JP2003101396A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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Abstract
の揺らぎを防止して、安定した高速動作が可能な半導体
集積回路を提供する。 【解決手段】 内部回路と、この内部回路がスタンドバ
イ状態からアクティブ状態へ変化した後の一定時間動作
する第1の電圧降下回路と、内部回路がスタンドバイ状
態及びアクティブ状態である間動作する第2の電圧降下
回路とを少なくとも有する半導体集積回路であることで
ある。第1及び第2の電圧降下回路は、動作している
間、共に外部電圧から内部回路へ供給する内部電圧を生
成する。
Description
わり、特に、外部から印加される電源電圧を所定の内部
電圧まで降下させて内部回路へ供給する電圧降下回路を
具備する半導体集積回路に関する。
回路へ供給する内部電圧を外部電源電圧より低く設定し
て、高集積化、高速化などを実現する技術が盛んに研究
されている。チップ上の電源端子から供給される外部電
源電圧を内部電圧まで降下させる手段として、電圧降下
回路(VDC)はこの技術に欠かせない要素となってい
る。
7に示すように、比較回路部(COMP)と、MOS型
トランジスタM7とを具備する。電圧降下回路(VD
C)は、基準電圧(VREF)から内部電圧(VIN
T)を生成する機能を有する。内部電圧(VINT)と
グランドの間には内部容量(CINT)が配置されてい
る。内部電圧(VINT)は内部回路1へ印加され、内
部回路1において電流(IDD)が消費される。
内部回路へクロック信号(CLK)が供給されていない
スタンドバイ状態から、CLKが供給されているアクテ
ィブ状態への変化に伴い、内部回路の消費電流(ID
D)が大きく変化する。この内部回路の消費電流(ID
D)の変化によって、内部電圧(VINT)に揺れが生
じ、内部回路の高速動作を妨げてしまう。内部電圧(V
INT)の揺れは、スタンドバイ状態からアクティブ状
態へ変化した直後が最も大きく、徐々に小さくなる。
は、内部容量(CINT)の増大、或いは比較回路部
(COMP)及びMOS型トランジスタM7の大規模化
が必要である。しかし、チップ面積の制限から、内部容
量(CINT)を増大することは容易ではない。比較回
路部(COMP)及びMOS型トランジスタM7の大規
模化は、電圧降下回路自身の消費電流の増大を招いてし
まい、望ましくない。
の電圧降下回路をチップ内に均等に分配し、ストップク
ロックのようなスタンドバイ状態において幾つかの電圧
降下回路をオフして電圧降下回路自身の消費電流を削減
することが行われている。しかし、この場合において
も、スタンドバイ状態の消費電流は削減できるが、内部
回路が動作しているアクティブ状態の消費電流を削減す
ることができない。
決するために成されたものであり、その目的は、アクテ
ィブ状態における消費電流を削減できる半導体集積回路
を提供することである。
路と、この内部回路がスタンドバイ状態からアクティブ
状態へ変化した後の一定時間だけ動作する第1の電圧降
下回路と、内部回路がスタンドバイ状態及びアクティブ
状態である間動作する第2の電圧降下回路とを少なくと
も有する半導体集積回路であることである。ここで、第
1及び第2の電圧降下回路は、動作している間、共に外
部電圧から内部回路へ供給する内部電圧を生成する。
おける消費電流を削減できる。
施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは
類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。
1の実施の形態に係る半導体集積回路の構成を示すブロ
ック図である。第1の実施の形態に係る半導体集積回路
は、半導体集積回路の主要な機能を実現する内部回路1
と、外部電圧(VDD)から内部回路1へ供給する内部
電圧(VINT)を生成する電圧降下回路(2a〜2
c、3a、3b)とを有する。
は、内部回路1がスタンドバイ状態からアクティブ状態
