JP2002124861A - リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置 - Google Patents
リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置Info
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Abstract
を有する半導体装置に関し、リセット回路が生成するリ
セット信号の非活性化タイミングのばらつきを低減する
ことを目的とする。 【解決手段】 リセット回路は、ゲート電極で第1電圧
を受ける第1トランジスタと、ゲート電極で第2電圧を
受ける第2トランジスタとを備えている。第2トランジ
スタは、ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが第
1トランジスタの比W/Lより大きくなるように形成さ
れている。第1電圧は、電源電圧の上昇に追従して上昇
する。第2電圧は、電源電圧の上昇に追従して上昇し第
1電圧より低い。所定の電源電圧で、第1および第2ト
ランジスタのソース・ドレイン間電流は逆転する。この
ことを利用して、リセット信号を生成することで、トラ
ンジスタの閾値によらず常に所定の電源電圧でリセット
信号を発生できる。
Description
する半導体装置に関する。
ト回路を内蔵している。電源の立ち上げ時にこのリセッ
ト回路を動作させ、内部回路を初期化することで、半導
体装置の誤動作が防止される。図9は、半導体装置に内
蔵されるリセット回路の例を示している。
圧生成回路4、負荷回路6、および波形成形回路8を有
している。nMOSトランジスタ2は、ゲート電極をノード
ND01に接続し、ドレイン電極をノードND02に接続し、ソ
ース電極を接地線VSSに接続している。電圧生成回路4
は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND01を介して
抵抗R1、R2を直列に接続して構成されている。負荷回路
6は、一端を電源線VCCに接続され、他端をノードND02
に接続された抵抗R3で形成されている。波形成形回路8
は、直列に接続された2つのインバータで構成されてい
る。波形成形回路8は、入力をノードND02に接続し、出
力からリセット信号RSTを出力している。
(この例では、nMOSトランジスタ10)の閾値を利用し
て、電源電圧VCCが所定の値まで上昇したことを検出
し、リセット信号RSTを非活性化する。
示している。半導体装置に外部電源電圧VCCの供給が開
始されると、リセット信号RSTのレベルは、所定の期
間、外部電源電圧VCCに追従して上昇し、その後低レベ
ルに変化する(非活性化)。半導体装置のうち初期化が
必要な内部回路は、電源電圧VCCが所定の値になった
後、リセット信号RSTが非活性化されるまでの期間T1に
初期化される。そして、リセット信号RSTが非活性化さ
れることで、リセット動作が終了し、内部回路は通常の
動作を開始する。
作電圧が低くなってきており、外部から供給される電源
電圧VCCも低くなっている。トランジスタの閾値は、電
源電圧VCCにほとんど依存しないため、電源電圧VCCに対
するトランジスタの閾値の比率は大きくなる。この結
果、リセット回路の電源電圧VCCの検出レベルは、閾値
の変動により大きく変化し、動作電圧が高いときに比
べ、閾値の変動に対するリセット信号RSTの非活性化タ
イミングのずれ量(図10のT2)は、大きくなる。トラ
ンジスタの閾値は、半導体装置の製造条件、ウエハ上で
のチップの位置、製造ロット内でのウエハの位置によっ
て相違し、あるいは、半導体装置の動作時の温度に依存
して変動する。
ミングが早い側にずれた場合、リセット期間T1が短くな
る。このとき、内部回路が正常に初期化されないおそれ
がある。最悪の場合、内部回路の初期化に必要なリセッ
ト信号RSTの高レベル期間は、なくなってしまう。ま
た、リセット信号RSTの非活性化タイミングが遅い側に
ずれた場合、リセット信号RSTが非活性化されないおそ
れがある(常に高レベル)。
の閾値のずれに対処するために、例えば、上述した電圧
生成回路4を多数の抵抗とヒューズとで形成する場合が
ある。そして、ヒューズのトリミングにより、直列に接
続される抵抗が選択され、ノードND01に発生する電圧
は、閾値に合わせて調整される。しかし、このような電
圧生成回路では、抵抗およびヒューズは、大きなレイア
ウト面積が必要になるため、チップサイズが大きくなっ
てしまうという問題があった。また、ヒューズをトリミ
ングする工程が必要なため、製造コストが増大してしま
う。
動の影響を受けることなくリセット信号を生成すること
