す
る。
【0036】オートリフレッシュコマンドまたはセルフ
リフレッシュコマンドが発行された場合、ロウアドレス
入力バッファ/ラッチ/リフレッシュカウンタ10のリ
フレッシュカウンタ部が動作し、リフレッシュされるロ
ウのアドレスを生成する。特に、セルフリフレッシュモ
ードに入ると、内部電源電圧発生回路/セルフリフレッ
シュタイマブロック15のセルフリフレッシュタイマ部
が働き始め、最大リフレッシュ時間(tREFmax)
内に全てのロウを1回リフレッシュするように、自動的
にリフレッシュトリガ信号(FAY)を生成する。さら
に、その内部電源電圧発生回路/セルフリフレッシュタ
イマブロック15の内部電源電圧発生回路部は、昇圧電
圧VPP、アレイ電源電圧VCCS、プリチャージ電圧
VBL、セルプレート電圧VCP、基板電圧VBBを発
生する。
【0037】昇圧電圧VPPは主にサブワード線上に伝
達される電圧であり、メモリアレイ16を構成するメモ
リセルへ“H”データを確実に書き込み、メモリセルか
らビット線へ“H”データを確実に読み出すために、サ
ブワード線に必要な駆動電圧VPPは、アレイ電源電圧
VCCSとメモリセルトランジスタのしきい値VthC
の和よりも十分大きい必要がある。また、電源電圧VC
CPは、ロウ/コラムローカル制御帯18に含まれるロ
ウデコーダおよびコラムデコーダ、データパス帯19に
含まれるライトドライバおよびプリアンプ、中央制御回
路ブロック8に含まれるコマンドデコーダ/制御回路
9、ロウ/コラムプリデコーダ11,13、ロウアドレ
ス入力バッファ/ラッチ/リフレッシュカウンタ10、
コラムアドレス入力バッファ/ラッチ12、データ入出
力コントローラ14などの周辺回路に与えられる。ま
た、アレイ電源電圧VCCSはセンスアンプ帯17に与
えられる動作電源電圧である。
【0038】図2はこの発明のの実施の形態1による半
導体集積回路の内部電源電圧発生回路/セルフリフレッ
シュタイマブロック15に設けられた内部電源電圧発生
回路部の構成を示すブロック図である。図において、2
0はレベルシフタであり、21はVBB発生回路であ
り、22は基準電圧発生回路であり、23はVDCSで
あり、24はVBL/VCP発生回路であり、25はV
PP発生回路である。すなわち、内部電源電圧発生回路
部は、レベルシフタ20と、これらの電圧発生回路とを
含んでいる。なお、VBB発生回路21は、電流供給能
力が大きなアクティブ回路としてのactive VB
B generatorと、電流供給能力が小さなスタ
ンバイ回路としてのstandby VBB gene
ratorとを並列に備えている。同様に、VDCS2
3は、電流供給能力が大きなアクティブ回路としてのa
ctive VDCSと、電流供給能力が小さなスタン
バイ回路としてのstandby VDCSとを並列に
備えている。同様に、VPP発生回路25は、電流供給
能力が大きなアクティブ回路としてのactiveVP
P generatorと、電流供給能力が小さなスタ
ンバイ回路としてのstandby VPP gene
ratorとを並列に備えている。
【0039】内部電源電圧発生回路部では、スタンバイ
期間中の出力電圧を保持するため、VBB発生回路21
のstandby VBB generator、VD
CS23のstandby VDCS、VPP発生回路
25のstandby VPP generatorが
常に活性化されている。通常の読み出しまたは書き込み
動作、またはセルフリフレッシュ動作,オートリフレッ
シュ動作に伴いデコードされた制御信号がアクティブロ
ウになると、コマンドデコーダ/制御回路9はACTO
R信号を発行する。このACTOR信号は、VCCPレ
ベルの信号をexVDDレベルの信号へ変換するレベル
シフタ20によってACT信号に変換され、VBB発生
回路21、VDCS23、VPP発生回路25に送られ
る。VBB発生回路21は、そのACT信号に応答し
て、そのactive VBB generatorを
活性化する。同様に、VDCS23はそのACT信号に
応答してそのactive VDCSを活性化し、VP
P発生回路25はそのactive VPP gene
ratorを活性化する。
【0040】VDCS23内のVCCS異常ディテクタ
は、電圧VCCSを常時モニタしており、その電圧が異
常に低下した場合には、出力信号を“L”レベルから
“H”レベルに上昇させる。また、VPP発生回路25
内のVPP異常ディテクタは、同様に、電圧VPPを常
時モニタしており、その電圧が異常に低下した場合、出
力信号を“L”レベルから“H”レベルに上昇させる。
これにより、VDCS23のactive VDCS
と、VPP発生回路25のactive VPPgen
eratorとがそれぞれ活性化される。なお、内部電
源電圧発生回路部がスタンバイ期間中であっても、出力
電圧が異常に低下すると、VDCS23およびVPP発
生回路25は、それぞれの異常ディテクタの出力信号を
受けて、active VDCSおよびactive
VPP generatorをそれぞれ活性化する。こ
のように、内部電源電圧発生回路部は、active
VDCS、active VPP generator
を活性化することにより、出力電圧を正常に戻す。