へ変化した後の一定時間動作する3つの第1の電圧降下
回路(2a〜2c)と、内部回路1がスタンドバイ状態
及びアクティブ状態である間動作する2つの第2の電圧
降下回路(3a、3b)とを具備する。
3b)の出力端子は互いに接続され、5つの電圧降下回
路(2a〜2c、3a、3b)からの内部電圧(VIN
T)が1つの内部回路1へ供給される。内部電圧(VI
NT)と接地電位(グランド)との間にはキャパシタ
(CINT)が接続され、内部電圧(VINT)に対し
て所定の内部容量が負荷されている。
機能、つまり外部電圧(VDD)から内部回路1へ供給
する内部電圧(VINT)を生成する機能は、制御端子
(VDCEN)に入力される信号によって、オン/オフ
制御される。第1の電圧降下回路(2a〜2c)の制御
端子(VDCEN)には、遷移検知回路(CONT1)
4から送信されるパルス信号(PLSST)が入力され
ている。第2の電圧降下回路(3a、3b)の制御端子
(VDCEN)には外部電圧(VDD)が印加されてい
る。遷移検知回路(CONT1)4にも内部回路1へと
同様に内部クロック信号(CLK)が供給されている。
作における主要な信号の時間変化を示すタイムシーケン
スである。「CLK」は内部回路1及び遷移検知回路4
へそれぞれ供給されるクロック信号(CLK)を示し、
「PLSST」は遷移検知回路4から送信されるパルス
信号(PLSST)を示す。また、アクティブ状態11
はクロック信号(CLK)が内部回路1へ供給されてい
る状態であり、スタンドバイ状態10はクロック信号
(CLK)が内部回路1へ供給されていない状態であ
る。
部回路1がスタンドバイ状態10からアクティブ状態1
1へ変化したことを検知して、パルス信号(PLSS
T)を送信する。具体的には、遷移検知回路4は、ま
ず、内部クロック信号(CLK)が一定期間変化してい
ないことによりスタンドバイ状態10を検知する。そし
て、クロック信号(CLK)が変化し始めることにより
スタンドバイ状態10からアクティブ状態11への変化
を検知し、第1の電圧降下回路(2a〜2c)にパルス
信号(PLSST)を送信する。
ルス信号(PLSST)を受信している間、動作(オ
ン)する。即ち、第1の電圧降下回路(2a〜2c)
は、パルス信号(PLSST)を受信している間、内部
回路1へ内部電圧(VINT)を供給する。
定のパルス幅(tST)を有する。所定のパルス幅(t
ST)は、第1の電圧降下回路(2a〜2c)が動作す
る「一定時間」に相当している。即ち、第1の電圧降下
回路(2a〜2c)は、パルス信号(PLSST)に基
づいて、内部回路1がスタンドバイ状態10からアクテ
ィブ状態11へ変化した後の一定時間(tST)だけ、
内部回路1へ内部電圧(VINT)を供給する。
は、制御端子(VDCEN)に外部電圧(VDD)が印
加されている為、内部回路1がアクティブ状態11であ
るかスタンドバイ状態10であるかを問わず、外部電源
電圧(VDD)が印加されている限り動作(オン)して
いる。即ち、第2の電圧降下回路(3a、3b)は、内
部回路1がスタンドバイ状態10及びアクティブ状態1
1である間、内部回路1へ内部電圧(VINT)を供給
する。
圧降下回路(2a〜2c、3a、3b)の構成を示す回
路図である。第1及び第2の電圧降下回路(2a〜2
c、3a、3b)は、同一の回路構成を有する。電圧降
下回路(VDC)は、比較回路部(COMP)9と、p
型MOSトランジスタM7と、n型MOSトランジスタ
M8と、抵抗(R1、R2)とを有する。比較回路部9
は、p型MOSトランジスタ(M1、M2)及びn型M
OSトランジスタ(M3、M4)を含むカレントミラー
回路を具備する。n型MOSトランジスタM3のゲート
には外部電圧(VDD)に依存しない基準電圧(VRE
F)が印加され、n型トランジスタM3のドレインはp
型MOSトランジスタM7のゲートに接続されている。
p型MOSトランジスタM7、抵抗R1、抵抗R2及び
n型MOSトランジスタM8は直列に接続されている。
p型MOSトランジスタM7のソースには外部電圧(V
DD)が印加され、n型MOSトランジスタM8のソー
スには接地電位が印加されている。n型MOSトランジ