にある。すなわち、リセット回路が生成するリセット信
号の非活性化タイミングのばらつきを低減することにあ
る。本発明の別の目的は、リセット信号により半導体装
置の内部回路を確実に初期化し、半導体装置の誤動作を
防止することにある。
および請求項5のリセット回路を有する半導体装置で
は、リセット回路は、ゲート電極で第1電圧を受ける第
1トランジスタと、ゲート電極で第2電圧を受ける第2
トランジスタとを備えている。第2トランジスタは、ゲ
ート幅Wおよびチャネル長Lの比W/L(トランジスタ
サイズ)が第1トランジスタの比W/Lより大きくなる
ように形成されている。第1電圧は、電源電圧の上昇に
追従して上昇する。第2電圧は、電源電圧の上昇に追従
して上昇し第1電圧より低い。
は、ソース・ゲート間電圧)は、第1トランジスタのゲ
ート電圧より常に低くなる。第2トランジスタのトラン
ジスタサイズは、第1トランジスタのサイズより大き
い。このため、電源電圧が供給されてしばらくの期間
(電源電圧が低い期間)、第2トランジスタのソース・
ドレイン間電流(サブスレッショルド電流)は、第1ト
ランジスタのソース・ドレイン間電流より大きくなる。
第1トランジスタのソース・ドレイン間電流の増加量
は、第2トランジスタのソース・ドレイン間電流の増加
量より大きい。換言すれば、反転層は、第1トランジス
タの方が第2トランジスタより早く形成される。この結
果、所定の電源電圧で、第1トランジスタと第2トラン
ジスタのソース・ドレイン間電流は等しくなり、その
後、第1トランジスタのソース・ドレイン間電流は、第
2トランジスタのソース・ドレイン間電流より大きくな
る。すなわち、所定の電源電圧で、第1および第2トラ
ンジスタのソース・ドレイン間電流は、逆転する。
もに高い場合、ソース・ドレイン間電流は、ともに大き
くなる。このため、電流が逆転する電源電圧は、ほとん
ど変化しない。第1および第2のトランジスタの閾値が
ともに低い場合も同様である。ソース・ドレイン間電流
の値がクロスすることを利用して、リセット信号を生成
することで、トランジスタの閾値によらず常に所定の電
源電圧でリセット信号を発生できる。
回路を形成した場合、半導体装置の内部回路は、閾値の
変動の影響を受けることなく、電源電圧が所定の値にな
ったときに常に初期化される。リセット信号は、例え
ば、電流値を直接検出することで生成してもよく、トラ
ンジスタのドレイン電極に発生する電圧を利用して生成
してもよい。
2のトランジスタのチャネル長Lが同一にされること
で、2つのトランジスタの間でサブスレッショルド特性
の相対的な位置関係の制御性が良くなり、所望のV−I
特性を容易に実現できる。請求項3のリセット回路は、
負荷回路を備えている。負荷回路は、第1トランジスタ
のドレイン電極および第2トランジスタのドレイン電極
に接続され、これ等第1および第2トランジスタに電流
を供給する。リセット信号は、第1トランジスタのドレ
イン電極および第2トランジスタのドレイン電極の少な
くとも一方の電圧変化に基づいて生成される。すなわ
ち、負荷回路により、第1および第2トランジスタのソ
ース・ドレイン間電流に基づいて電圧を発生させること
で、容易に、リセット信号を生成できる。電圧変化に基
づいて生成されるリセット信号により、所定の回路を確
実に初期化できる。
えている。接地回路は、第1トランジスタのソース電極
および第2トランジスタのソース電極に接続され、これ
等第1および第2トランジスタに流れる電流を調整す
る。このため、リセット回路で消費する電流を最小限に
してリセット信号を生成できる。
用いて説明する。
ット回路を有する半導体装置の一実施形態を示してい
る。この実施形態は、本発明の基本原理を示している。
この実施形態は、請求項1ないし請求項5に対応する。
半導体装置は、シリコン基板上にCMOSプロセスを使用し
て、例えばSDRAM(Synchronous DRAM)として形成され
ている。
回路10から生成されるリセット信号RSTにより初期化
される内部回路12とを有している。リセット回路10
は、nMOSトランジスタからなる第1トランジスタ14、
第2トランジスタ16、電圧発生回路18、負荷回路2
0、接地回路22、および波形成形回路24を有してい
る。SDRAMは、図示した以外にも、入出力回路、メモリ
コア、およびメモリコアを制御する制御回路等を有して
いる。
ネル長Lとの比W/Lは、第1トランジスタ14のゲー
ト幅Wとチャネル長Lとの比W/Lより大きくされてい
る。図中では、第2トランジスタ16の大きさを第1ト
ランジスタ14より大きくしている。第1トランジスタ
14および第2トランジスタ16は、ソース電極を互い
に接続している。これ等ソース電極は、接地回路22に
接続されている。第1トランジスタ14のゲートは、ノ