【0041】実施の形態1によるVDCS23は、AC
T信号とVCCS異常ディテクタの出力との論理和をと
るOR回路の出力と、active VDCSのNチャ
ネルトランジスタのゲートとの間に、active V
DCS活性化信号を生成するactive VDCS活
性化信号制御回路41を備えている。そのactive
VDCS活性化信号制御回路41は、電源電圧VCC
Pが立ち上がるか、または、VCCPレベルの立ち上が
りを受けて発生する第2のパワーオンリセット信号PO
R2が立ち上がるまで、その出力を“L”レベルに保
ち、activeVDCSが活性化しないように制御す
る。電源電圧VCCPまたはPOR2信号が立ち上がる
と、active VDCS活性化信号制御回路41
は、ACT信号またはVCCS異常ディテクタの出力に
応答してactive VDCSが活性化されるように
制御する。
【0042】図3はそのactive VDCS活性化
信号制御回路41の構成を示すブロック図である。図示
のように、active VDCS活性化信号制御回路
41は、OR回路からの入力で動作する、直列に接続さ
れたPチャネルトランジスタPTおよびNチャネルトラ
ンジスタNT1と、そのNチャネルトランジスタNT1
に直列接続され、VCCPレベルまたは第2のパワーオ
ンリセット信号POR2で動作するNチャネルトランジ
スタNT2と、そのPチャネルトランジスタに並列接続
され、VCCPレベルまたは第2のパワーオンリセット
信号POR2で動作するPチャネルのプルアップトラン
ジスタPUTと、出力信号を反転させるインバータIN
Vとを備えている。VCCPレベルと第2のパワーオン
リセット信号POR2との時間関係を図4に示す。
【0043】実施の形態1によるVPP発生回路25
は、active VPP generatorのリン
グオシレータの入力側に付加された、active V
PP活性化信号を生成するactive VPP活性化
信号制御回路42を備えている。active VDC
S活性化信号制御回路41と同様に、active V
PP活性化信号制御回路42は、電源電圧VCCPが立
ち上がるか、またはVCCPレベルの立ち上がりで発生
する第2のパワーオンリセット信号POR2が立ち上が
るまで、その出力を“L”レベルに保ち、active
VPP generatorが活性化しないようにす
る。VCCPレベルが上昇するかまたはPOR2信号が
立ち上がると、active VPP活性化信号制御回
路42は、ACT信号あるいはVPP異常ディテクタの
出力に応答して、active VPP genera
torを活性化できるように制御する。そのactiv
eVPP活性化信号制御回路42は、図3に示したac
tive VDCS活性化信号制御回路41と同一の構
成を有している。
【0044】図1に示すメモリアレイ16は、図15に
示すような構成を有する。図示のように、メモリアレイ
16は、多数のサブメモリアレイ(SMA)27に分割
されており、複数のサブメモリアレイ27のそれぞれに
はサブワードドライバ帯(SWD)28とセンスアンプ
帯(S/A)29とが配置されている。メインワード線
30は行方向に配置された複数のサブメモリアレイ27
を横断するように行方向に延びており、また、複数のサ
ブワード線32がそれぞれメインワード線30にサブワ
ードドライバ31を介して接続され、サブメモリアレイ
27内を行方向に延びている。そのメインワード線30
は、ロウデコーダ(RD)33からの信号に従って動作
するメインワードドライバ(MWD)34により駆動さ
れる。
【0045】図1に示すロウ/コラムローカル制御帯1
8は、ロウデコーダ33と、コラムデコーダ(図示省
略)と、メインワードドライバ34と、センスアンプ駆
動信号発生回路およびサブデコード信号発生回路を含む
ロウローカル制御回路35とを備えている。ロウ/コラ
ムローカル制御帯18のロウデコーダ33、メインワー
ドドライバ34、およびロウローカル制御回路35は、
図16(a)に示すような構成を有する。なお、図16
(a)においてはコラムデコーダは図示されていない。
【0046】図16(a)に示すように、ロウデコーダ
33は、ブロックデコード信号BS、プリデコード信号
1〜プリデコード信号3、およびタイミング制御信号R
XTから、メインワード線(MWL)を選択するための
信号を生成する回路と、ブロックデコード信号BS、プ
リデコード信号0、およびタイミング制御信号RXAC
Tから、サブデコード線(ZSDF)を選択するための
信号を生成する回路とを含み、ロウデコーダ33は、周
辺電源電圧VCCPで駆動されている。メインワードド
ライバ34は、ロウデコーダ33により生成されたメイ
ンワード線を選択する信号を受け取って、VPPレベル
の振幅を持つメインワード線(MWL)を駆動する回路
を含んでいる。
【0047】また、ロウローカル制御回路35は、ロウ
デコーダ33により生成されたサブデコード線を選択す
る信号を受け取って、VPPレベルの振幅を持つサブデ
コード線(ZSDF)を駆動する回路、内部プリチャー
ジコマンド等によってロウアクティブがリセットされる
時、メインワード線およびサブデコード線をVPPレベ
ルに戻すためのVPPレベルの振幅を持つZRST信号
を発生する回路、センスアンプを制御するため、ブロッ