スタM4のゲートは、抵抗R1と抵抗R2との間に接続
されている。
M4のゲート電圧と、n型MOSトランジスタM3のゲ
ート電圧である基準電圧(VREF)とを比較して、両
電圧が一致するようにp型MOSトランジスタM7を駆
動する。内部電圧(VINT)は、p型MOSトランジ
スタM7のドレインから出力される。従って、内部電圧
(VINT)は、VINT=(1+R1/R2)VRE
Fで表わすことができる。内部回路1には内部電圧(V
INT)が印加されて、電流(IDD)が消費される。
なお、制御端子(VDCEN)は、n型MOSトランジ
スタ(M6、M8)のゲートにそれぞれ接続され、n型
MOSトランジスタ(M6、M8)をオンオフ制御する
ことによって、比較回路9を含む電圧降下回路2全体の
動作(オン/オフ)が制御される。
NT1)4の構成を示す回路図である。遷移検知回路4
は、4つの回路部(12〜15a)から構成されてい
る。第1の回路部12は、内部クロック信号(CLK)
の立ち上がりを検知して信号(P1)を出力する。第2
の回路部13は、信号(P1)の立ち上がりから立ち下
りまでの間を遅延させることで、内部回路1が少なくと
もアクティブ状態11である間、アクティブ信号(PL
SEN)を出力する。第3の回路部14は、アクティブ
信号(PLSEN)の立ち上がりを検知して信号(P
2)を出力する。第4の回路部15aは、信号(P2)
の立ち上がりから立ち下りまでの間を遅延させること
で、第1の電圧降下回路(2a〜2c)が動作する「一
定時間」に相当する所定のパルス幅(tST)を有する
パルス信号(PLSST)を出力する。
D回路(以後、「NAND1」と呼ぶ)と、6つのイン
バータ回路(以後、「INV1〜6」と呼ぶ)を有す
る。NAND1の一方の入力端子には内部クロック信号
(以後、「CLK」と呼ぶ)が直接入力され、他方の入
力端子にはCLKが、直列に接続された5つのINV1
〜5からなるディレイ段を介して入力されている。NA
ND1の後段にはINV6が接続され、INV6から信
号(P1)が出力される。
作における主要な信号の時間変化を示すタイムシーケン
スである。「P1」は第1の回路部12から出力される
信号(P1)を示し、「PLSEN」は第2の回路部1
3から出力されるアクティブ信号(PLSEN)を示
し、「P2」は第3の回路部13から出力される信号
(P2)を示す。図4に示すように、CLKの立ち上が
りと同時にP1も立ち上がる。そして、CLKの立ち上
がりがディレイ段(INV1〜5)を通過してNAND
1に入力されることにより、P1は立ちさがる。即ち、
P1のパルス幅は、CLKがINV1〜5を通過するた
めに必要な時間に相当する。なお、NAND1の他方の
入力端子に直列に接続されたインバータ回路の数(ディ
レイ段の段数)は、5つである場合(INV1〜5)に
限らず、1つ、3つ、7つ、などの他の奇数であっても
構わない。ディレイ段の段数の増加により、信号(P
1)のパルス幅が広がる。
数の遅延回路によって構成されている。各遅延回路は、
NOR回路(以後、「NOR」と呼ぶ)と、3つのイン
バータ回路(INV)とをそれぞれ具備する。まず、初
段の遅延回路において、NOR1の一方の入力端子には
信号(P1)が直接入力され、他方の入力端子には信号
(P1)が、直列に接続された2つのインバータ回路
(INV7、8)からなるディレイ段を介して入力され
ている。NOR1の後段にはINV9が接続されてい
る。
に直接入力されているため、信号(P1)の立ち上がり
と同時にINV9からの出力も立ち上がる。その後、信
号(P1)の立ち上がりは、ディレイ段(INV7、
8)を通過してNOR1の他方の入力端子にも入力され
る。信号(P1)の立ち下がりは、NOR1の一方の入
力端子に直接入力されるが、NOR1の他方の入力端子
にはディレイ段(INV7、8)を介して遅延されて入
力される。即ち、INV9からの出力信号の立ち下がり
は、信号(P1)の立ち下がりよりも、ディレイ段(I
NV7、8)を通過している間だけ遅れることになる。
従って、INV9からの出力信号の立ち上がりは信号