ードND04を介して電圧発生回路18に接続されている。
第2トランジスタ16のゲートは、ノードND05を介して
電圧発生回路18に接続されている。第1および第2ト
ランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノー
ドND06、ND07を介して負荷回路20に接続されている。
第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極
の少なくとも一方は、波形成形回路24に接続されてい
る。
出力している。リセット信号RSTは、例えば、電源のオ
ン時に所定の期間活性化(高レベル)され、その後非活
性化される。電圧発生回路18には、電源線VCCおよび
接地線VSSが接続されている。以降の説明では、電源線V
CCに供給される電圧を電源電圧VCCと称し、接地線VSSに
供給される電圧を接地電圧VSSと称する。電圧発生回路
18は、電源電圧VCCの上昇に追従してノードND04に第
1電圧V1を発生し、ノードND05に第1電圧V1より低い第
2電圧V2を発生させる。すなわち、第1トランジスタ1
4は、電源電圧VCCの上昇に追従して上昇する第1電圧V
1をゲート電極で受け、第2トランジスタ16は、電源
電圧VCCの上昇に追従して上昇する第2電圧V2(第1電
圧V1より低い)をゲート電極で受ける。
おり、第1および第2トランジスタ14、16に電流を
供給し、第1および第2トランジスタ14、16のドレ
イン電極に電圧を発生させる。接地回路22は、第1お
よび第2トランジスタ14、16に流れる電流を調整す
る。このため、リセット回路10で消費する電流を最小
限にしてリセット信号RSTを生成できる。負荷回路20
が、第1および第2トランジスタ14、16に流れる電
流を調整できる場合、接地回路22は不要である。
ンジスタ14、16のドレイン電極に発生する電圧波形
を成形し、リセット信号RSTとして出力する。図2は、
サブスレッショルド領域における第1および第2トラン
ジスタ14、16のゲート・ソース間電圧VGSに対する
ソース・ドレイン間電流IDSの変化を示している。第1
トランジスタ14の特性は実線で示され、第2トランジ
スタ16の特性は破線で示されている。換言すれば、第
1および第2トランジスタ14、16は、図2の特性に
なるように形成されている。なお、IDS特性は、次式よ
り求められる。
ぞれトランジスタのゲート幅、ゲート長、βはトランジ
スタ固有の定数、VGSはゲート・ソース間電圧、Vthはト
ランジスタの閾値を表している。実線および破線におい
て、図の上側の線は、トランジスタの閾値が規格内で最
も低いときを示し、図の下側の線は、トランジスタの閾
値が規格内で最も高いときを示している。図1に示した
リセット回路10は、後述するように、電源電圧VCCが
例えば1.2Vまでの間、リセット信号RSTを高レベルにし
(リセット期間)、電源電圧VCCが1.2Vを超えたとき
に、リセット信号RSTを低レベルに変化させる。
1および第2トランジスタ14、16のゲート電圧)
が、それぞれ約0.35V、0.3Vになったときに、リセット
信号RSTは低レベルに変化する。これ等電圧の前後にお
いて、電圧の変化に対する電流の変化量は、第1および
第2トランジスタ14、16ともほぼ同一になる。この
ため、これ等電圧において、それぞれ第1および第2ト
ランジスタ14、16のソース・ドレイン間電流IDS
は、閾値によらず等しくなる。
を示している。図の上側は、電源電圧VCCに対する第1
電圧V1、第2電圧V2、およびリセット信号RSTの変化を
示している。図の下側は、電源電圧VCCに対する第1お
よび第2トランジスタ14、16のソース・ドレイン間
電流IDSの変化を示している。SDRAMを搭載するシステム
の電源がオンされ、電源電圧VCCが上昇すると、電圧VCC
に追従して第1電圧V1および第2電圧V2が上昇する(図
3(a))。第1電圧V1は、第2電圧V2より常に高い。
トランジスタのサブスレッショルド領域では、比W/L
の大きい第2トランジスタ16の電流IDSが、第1トラ
ンジスタ14の電流IDSに比べて大きい(図3
(b))。
は、ノードND07の電圧より高くなり、リセット信号RST
は、高レベルになっている(図3(c))。SDRAMの内
部回路は、電源電圧VCCが所定値以上に上昇した地点
で、リセット信号RSTの活性化を受け、初期化される。
第1電圧V1は、第2電圧V2より常に高いため、第1トラ
ンジスタ14の電流IDSの増加量は、第2トランジスタ
16の電流IDSの増加量より大きくなる(図3
(d))。換言すれば、第1トランジスタ14における
チャネルの反転層は、第2トランジスタ16におけるチ