クデコード信号BSからシェアードゲート信号BLI、
ビット線プリチャージ信号BLEQを生成し、中央制御
回路ブロック8からのセンスアプリケーション活性化タ
イミングマスタ信号S0NM、S0PMからセンス活性
化信号S0N、ZS0Pを発生する回路を含んでいる。
【0048】さらに、ロウローカル制御回路35は、V
CCPレベルの信号をVPPレベルの信号へ変換する図
16(b)に示す2つのVCCP−VPPレベルシフタ
と、VCCPレベルの信号をexVDDレベルの信号へ
変換する図16(c)に示す2つのVCCP−exVD
Dレベルシフタとを備えている。第1のVCCP−VP
Pレベルシフタは、VCCPレベルの振幅を持ったブロ
ックデコード信号BSおよび制御信号RXACT信号か
ら、ロウ系制御信号群の中の、VPPレベルの振幅を持
ったZRST信号を生成し、第2のVCCP−VPPレ
ベルシフタは、VCCPレベルの振幅を持ったブロック
デコード信号BSから、ロウ系制御信号群の中の、VP
Pレベルの振幅を持ったBLI信号を生成する。第1の
VCCP−exVDDレベルシフタは、ロウ系制御信号
群の中の、exVDDレベルの振幅を持ったBLEQ信
号を、VCCPレベルの振幅を持ったブロックデコード
信号BSから生成する。第2のVCCP−exVDDレ
ベルシフタは、ロウ系制御信号群の中の、exVDDレ
ベルの振幅を持ったS0N信号を、VCCPレベルの振
幅を持ったブロックデコード信号BSおよびセンスアプ
リケーション活性化タイミングマスタ信号S0NM,S
0PMから生成する。
【0049】図15におけるサブメモリアレイ27と、
その周囲に配置されるサブワードドライバ帯28および
センスアンプ帯29との間の接続は図17に示す通りで
ある。各サブメモリアレイ27は、行列状に配置した複
数のメモリセル(図示省略)を含んでおり、同一の行に
配置された複数のメモリセルのゲートは同一のサブワー
ド線32に接続されている。そのサブワード線32は、
サブワードドライバ帯28上の各サブワードドライバ3
1と接続されている。同一のカラムに配置された複数の
メモリセルは、ビット線対BLL,ZBLL、もしくは
ビット線対BLR,ZBLRのいずれかに接続されてい
る。これら2つのビット線対のいずれも、シェアードゲ
ート信号BLILまたはBLIRがゲートに入力されて
いるビット線分離トランジスタを介してセンストランジ
スタに接続されている。図中の37はサブデコードドラ
イバであり、38はセンス駆動回路であり、39はこの
センス駆動回路38内のEQ回路である。
【0050】センスアンプ36は、センストランジスタ
および一対のビット線分離トランジスタに加えて、それ
ぞれ、ビット線プリチャージ信号BLEQL,BLEQ
Rがゲートに入力され、スタンバイ期間中に対応するビ
ット線対をイコライズして、プリチャージ電圧VBLに
プリチャージする一対のビット線イコライズ/プリチャ
ージトランジスタを含む。なお、図示のセンスアンプ3
6において、一対のビット線イコライズ/プリチャージ
トランジスタが、一対のビット線分離トランジスタの外
側ではなく、センストランジスタ側に配置されていても
よい。
【0051】サブワードドライバ31は以下のように動
作する。メインワード線30およびサブデコード線(Z
SDF)40は、これらが非選択の状態ではともにVP
Pレベルに保持される。ロウアクティブになると、選択
された1本のメインワード線30とサブデコード線40
はVPPレベルから“L”レベルへと低下する。図17
に示された交差部に配置されたサブワードドライバ31
において、選択されたサブデコード線40に接続されて
いるサブデコードドライバ37からの信号SDが“L”
レベルからVPPレベルに、信号ZSDがVCCSレベ
ルから“L”レベルに変化する。これらの信号変化に応
答して、サブワードドライバ31は、メインワード線3
0とサブデコード線40とによって選択されるサブワー
ド線32を“L”レベルからVPPレベルに立ち上げ
る。内部プリチャージコマンド等によってロウアクティ
ブがリセットされてスタンバイ状態に戻る時、選択され
ていたメインワード線30およびサブデコード線40は
再びVPPレベルに戻り、サブワード線32はVPPレ
ベルから“L”レベルにレベルが低下する。
【0052】次に、センスアンプ36は以下のように動
作する。すなわち、サブワード線32が立ち上がる前ま
で、一対のビット線分離トランジスタは、それぞれシェ
アードゲート信号BLIL,BLIRによりVPPレベ
ルに保持されている。また、ビット線プリチャージ信号
BLEQL,BLEQRが“H”レベルであるので、一
対のビット線イコライズ/プリチャージトランジスタ
は、対応するビット線対をそれぞれビット線プリチャー
ジ電圧VBLに保持する。サブワード線32が立ち上が
る直前に、一方のビット線分離トランジスタおよびビッ
ト線イコライズ/プリチャージトランジスタのゲートレ
ベルが“L”レベルに低下する。例えば、ビット線対
(BLL,ZBLL)側のメモリアレイ上のサブワード
線32が立ち上がる場合、シェアードゲート信号BLI
Rが入力されているビット線分離トランジスタのゲート
レベルと、ビット線プリチャージ信号BLEQLが入力
されているビット線イコライズ/プリチャージトランジ