(P1)の立ち上がりとほぼ同時であるが、INV9か
らの出力信号の立ち下がりは、信号(P1)の立ち下が
りよりも遅れることになる。
とにより、最終段の遅延回路内のインバータ回路(IN
V15)からの出力信号として、少なくとも内部クロッ
ク信号(CLK)が供給されている間、出力され続ける
アクティブ信号(PLSEN)を生成することができ
る。また、各遅延回路内のNOR回路(NOR)の一方
の入力端子には信号(P1)がそれぞれ直接入力されて
いるため、アクティブ信号(PLSEN)の立ち上がり
が信号(P1)の立ち上がりに対して遅れることが無
い。なお、第2の回路部13を構成する遅延回路の段数
をユーザーが自由に設定できるように、メタルオプショ
ン、或いはレーザーブローが可能なヒューズを形成して
おくことが望ましい。また、各遅延回路内において直列
に接続されたインバータ回路の数(ディレイ段の段数)
は、2つである場合(INV7、8)に限らず、4つ、
6つ、8つ、などの他の偶数であっても構わない。遅延
回路の段数の増加により、アクティブ信号(PLSE
N)のパルス幅が広がる。
ND2)と、6つのインバータ回路(INV16〜2
1)とを有する。NAND2の一方の入力端子にはアク
ティブ信号(PLSEN)が直接入力され、他方の入力
端子にはアクティブ信号(PLSEN)が、直列に接続
された5つのインバータ回路(INV16〜20)から
なるディレイ段を介して入力されている。NAND2の
後段にはINV21が接続され、INV21から信号
(P2)が出力される。
りと同時に信号(P2)も立ち上がる。そして、アクテ
ィブ信号(PLSEN)の立ち上がりがディレイ段(I
NV16〜20)を通過してNAND2に入力されるこ
とにより、信号(P2)は立ちさがる。即ち、信号(P
2)のパルス幅は、アクティブ信号(PLSEN)がデ
ィレイ段(INV16〜20)を通過するために必要な
時間に相当する。なお、NAND2の他方の入力端子に
直列に接続されたインバータ回路の数(ディレイ段の段
数)は、5つである場合(INV16〜20)に限ら
ず、1つ、3つ、7つ、などの他の奇数であっても構わ
ない。インバータ回路の数の増加により、信号(P2)
のパルス幅が広がる。
複数の遅延回路によって構成されている。各遅延回路
は、NOR回路(NOR)と、3つのインバータ回路
(INV)とをそれぞれ具備する。初段の遅延回路にお
いて、NOR4の一方の入力端子には信号(P2)が直
接入力され、他方の入力端子には信号(P2)が、直列
に接続された2つのインバータ回路(INV22、2
3)からなるディレイ段を介して入力されている。NO
R4の後段にはINV24が接続されている。
に直接入力されているため、信号(P2)の立ち上がり
とほぼ同時にINV24からの出力も立ち上がる。その
後、信号(P2)の立ち上がりは、ディレイ段(INV
22、23)を通過してNOR4の他方の入力端子にも
入力される。信号(P2)の立ち下がりは、NOR4の
一方の入力端子に直接入力されるが、NOR4の他方の
入力端子にはディレイ段(INV22、23)を介して
遅延されて入力される。即ち、INV24からの出力信
号の立ち下がりは、信号(P2)の立ち下がりよりも、
ディレイ段(INV22、23)を通過している間だけ
遅れることになる。従って、INV24からの出力信号
の立ち上がりは信号(P2)の立ち上がりとほぼ同時で
あるが、INV24からの出力信号の立ち下がりは、信
号(P2)の立ち下がりよりも遅れることになる。
より、最終段の遅延回路内のインバータ回路(INV3
0)からの出力信号として、信号(P2)の立ち上がり
からの一定時間(tST)、図1の第1の電圧降下回路
(2a〜2c)を動作させる為のパルス信号(PLSS
T)を生成することができる。また、各遅延回路内のN
OR回路(NOR)の一方の入力端子には信号(P2)
がそれぞれ直接入力されているため、パルス信号(PL
SST)の立ち上がりが信号(P2)の立ち上がりに対
して遅れることが無い。なお、第4の回路部15aを構
成する遅延回路の段数をユーザーが自由に設定できるよ
うに、メタルオプション、或いはレーザなどによるブロ