ャネルの反転層より早く形成される。
4、16の電流IDSは増加し、両電流IDSは、等しくなる
(図3(e))。このとき、ノードND06、ND07の電圧
は、等しくなる。第1および第2トランジスタ14、1
6の電流IDSが等しくなったことに基づいて、リセット
信号RSTが低レベルに変化する(図3(f))。すなわ
ち、本発明は、トランジスタのサブスレッショルド領域
の特性と、反転層が形成されたときの特性を利用して、
リセット信号RSTを発生する。
は、第2トランジスタ16の電流IDSより大きくなる
(図3(g))。このため、ノードND06の電圧は、ノー
ドND07の電圧より低くなる。図1に示したSDRAMの内部
回路は、リセット信号RSTの非活性化(低レベル)を受
けて初期化状態を解除し、通常動作可能な状態になる。
トランジスタ14、16の閾値は、ともに同じ側に変動
する。図2に示したように、電圧VGSが0.3V〜0.35Vの範
囲において、第1および第2トランジスタ14、16の
電流IDSは、閾値が変化したときも同一になる。したが
って、図3に矢印で示したように、閾値が変動しても両
トランジスタ14、16の電流IDSの交点は、電流方向
(図の縦方向)のみに変化する。この結果、第1および
第2トランジスタ14、16の閾値が変化しても、リセ
ット信号RSTは、常に所定の電源電圧VCC(この例では、
約1.2V)で非活性化される。
に2つのnMOSトランジスタ14、16を形成し、電源電
圧の上昇時に、トランジスタサイズの大きいnMOSトラン
ジスタ16のゲート電極に、トランジスタサイズの小さ
いnMOSトランジスタ14のゲート電極より常に低い電圧
を与えた。第1および第2のトランジスタ14、16の
ソース・ドレイン間電流IDSの値がクロスすることを利
用して、リセット信号RSTを生成することで、トランジ
スタ14、16の閾値によらず常に所定の電源電圧VCC
でリセット信号RSTを発生できる。
たので、SDRAMの内部回路12を、常に所定の電源電圧
で初期化できる。負荷回路20により、第1および第2
トランジスタ14、16のドレイン電極に電圧を発生さ
せたので、リセット信号RSTを第1トランジスタ14の
ドレイン電極および第2トランジスタ16のドレイン電
極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて容易に生成で
きる。
ソース電極に接地回路22を接続したので、これ等第1
および第2トランジスタ14、16に流れる電流を調整
できる。このため、リセット回路10で消費する電流を
最小限にしてリセット信号RSTを生成できる。電源電圧V
CCに基づいて第1電圧V1および第2電圧V2を生成する電
圧生成回路18を形成したので、第1電圧V1および第2
電圧V2を確実に生成できる。
ット回路を有する半導体装置の第1の実施例を示してい
る。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応して
いる。上述した実施形態と同様の要素については、同じ
符号を付し、これ等要素については詳細な説明を省略す
る。この実施例においても上述した実施形態と同様に、
リセット回路は、SDRAMの内部に形成され、SDRAMの内部
回路の初期化を行う。
第2トランジスタ16、電圧発生回路26、28、負荷
回路30、接地回路32、およびインバータからなる波
形成形回路34を有している。第2トランジスタ16の
ゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lは、第1トラン
ジスタ14のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lの
20倍にされている。特に、チャネル長Lは互いに同じ
にし、ゲート幅Wを第1トランジスタ14の20倍にし
ている。第1トランジスタ14および第2トランジスタ
16は、ソース電極を互いに接続している。これ等ソー
ス電極は、接地回路32に接続されている。第1トラン
ジスタ14のゲートは、ノードND04(第1電圧V1)を介
して電圧発生回路26に接続されている。第2トランジ
スタ16のゲートは、ノードND05(第2電圧V2)を介し
て電圧発生回路28に接続されている。第1および第2
トランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノ
ードND06、ND07を介して負荷回路30に接続されてい
る。第2トランジスタ16のドレイン電極(ノードND0
7)は、波形成形回路34に接続されている。波形成形
回路24は、リセット信号RSTを出力している。電圧生
成回路26は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND
04(第1電圧V1)を介して抵抗R4、R5を直列に接続して
構成されている。電圧生成回路28は、電源線VCCと接
地線VSSとの間にノードND05(第2電圧V2)を介して抵
抗R6、R7を直列に接続して構成されている。負荷回路3
0は、一端を電源線VCCに接続し、他端をノードND06お
よびノードND07にそれぞれ接続した抵抗R8、R9で形成さ
れている。接地回路32は、一端を接地線VSSに接続
し、他端を第1および第2トランジスタ14、16のソ
ース電極に接続した抵抗R10で形成されている。抵抗R4
〜R10は、拡散層を利用して形成されている(拡散抵
抗)。
回路26は、電源電圧VCCに追従して第1電圧V1を生成
する。電圧生成回路28は、電源電圧VCCに追従して、
第1電圧V1より低い第2電圧V2を生成する。そして、第
1トランジスタ14のソース・ドレイン間電流IDSと第
2トランジスタのソース・ドレイン間電流IDSが等しく
なったときに、リセット信号RSTが非活性化され、SDRAM
の内部回路の初期化状態が解除される。リセット回路の
動作は、上述した図3と同一である。
形態と同様の効果を得ることができる。図5は、本発明
のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置
の第2の実施例を示している。この実施例は、請求項1
ないし請求項5に対応している。上述した実施形態およ
び第1の実施例と同様の要素については、同じ符号を付
し、これ等要素については詳細な説明を省略する。この
実施例においても上述と同様に、リセット回路は、SDRA
Mの内部に形成され、SDRAMの内部回路の初期化を行う。
第2トランジスタ16、電圧発生回路36、負荷回路3
8、接地回路40、および波形成形回路34を有してい
る。第2トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長L
との比W/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wと
チャネル長Lとの比W/Lの20倍にされている。第1
トランジスタ14および第2トランジスタ16は、ソー
ス電極を互いに接続している。これ等ソース電極は、接
地回路40に接続されている。第1トランジスタ14の
ゲートは、ノードND04を介して電圧発生回路36に接続
されている。第2トランジスタ16のゲートは、ノード
ND05を介して電圧発生回路36に接続されている。第1
および第2トランジスタ14、16のドレイン電極は、
それぞれノードND06、ND07を介して負荷回路30に接続
されている。第2トランジスタ16のドレイン電極(ノ
ードND07)は、波形成形回路34に接続されている。波
形成形回路34は、リセット信号RSTを出力している。
電圧生成回路36は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノ
ードND04、ND05を介して抵抗R11、R12、R13を直列に接
続して構成されている。負荷回路38は、2つのpMOSト
ランジスタで構成されたカレントミラー回路を有してい
る。pMOSトランジスタは、ソース電極を電源線VCCに接
続し、ゲート電極をノードND06に接続し、ドレイン電極
をそれぞれノードND06、ND07に接続している。接地回路
40は、ゲート電極を電源線VCCに接続し、ソース電極
を接地線VSSに接続し、ドレイン電極を第1および第2
トランジスタ14、16のソース電極に接続したnMOSト
ランジスタで形成されている。
施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実
施例では、1つの電圧生成回路36により、第1電圧V1
および第2電圧V2を両方生成したので、第1の実施例に
比べ、第1電圧V1および第2電圧V2の関係を容易に保持
できる。また、電圧生成回路のレイアウト面積を小さく
できる。負荷回路38をカレントミラー回路で構成した
ので、第1および第2電圧V1、V2の変化に対するリセッ
ト信号RSTの追従性を、第1の実施例に比べ向上でき
る。接地回路40をnMOSトランジスタで構成したので、
拡散抵抗で接地回路を形成した場合に比べレイアウト面
積を第1の実施例に比べ小さくできる。
ット回路を有する半導体装置の第3の実施例を示してい
る。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応して
いる。上述した実施形態および実施例と同様の要素につ
いては、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な
説明を省略する。この実施例においても上述と同様に、