スタのゲートレベルとがともに“L”レベルに低下す
る。
【0053】このように、ビット線対(BLL,ZBL
L)がビット線プリチャージ電圧VBLのままフローテ
ィング状態となり、サブワード線32が立ち上がると、
選択されたメモリセルのストレージノードはそのビット
線対の片方に接続され、メモリセル内のキャパシタに蓄
積された電荷がそのビット線対に読み出される。ビット
線対にメモリセルの電荷が完全に読み出されたタイミン
グで、センス活性化信号のS0N信号を“H”レベル
に、ZS0N信号を“L”レベルにすることにより、図
17の交差部に配置されたセンス駆動回路38は動作さ
せられ、その出力信号S2P,S2Nにてセンスアンプ
帯29上のセンストランジスタを一斉に活性化させる。
ビット線プリチャージを高速化し且つセンス動作を高速
でおこなうために、ビット線プリチャージ信号BLEQ
L,BLEQR、センス活性化信号S0Nは、exVD
Dレベルで駆動される。
【0054】このように、実施の形態1による半導体集
積回路の基本的な動作は従来の場合と同様である。上記
したように、実施の形態1によれば、電源電圧VCCP
またはPOR2信号が立ち上がった後、VDCS23の
active VDCS活性化信号制御回路41やVP
P発生回路25のactive VPP活性化信号制御
回路42は、ACTOR信号から変換されたACT信号
を受け取るかまたはそれぞれの異常ディテクタにより出
力電圧の異常低下を検出した場合に、active V
DCSまたはactive VPP generato
rが活性化され得るように制御している。従って、AC
T信号を受け取ったり、それぞれの異常ディテクタによ
って電圧レベルの異常が検出された場合でも、VCCP
レベルまたはPOR2信号が立ち上がるまでは、act
ive VDCSおよびactive VPP gen
eratorは活性化されず、内部電源電圧発生回路部
は、その期間、standby VDCSおよびsta
ndby VPP generatorで、アレイ電源
電圧VCCSおよび昇圧電圧VPPを供給する。
【0055】以上のように、この発明の実施の形態1に
よれば、内部電源電圧発生回路部内のVDCS23およ
びVPP発生回路25は、それぞれ、active V
DCS活性化信号制御回路41およびactive V
PP活性化信号制御回路42を備えているので、電源投
入時の内部ノード不定に伴う内部電源電圧の低下により
電流供給能力の大きなアクティブ回路(active
VDCSやactive VPP generato
r)が活性化することを防止することができ、消費電流
の異常な増大を防ぐことができるという効果が得られ
る。
【0056】実施の形態2. 実施の形態2による半導
体集積回路の内部電源電圧発生回路部内のVDCS23
は、active VDCS活性化信号制御回路の代わ
りにレベルシフタを用いてactive VDCS活性
化信号を発生するものである。図5はそのような実施の
形態2によるVDCS23の概略構成を示すブロック図
である。図において、43は、プルアップトランジスタ
またはプルダウントランジスタを有し、VCCPレベル
の入力信号をexVDDレベルへの信号に変換するレベ
ルシフタである。
【0057】図6(a)はレベルシフタ43の一例の概
略構成を示すブロック図であり、プルアップトランジス
タ付きのレベルシフタを示している。また、図6(b)
はレベルシフタ43の他の例の概略構成を示すブロック
図であり、プルダウントランジスタ付きのレベルシフタ
を示している。図6(a)に示されたレベルシフタは、
信号が無反転で入力されているNチャネルトランジスタ
NT3に直列接続されるPチャネルトランジスタPT1
と並列に接続され且つGNDに接続されるゲートを有す
るPチャネルトランジスタであるプルアップトランジス
タPUTを有している。図6(b)に示されたレベルシ
フタは、信号出力側のNチャネルトランジスタNT4と
並列に接続され、電源exVDDに接続されたゲートを
有するNチャネルトランジスタであるプルダウントラン
ジスタPDTを有している。
【0058】実施の形態2によるVDCS23は、コマ
ンドデコーダ/制御回路9からのACTOR信号および
VCCS異常ディテクタからの異常検出信号をVCCP
駆動のOR回路により受け、VDCS23は、図6
(a)または図6(b)に示すようなプルアップトラン
ジスタPUTもしくはプルダウントランジスタPDT付
きのレベルシフタ43により、active VDCS
活性化信号を発生することにより、周辺電源電圧VCC
Pが立ち上がるまで、active VDCS活性化信
号を“L”レベルに保持することができる。これによ
り、active VDCSは電源電圧VCCPが立ち
上がっていない間は活性化されず、VDCS23は、s
tandby VDCSのみによりアレイ電源電圧VC
CSの供給を実施する。
【0059】以上のように、実施の形態2によれば、電
源投入時の内部ノード不定に伴う内部電源電圧の低下が
引き起こす、active VDCSの活性化を防止す
ることができ、消費電流の異常な増大を防ぐことができ
るという、実施の形態1と同様の効果が得られる。
【0060】実施の形態3. 実施の形態3によるVD