ーが可能なヒューズを形成しておくことが望ましい。ま
た、各遅延回路において直列に接続されたインバータ回
路の数(ディレイ段の段数)は、2つである場合(IN
V22、23)に限らず、4つ、6つ、8つ、などの他
の偶数であっても構わない。遅延回路の段数の増加によ
り、パルス信号(PLSST)のパルス幅(tST)が
広がる。
(12〜15a)を具備する図1の遷移検知回路(CO
NT1)4は、内部クロック(CLK)が内部回路へ供
給され始めるとほぼ同時に、第1の電圧降下回路(2a
〜2c)を動作させる為のパルス信号(PLSST)
を、一定時間(tST)だけ生成する。そして、パルス
信号(PLSST)が供給される第1の電圧降下回路
(2a〜2c)は、内部回路1がスタンドバイ状態10
からアクティブ状態11へ変化した直後の一定時間(t
ST)だけ動作して、内部回路1に対して内部電圧(V
INT)を供給する。
10からアクティブ状態11への変化に伴って、内部回
路の消費電流(IDD)が大きく変化して内部電圧(V
INT)に揺れが生じてしまう。また、内部電圧(VI
NT)の揺れは、スタンドバイ状態10からアクティブ
状態11へ変化した直後が最も大きく、徐々に小さくな
る。そこで、上述したパルス信号のパルス幅(tST)
を、内部電圧(VINT)に大きな揺れが生じる、スタ
ンドバイ状態10からアクティブ状態11へ変化した直
後の一定時間に合わせることによって、内部電圧(VI
NT)に揺れが生じないように、内部回路1に対する電
流供給能力を一時的に高めることができる。
よれば、スタンドバイ状態10からアクティブ状態11
への変化に伴って、内部回路1の消費電流(IDD)が
変化しても、内部電圧(VINT)の揺れを低減するこ
とができる。よって、内部回路の高速動作を妨げること
がない。
大きい、スタンドバイ状態からアクティブ状態へ変化し
た直後の一定時間(tST)だけ、第1の電圧降下回路
(2a〜2c)を動作させている為、電圧降下回路(V
DC)を大規模化する必要が無く、電圧降下回路(VD
C)自身の消費電流の増大を招くこともない。
通常状態においては、第1の電圧降下回路(2a〜2
c)を動作させていないため、アクティブ状態11にお
ける消費電流を削減することもできる。
れている内部容量(CINT)を増大する必要も無くな
る。
る場合は、内部回路1の消費電流(IDD)の差が一番
大きい場合である。つまり、スタンドバイ状態10から
アクティブ状態11へ変化する場合である。内部電圧
(VINT)の揺れを小さくする為に、電圧降下回路
(VDC)内のp型MOSトランジスタM7や比較回路
(COMP)9を大きくする必要がある。しかし、その
後の通常状態に入った場合、消費電流(IDD)の差は
一般に小さくなるので、電圧降下回路(VDC)にそれ
ほど大きなトランジスタM7や比較回路9は必要となく
なる。したがって、スタンドバイ状態10からアクティ
ブ状態11へ変化する場合にのみ第1の電圧降下回路
(2a〜2c)を一定時間動作させ、その後の通常状態
では第2の電圧降下回路(3a、3b)のみを動作させ
ることにより通常状態における消費電流(IDD)を削
減できる。
の形態に係る半導体集積回路は、内部回路1が少なくと
もアクティブ状態11である間動作する第3の電圧降下
回路を更に有していても構わない。図5に示すように、
第1の実施の形態の変形例に係る半導体集積回路は、第
1の電圧降下回路(2a〜2c)と、第2の電圧降下回
路3aと、第3の電圧降下回路7aと、遷移検知回路
(CONT3)6とを有する。第3の電圧降下回路7a
の制御端子(VDCEN)には、遷移検知回路(CON
T3)6から送信されるアクティブ信号(PLSEN)
が入力されている。第3の電圧降下回路7aから生成さ
れる内部電圧(VINT)は、第1及び第2の電圧降下
回路(2a〜2c、3a)と同様に内部回路1へ印加さ
れている。図6に示すように、アクティブ信号(PLS
EN)は、内部回路1が少なくともアクティブ状態11
である間出力されている。
構成を示す回路図である。遷移検知回路(CONT3)
6の回路構成は、図3に示した遷移検知回路(CONT
1)4とほぼ同様である。図8は、図7に示した遷移検