リセット回路は、SDRAMの内部に形成され、SDRAMの内部
回路の初期化を行う。
第2トランジスタ16、電圧発生回路36、負荷回路4
2、44、および波形成形回路46を有している。第2
トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W
/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wとチャネル
長Lとの比W/Lの20倍にされている。第1トランジ
スタ14および第2トランジスタ16は、ソース電極を
接地線VSSに接続している。第1トランジスタ14のゲ
ートは、ノードND04(第1電圧V1)を介して電圧発生回
路36に接続されている。第2トランジスタ16のゲー
トは、ノードND05(第2電圧V2)を介して電圧発生回路
36に接続されている。第1および第2トランジスタ1
4、16のドレイン電極は、それぞれノードND06(電圧
V3)、ND07(電圧V4)を介して負荷回路42、44に接
続されている。第1および第2トランジスタ14、16
のドレイン電極(ノードND06、ND07)は、波形成形回路
46に接続されている。波形成形回路46は、リセット
信号RSTを出力している。負荷回路42、44は、ダイ
オード接続されたMOSトランジスタで構成されている。
すなわち、負荷回路42、44のnMOSトランジスタのゲ
ート電極およびドレイン電極は、電源線VCCに接続さ
れ、ソース電極は、それぞれノードND06、ND07に接続さ
れている。
6a、46bおよびpMOSトランジスタ46c、46dで
構成されたカレントミラー回路と、リセット信号RSTを
出力するインバータ46eとを有している。nMOSトラン
ジスタ46aは、ソース電極を接地線VSSに接続し、ゲ
ート電極をノードND09に接続し、ドレイン電極をノード
ND08に接続している。MOSトランジスタ46bは、ソー
ス電極を接地線VSSに接続し、ゲート電極およびドレイ
ン電極をノードND09に接続している。pMOSトランジスタ
46cは、ソース電極を電源線VCCに接続し、ゲート電
極をノードND06に接続し、ドレイン電極をノードND08に
接続している。pMOSトランジスタ46dは、ソース電極
を電源線VCCに接続し、ゲート電極をノードND07に接続
し、ドレイン電極をノードND09に接続している。インバ
ータ46eは、入力をノードND08に接続している。
している。SDRAMを搭載するシステムの電源がオンさ
れ、電源電圧VCCが上昇すると、電圧VCCに追従して第1
電圧V1および第2電圧V2が上昇する(図7(a))。図
6に示したノードND06、ND07の電圧V3、V4は、サブスレ
ッショルド領域では、図2に示したようにトランジスタ
16の電流IDS2が大きいため、電圧V4が低くなる(図7
(b))。図6に示した波形成形回路46は、カレント
ミラー回路で電圧V3とこの電圧より低い電圧V4を受け、
高レベルのリセット信号RSTを出力する(図7
(c))。
等しくなる(図7(d))。その後、図2に示したトラ
ンジスタ14の電流IDS1がトランジスタ16の電流IDS2
より大きくなることで、電圧V3は電圧V4より低くなる
(図7(e))。波形成形回路46は、カレントミラー
回路で電圧V3とこの電圧より高い電圧V4を受け、リセッ
ト信号RSTを低レベルにする(図7(f))。
1および第2電圧V2が上昇すると、トランジスタ14、
16のオン抵抗が下がり、電圧V3、V4は下がる。このと
き、トランジスタサイズの大きいトランジスタ16の方
がオン抵抗が下がるため、トランジスタ16に接続され
たノードND07の電圧V4は、再び電圧V3より低くなる(図
7(g))。しかし、波形成形回路46のカレントミラ
ー回路は、電源電圧が2Vを超えたあたりで差動増幅する
動作領域から外れ、pMOSトランジスタ46c、46dは
ともにオンする。このため、リセット信号RSTが再び高
レベルに変化することはない。
施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実
施例では、トランジスタ14、16のドレイン電極に発
生する電圧V3、V4を、波形成形回路46のカレントミラ
ー回路に与えたので、第1および第2電圧V1、V2の変化
に対するリセット信号RSTの追従性を、第2の実施例に
比べさらに向上できる。
ット回路を有する半導体装置の第4の実施例を示してい
る。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応して
いる。上述した実施形態および実施例と同様の要素につ
いては、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な