CS23のレベルシフタは、実施の形態2で述べたプル
アップトランジスタもしくはプルダウントランジスタの
代わりに基板バイアス制御回路を用いて、VCCPレベ
ルの入力信号をexVDDレベルへの信号に変換する。
図7はこの発明実施の形態3によるVDCS23のレベ
ルシフタの構成を示す概略回路図である。図において、
44は信号が無反転で入力されているNチャネルトラン
ジスタNT3に付加された基板バイアス制御回路であ
る。
【0061】図8はその基板バイアス制御回路44の構
成、および、その基板バイアス制御回路44とNチャネ
ルトランジスタNT3との接続を示す概略回路図であ
る。図において、45は基板バイアス制御回路44によ
りウェル電圧が制御されるPウェルであり、レベルシフ
タ43内のNチャネルトランジスタNT3は、そのPウ
ェル45上に配置される。
【0062】実施の形態2によるVDCSと同様に、実
施の形態3によるVDCS23は、コマンドデコーダ/
制御回路9からのACTOR信号、およびVCCS異常
ディテクタからの異常検出信号をVCCP駆動のOR回
路により受ける。図8に示すように、レベルシフタ43
内のNチャネルトランジスタNT3はPウェル45上に
配置されており、周辺回路用の電源電圧VCCPが立ち
上がるまで、基板バイアス制御回路44はPウェル45
を基板電圧VBBにバイアスする。これにより、基板バ
イアス制御回路44は、NチャネルトランジスタNT3
のしきい値を高めて、レベルシフタ43のバランスを崩
すことで、レベルシフタ43の出力を“L”レベルにす
る。電源電圧VCCPが立ち上がると、基板バイアス制
御回路44はPウェル45をGNDにバイアスする。こ
れにより、レベルシフタ43は通常のレベルシフタとし
て動作する。
【0063】このように、実施の形態3においても、V
CCP電源が立ち上がっていない場合にはactive
VDCSが活性化されることはなく、上記実施の形態
2の場合と同様の効果が得られる。
【0064】実施の形態4. 図9はこの発明の実施の
形態4による半導体集積回路の周辺回路用電源の階層構
成を示す概略回路図である。図において、46は中央制
御回路ブロック8、ロウ/コラムローカル制御帯18、
データパス帯19などである、VCCP電源の供給を受
ける周辺回路ブロックであり、47、48は、階層構成
された主電源線および副電源線である。主電源線47と
副電源線48とは、それぞれPチャネルトランジスタか
ら成る複数のスイッチトランジスタSWT1を介して接
続されている。49はVCCP電源が入力される電源パ
ッドであり、50はexVDD電源が入力される電源パ
ッドであり、電源パッド49は直接主電源線47に接続
され、電源パッド50は直列接続されたそれぞれNチャ
ネルトランジスタから成る2つのスイッチトランジスタ
SWT2を介して副電源線48に接続されている。51
は、図10にその構成を概略的に示した、VCCPレベ
ルの信号をexVDDレベルの信号に変換するレベルシ
フタであり、図9に示すように、1つのレベルシフタ5
1とインバータ52の組み合わせは、複数のスイッチト
ランジスタSWT1の制御回路を形成している。1つの
レベルシフタ51と1つのインバータ52の他の組み合
わせは、2つのスイッチトランジスタSWT2の一方の
制御回路を形成している。
【0065】図9に示すように、実施の形態4において
は、副電源線48が、周辺回路ブロック46のVCCP
電源の電源線として配置されている。VCCP電源が立
ち上がって第2のパワーオンリセット信号POR2が立
ち上がると、主電源線47と副電源線48との間に配置
されている複数のスイッチトランジスタSWT1がそれ
ぞれON状態となる。複数のスイッチトランジスタSW
T1がONすると、6電源パッド49に外部より入力さ
れたVCCP電源が、主電源線47、各スイッチトラン
ジスタSWT1を経由して、副電源線48に供給され
る。なお、第2のパワーオンリセット信号POR2が立
ち上がるまで複数のスイッチトランジスタSWT1はO
FF状態であるので、副電源線48は主電源線47から
切り離されたままである。
【0066】一方、第2のパワーオンリセット信号PO
R2が立ち上がるまで、exVDD電源を副電源線48
に接続し且つそれを適当なレベルにプリチャージする直
列接続された2つのスイッチトランジスタSWT2がO
N状態となっている。従って、外部より電源パッド50
に入力された電源exVDDからそれら2つのスイッチ
トランジスタSWT2のしきい値分だけ下がった電圧が
副電源線48に供給される。周辺回路ブロック46の内
部ノードが不定にならないように周辺回路ブロックをス
タンバイ時の状態に設定するためだけに、副電源線48
への電源電圧供給は実行される。したがって、副電源線
48へ供給される電源電圧の値が大きすぎないように、
各スイッチトランジスタSWT2を構成するNチャネル
トランジスタのサイズは設定される。第2のパワーオン
リセット信号POR2が立ち上がると、レベルシフタ5
1とインバータ52の組み合わせにより制御されるスイ
ッチトランジスタSWT2がOFF状態となるので、e
xVDD電源は副電源線48から切り離される。
【0067】以上のように、実施の形態4によれば、V
CCP電源が立ち上がった後第2のパワーオンリセット