説明を省略する。この実施例では、電圧発生回路48
が、第3の実施例の電圧発生回路36の代わりに使用さ
れている。その他の構成は、第3の実施例と同一であ
る。
SSとの間にダイオード接続されたnMOSトランジスタ48
aおよび抵抗R14、R15、R16を直列に接続して構成され
ている。nMOSトランジスタ48aのゲート電極およびド
レイン電極は、電源線VCCに接続され、ソース電極およ
び基板は、抵抗R14の一端に接続されている。抵抗R14、
R15の接続ノードは、ノードND04に接続されている。抵
抗R15、R16の接続ノードは、ノードND05に接続されてい
る。
施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実
施例では、図3に示した第1トランジスタ14の電流ID
S1と第2トランジスタ16の電流IDS2の交点付近で、図
2に示したI-V特性の傾きを急峻にすることができる。
この結果、第1および第2電圧V1、V2の変化に対するリ
セット信号RSTの追従性を、さらに向上できる。
スタ14、16を使用してリセット回路を形成した例に
ついて述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるも
のではない。例えば、2つのpMOSトランジスタを使用し
てリセット回路を形成してもよい。上述した実施形態お
よび実施例では、本発明をSDRAMに適用した例について
述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものでは
ない。例えば、本発明をFCRAM(fast Cycle RAM)に適
用してもよい。あるいは、本発明をマイクロコンピュー
タ、ロジックLSI、システムLSIに適用してもよい。
理して、付記として開示する。 (付記1) 電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電
圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、ゲート幅
Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1トランジス
タの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追従して上
昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電極で受け
る第2トランジスタとを備え、所定の電源電圧で、前記
第1トランジスタと前記第2トランジスタのソース・ド
レイン間電流が等しくなることを利用して、リセット信
号を生成することを特徴とするリセット回路。
おいて、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタ
とのチャネル長Lが同一であることを特徴とするリセッ
ト回路。 (付記3) 付記1記載のリセット回路において、前記
第1トランジスタのドレイン電極および前記第2トラン
ジスタのドレイン電極に接続され、該第1および第2ト
ランジスタに電流を供給する負荷回路を備え、前記リセ
ット信号は、前記第1トランジスタの前記ドレイン電極
および前記第2トランジスタの前記ドレイン電極の少な
くとも一方の電圧変化に基づいて生成されることを特徴
とするリセット回路。
おいて、前記リセット信号の波形を成形する波形成形回
路を備えていることを特徴とするリセット回路。 (付記5) 付記1記載のリセット回路において、前記
第1トランジスタのソース電極および前記第2トランジ
スタのソース電極に接続され、該第1および第2トラン
ジスタに流れる電流を調整する接地回路を備えているこ
とを特徴とするリセット回路。
おいて、前記電源電圧に基づいて前記第1電圧および前
記第2電圧を生成する電圧生成回路を備えていることを
特徴とするリセット回路。) (付記7) 内部回路を初期化するリセット回路を有す
る半導体装置であって、前記リセット回路は、電源電圧
の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電極で受け
る第1トランジスタと、ゲート幅Wおよびチャネル長L
の比W/Lが前記第1トランジスタの比W/Lより大き
く、電源電圧の上昇に追従して上昇し前記第1電圧より
低い第2電圧をゲート電極で受ける第2トランジスタと
を備え、所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前
記第2トランジスタのソース・ドレイン間電流が等しく
なることを利用して、リセット信号を生成することを特
徴とするリセット回路を有する半導体装置。
び第2電圧が、電圧生成回路により確実に生成される。
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実
施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明
はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない
範囲で変形可能であることは明らかである。
のリセット回路を有する半導体装置では、第1トランジ
スタおよび第2トランジスタのソース・ドレイン間電流
の値がクロスすることを利用して、リセット信号を生成
することで、トランジスタの閾値によらず常に所定の電
源電圧でリセット信号を発生できる。
回路を形成した場合、半導体装置の内部回路を、閾値の
変動の影響を受けることなく、電源電圧が所定の値にな
ったときに常に初期化できる。請求項2のリセット回路
では、第1および第2トランジスタの間でサブスレッシ
ョルド特性の相対関係の制御性が良くなり、所望のV−
I特性を容易に実現できる。
より、第1および第2トランジスタのソース・ドレイン
間電流に基づいて電圧を発生させることで、容易に、リ
セット信号を生成できる。電圧変化に基づいて生成され
るリセット信号により、所定の回路を確実に初期化でき
る。請求項4のリセット回路では、リセット回路で消費
する電流を最小限にしてリセット信号を生成できる。
る。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 電源電圧の上昇に追従して上昇する第1
電圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、 ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1ト
ランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追
従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電
極で受ける第2トランジスタとを備え、 所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2ト
ランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなること
を利用して、リセット信号を生成することを特徴とする
リセット回路。 - 【請求項2】 請求項1記載のリセット回路において、 前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとのチャ
ネル長Lが同一であることを特徴とするリセット回路。 - 【請求項3】 請求項1記載のリセット回路において、 前記第1トランジスタのドレイン電極および前記第2ト
ランジスタのドレイン電極に接続され、該第1および第
2トランジスタに電流を供給する負荷回路を備え、 前記リセット信号は、前記第1トランジスタの前記ドレ
イン電極および前記第2トランジスタの前記ドレイン電
極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて生成されるこ
とを特徴とするリセット回路。 - 【請求項4】 請求項1記載のリセット回路において、 前記第1トランジスタのソース電極および前記第2トラ
ンジスタのソース電極に接続され、該第1および第2ト
ランジスタに流れる電流を調整する接地回路を備えてい
ることを特徴とするリセット回路。 - 【請求項5】 内部回路を初期化するリセット回路を有
する半導体装置であって、 前記リセット回路は、 電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電
極で受ける第1トランジスタと、 ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1ト
ランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追
従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電
極で受ける第2トランジスタとを備え、 所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2ト
ランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなること
を利用して、リセット信号を生成することを特徴とする
リセット回路を有する半導体装置。
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