信号POR2が立ち上がるまでの間、副電源線48は適
当なレベルにプリチャージされる。その結果、内部電源
電圧VCCPを所定のレベルに保持でき、電源投入時の
消費電流の異常な増大を防止することができるという効
果が得られる。
【0068】実施の形態5. 実施の形態5による半導
体集積回路は、第1のパワーオンリセット信号POR1
が立ち上がってから第2のパワーオンリセット信号PO
R2が立ち上がるまで、副電源線48をプリチャージす
るように構成したものである。図11はこの発明の実施
の形態5による半導体集積回路の周辺回路用電源の階層
構成を示す概略回路図である。図において、図9のもの
と同一の参照符号は上記実施の形態4によるものと同一
の構成要素を示し、以下ではそれらの構成要素の説明は
省略される。図において、53は、第1のパワーオンリ
セット信号POR1が立ち上がるとスイッチトランジス
タSWT2をONにし、その後第2のパワーオンリセッ
ト信号POR2が立ち上がるとスイッチトランジスタS
WT2をOFFにするプリチャージ制御回路である。
【0069】図12はプリチャージ制御回路53の概略
構成を示すブロック図である。プリチャージ制御回路5
3は、図10に示すレベルシフタ51のインバータに代
えてexVDD駆動のNAND回路を備え、そのNAN
D回路は、レベルシフタ51内のインバータに入力され
る信号に相当する信号と、第1のパワーオンリセット信
号POR1との論理積を求め、NAND回路の出力は、
インバータ52を介してスイッチトランジスタSWT2
に送られ、このスイッチトランジスタのON/OFFを
制御する。
【0070】図13はexVDD電圧、VCCP電圧、
第1のパワーオンリセット信号POR1、第2のパワー
オンリセット信号POR2の間の時間関係を示す説明図
である。図示のように、第1のパワーオンリセット信号
POR1はexVDDレベルの立ち上がりに応答して立
ち上がる、第2のパワーオンリセット信号POR2はV
CCPレベルの立ち上がりに応答して立ち上がる。
【0071】exVDDレベルの立ち上がりに応答して
第1のパワーオンリセット信号POR1が立ち上がった
後、VCCPレベルの立ち上がりに応答して第2のパワ
ーオンリセット信号POR2が立ち上がるまでの間に、
スイッチトランジスタSWT2はプリチャージ制御回路
53からインバータ52を介して送られてくる信号によ
ってON状態となり、この結果、電源パッド50に入力
された電源exVDDが副電源線48に接続され、副電
源線48は適当なレベルにプリチャージされる。その
後、VCCPレベルの立ち上がりを受けて第2のパワー
オンリセット信号POR2が立ち上がると、上記スイッ
チトランジスタSWT2がOFF状態となり、exVD
D電源は副電源線48より切り離される。なお、実施の
形態5による周辺電源の階層構成は、上記以外は上記実
施の形態4によるものと同様に動作する。
【0072】以上のように、実施の形態5によれば、第
1のパワーオンリセット信号POR1が立ち上がった後
exVDD電源が投入されて内部電源電圧が立ち上が
る。従って、より効果的に副電源線48をプリチャージ
することができるという効果が得られる。
【0073】なお、この発明はDRAMに限定されるも
のではなく、複数の内部電源電圧を使用する他のメモ
リ、例えばフラッシュメモリなどに適用される。すなわ
ち、この発明は、ロジックとともに同一半導体基板上に
集積化されたメモリに適用され得る。
【0074】この発明の精神及び範囲から逸脱すること
なくこの発明の広範囲の異なる実施態様が構成され得
る。この発明は、添付クレームにおいて規定されたもの
以外は、その特定の実施態様に制約されるものではな
い。
【0075】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電圧
発生回路が、複数の内部電源電圧を発生するための、電
流の供給能力が小さく常時活性化されているスタンバイ
手段と、複数の内部電源電圧を発生するための、電流の
供給能力が大きく必要に応じて活性化されるアクティブ
手段と、複数の外部電源電圧の全てが立ち上がるまでの
間、アクティブ手段が活性化されないようにする活性化
制御手段とを備えるように構成したので、電流供給能力
の大きなアクティブ手段が活性化されるようなことはな
く、消費電流の異常な増大を防止することができるとい
う効果が得られる。
【0076】この発明によれば、複数の外部電源電圧の
全てが立ち上がった後に、アクティブ手段を活性化させ
る活性化信号を出力する活性化信号制御回路を備えるよ
うに構成したので、消費電流の異常な増大を防止するこ
とができるという効果が得られる。
【0077】この発明によれば、複数の外部電源電圧の
全てが立ち上がった後に生成されたパワーオンリセット
信号に応答して、アクティブ手段を活性化させる活性化
信号を出力する活性化信号制御回路を備えるように構成
したので、消費電流の異常な増大を防止することができ
るという効果が得られる。
【0078】この発明によれば、プルアップトランジス
タまたはプルダウントランジスタを有し、アクティブ手
段を活性化させるための活性化信号のレベル変換を行う
レベルシフタを含むように構成したので、消費電流の異
常な増大を防止することができるという効果が得られ
る。
【0079】この発明によれば、当該レベルシフタのバ
ランスを崩すための基板バイアス制御回路を有し、アク
ティブ手段を活性化させるための活性化信号のレベルを
変換するレベルシフタを含むように構成したので、消費
電流の異常な増大を防止することができるという効果が
得られる。
【0080】この発明によれば、後から立ち上がる外部
電源電圧が印加される主電源線と、後から立ち上がる外
部電源電圧を周辺回路ブロックに供給するための副電源
線と、後から立ち上がる部電源電圧が立ち上がりに応答
してパワーオンリセット信号が生成されるまで、副電源
線を主電源線から切り離し、副電源線を所定のレベルに
プレチャージするプリチャージ手段とを備えるように構
成したので、消費電流の異常な増大を防止することがで
きるという効果が得られる。
【0081】この発明によれば、先に立ち上がる外部電
源電圧の立ち上がりを受けて他のパワーオンリセット信
号が発生してから、後から立ち上がる外部電源電圧の立
ち上がりを受けて上記パワーオンリセット信号が発生す
るまでの間、上記副電源線をプリチャージするように構
成したので、消費電流の異常な増大を防止することがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体集積回
路に設けられたDRAMの構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体集積回
路のDRAMの内部電源電圧発生回路部の構成を示すブ
ロック図である。
【図3】 図2に示す内部電源電圧発生回路部に含まれ
る活性化信号制御回路の構成を示す概略回路図である。
【図4】 実施の形態1による半導体集積回路のDRA
Mに外部から供給される電源電圧VCCPと第2のパワ
ーオンリセット信号との時間関係を示す説明図である。
【図5】 この発明の実施の形態2による半導体集積回
路のDRAMの内部電源電圧発生回路部に含まれるVD
CSの構成を示すブロック図である。
【図6】 (a)は図5に示すVDCSに含まれるレベ
ルシフタの一例の構成を示す概略回路図であり、(b)
は図5に示すVDCSに含まれるレベルシフタの他の例
の構成を示す概略回路図である。
【図7】 この発明の実施の形態3による半導体集積回
路のDRAMの内部電源電圧発生回路部に含まれるVD
CSのレベルシフタの構成を示す概略回路図である。
【図8】 図7に示すレベルシフタに含まれる基板バイ
アス制御回路の構成、およびそれとNチャネルトランジ
スタとの接続を示す説明図である。
【図9】 この発明の実施の形態4による半導体集積回
路の周辺回路用の電源階層の構成を示す概略回路図であ
る。
【図10】 図9に示す実施の形態4による電源階層に
設けられたレベルシフタの構成を示す概略回路図であ
る。
【図11】 この発明の実施の形態5による半導体集積
回路の周辺回路用の電源階層の構成を示す概略回路図で
ある。
【図12】 図11に示す実施の形態5による電源階層
に設けられたプリチャージ制御回路の構成を示す概略回
路図である。
【図13】 実施の形態5によるexVDD電圧、VC
CP電圧、第1および第2のパワーオンリセット信号の
時間関係を示す説明図である。
【図14】 従来の半導体集積回路のロジックとともに
混載されたDRAMの構成を示すブロック図である。
【図15】 メモリアレイの構成を示すブロック図であ
る。
【図16】 (a)はロウ/コラムローカル制御帯のロ
ウデコーダ、メインワードドライバ、およびロウローカ
ル制御回路の構成を示すブロック図であり、(b)はV
CCP−VPPレベルシフタの構成を示す概略回路図で
あり、(c)はVCCP−exVDDレベルシフタの構
成を示す概略回路図である。
【図17】 センスアンプ、およびサブワードドライバ
の構成を示すブロック図である。
【図18】 DRAMとロジックとが混載された一般的
なシステムLSIの概略構成を示すブロック図である。
【図19】 従来の半導体集積回路の内部電源電圧発生
回路部の構成を示すブロック図である。
【図20】 従来の外部1電源系における電源投入と内
部電源電圧の立ち上がりとの時間関係を示す説明図であ
る。
【図21】 従来の外部2電源系における従来の電源投
入と内部電源電圧の立ち上がりとの時間関係を示す説明
図である。
【符号の説明】
8 中央制御回路ブロック、9 コマンドデコーダ/制
御回路、10 ロウアドレス入力バッファ/ラッチ/リ
フレッシュカウンタ、11 ロウプリデコーダ、12
コラムアドレス入力バッファ/ラッチ、13 コラムプ
リデコーダ、14 データ入出力コントローラ、15
内部電源電圧発生回路/セルフリフレッシュタイマブロ
ック、16 メモリアレイ、17 センスアンプ帯、1
8 ロウ/コラムローカル制御帯、19 データパス
帯、20 レベルシフタ、21 VBB発生回路、22
基準電圧発生回路、23 VDCS、24 VBL/
VCP発生回路、25 VPP発生回路、26 VDC
P、27 サブメモリアレイ、28 サブワードドライ
バ帯、29 センスアンプ帯、30 メインワード線、
31 サブワードドライバ、32 サブワード線、33
ロウデコーダ、34メインワードドライバ、35 ロ
ウローカル制御回路、36 センスアンプ、37 サブ
デコードドライバ、38 センス駆動回路、39 EQ
回路、40サブデコード線、41 Active VD
CS活性化信号制御回路(活性化制御手段)、42 A
ctive VPP活性化信号制御回路(活性化制御手
段)、43 レベルシフタ(活性化制御手段)、44
基板バイアス制御回路、45Pウェル、46 周辺回路
ブロック、47 主電源線、48 副電源線、49,5
0 電源パッド、51 レベルシフタ、52 インバー
タ、53 プリチャージ制御回路。
フロントページの続き (72)発明者 有本 和民 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 石塚 康宏 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古別府 誠三 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 菅野 弘樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J055 AX27 AX57 BX41 CX27 DX12 EX07 EY21 EZ00 EZ19 EZ20 EZ22 EZ25 EZ28 EZ51 FX00 FX18 GX01 GX02 GX04 GX08 5M024 AA04 AA05 BB29 BB32 CC24 CC39 CC40 CC62 CC65 CC74 DD72 DD73 DD82 DD90 EE02 EE05 EE23 EE29 FF02 FF03 FF05 FF07 FF12 FF13 FF25 KK35 LL01 PP01 PP02 PP03 PP07 PP10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロジック、メモリ、および、外部より異
    なるタイミングで供給される複数の外部電源電圧に基づ
    き複数の内部電源電圧を発生し前記メモリ供給する電圧
    発生回路を備えた半導体集積回路において、 前記電圧発生回路は、前記複数の内部電源電圧を発生す
    るための、電流の供給能力が小さく常時活性化されてい
    るスタンバイ手段と、前記複数の内部電源電圧を発生す
    るための、電流の供給能力が大きく必要に応じて活性化
    されるアクティブ手段と、前記複数の外部電源電圧の全
    てが立ち上がるまでの間、前記アクティブ手段が活性化
    されないようにする活性化制御手段とを備えた半導体集
    積回路。
  2. 【請求項2】 前記活性化制御手段は、前記複数の外部
    電源電圧の全てが立ち上がった後に、前記アクティブ手
    段を活性化させる活性化信号を出力する活性化信号制御
    回路である請求項1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記活性化制御手段は、前記複数の外部
    電源電圧の全てが立ち上がった後に生成されたパワーオ
    ンリセット信号に応答して、前記アクティブ手段を活性
    化させる活性化信号を出力する活性化信号制御回路であ
    る請求項1記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記活性化制御手段は、プルアップトラ
    ンジスタまたはプルダウントランジスタを有し、前記ア
    クティブ手段を活性化させるための活性化信号のレベル
    変換を行うレベルシフタを含む請求項2または請求項3
    記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記活性化制御手段は、当該レベルシフ
    タのバランスを崩すための基板バイアス制御回路を有
    し、前記アクティブ手段を活性化させるための活性化信
    号のレベルを変換するレベルシフタを含む請求項2また
    は請求項3記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 ロジック、メモリ、および、外部より異
    なるタイミングで供給される2つの外部電源電圧に基づ
    き複数の内部電源電圧を発生し前記メモリ供給する電圧
    発生回路を備えた半導体集積回路において、後から立ち
    上がる外部電源電圧が印加される主電源線と、前記後か
    ら立ち上がる外部電源電圧を周辺回路ブロックに供給す
    るための副電源線と、前記後から立ち上がる外部電源電
    圧の立ち上がりに応答してパワーオンリセット信号が生
    成されるまで、前記副電源線を前記主電源線から切り離
    し、前記副電源線を所定のレベルにプレチャージするプ
    リチャージ手段とを備えた半導体集積回路。
  7. 【請求項7】 上記プリチャージ手段は、先に立ち上が
    る外部電源電圧の立ち上がりを受けて他のパワーオンリ
    セット信号が発生してから、後から立ち上がる外部電源
    電圧の立ち上がりを受けて上記パワーオンリセット信号
    が発生するまでの間、上記副電源線をプリチャージする
    請求項6記載の半導体集積回路。
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