知回路6の動作における主要な信号の時間変化を示すタ
イムシーケンスであり、図4に示すタイムシーケンスと
同様である。遷移検知回路(CONT3)6において
も、第2の回路部13は、直列に接続された複数の遅延
回路を具備している。最終段に位置する遅延回路内のイ
ンバータ回路(INV15)から出力されるアクティブ
信号(PLSEN)は、第3の回路部14に入力される
だけでなく、遷移検知回路(CONT3)6の外部へ出
力されている。
路1がスタンドバイ状態10からアクティブ状態11へ
変化したことを検知して、パルス信号(PLSST)を
送信し、且つ内部回路1が少なくともアクティブ状態で
ある間アクティブ信号(PLSEN)を送信する。第3
の電圧降下回路7aは、アクティブ信号(PLSEN)
を受信している間動作する。
変形例によれば、少なくともアクティブ状態において動
作する第3の電圧降下回路7aを更に有することによ
り、アクティブ状態11における電流供給能力を高め
て、スタンドバイ状態10における電圧降下回路自身の
消費電流を削減することができる。
イ状態10へ再び変化した後にアクティブ信号(PLS
EN)が出力されている時間(tEN)は、第2の回路
部13による遅延時間に起因している。直列に接続され
る遅延回路の数を減らすことで時間(tEN)を短くす
ることができる。しかし、最終段から出力されるアクテ
ィブ信号(PLSEN)が、アクティブ状態11におけ
る連続した1つの信号となるためには、時間(tEN)
はある程度長くなければならない。一方、時間(tE
N)が長すぎてしまうと、スタンドバイ状態10におけ
る電圧降下回路自身の消費電流を低減することができな
い。
は、図1及び図3の回路構成によって、スタンドバイ状
態10からアクティブ状態11へ変化した後の一定時間
(tST)、第1の電圧降下回路(2a〜2c)を動作
(オン)させ、その後、第1の電圧降下回路(2a〜2
c)を同時に停止(オフ)させた。
〜2c)を同時にオフさせているので、電圧降下回路全
体の電流駆動力の変化によって内部電圧(VINT)が
変動してしまう場合がある。即ち、スタンドバイ状態1
0からアクティブ状態11への変化による内部電圧(V
INT)の揺れを低減できた一方で、その後の第1の電
圧降下回路(2a〜2c)をオフさせるときに内部電圧
(VINT)の揺れを生じさせてしまう。
1の電圧降下回路(2a〜2c)を停止させるときに生
じる内部電圧(VINT)の揺れを低減する為に、複数
の第1の電圧降下回路(2a〜2c)の動作を、パルス
幅の異なる3つのパルス信号(PLSST1、2、3)
によって、順々にオフさせる場合について説明する。
半導体集積回路の構成を示すブロック図である。第2の
実施の形態に係る半導体集積回路は、内部回路1と、電
圧降下回路(2a〜2c、3a、3b)とを有する。電
圧降下回路(2a〜2c、3a、3b)は、3つの第1
の電圧降下回路(2a〜2c)と、2つの第2の電圧降
下回路(3a、3b)とを具備する。第2の電圧降下回
路(3a、3b)の制御端子(VDCEN)には外部電
圧(VDD)が印加されている。
CEN)には、遷移検知回路(CONT2)5から送信
される第1のパルス信号(PLSST1)が入力されて
いる。第1の電圧降下回路2bの制御端子(VDCE
N)には、遷移検知回路(CONT2)5から送信され
る第2のパルス信号(PLSST2)が入力されてい
る。第1の電圧降下回路2cの制御端子(VDCEN)
には、遷移検知回路(CONT2)5から送信される第
3のパルス信号(PLSST3)が入力されている。遷
移検知回路(CONT2)5には内部クロック信号(C
LK)が供給されている。
動作における主要な信号の時間変化を示すタイムシーケ
ンスである。遷移検知回路5は、内部回路1がスタンド
バイ状態10からアクティブ状態11へ変化したことを
検知して、第1のパルス信号(PLSST1)、第2の
パルス信号(PLSST2)、および第3のパルス信号
(PLSST3)を送信する。第1乃至第3の電圧降下
回路2aは、それぞれ第1乃至第3のパルス信号(PL
SST1〜3)を受信している間、動作(オン)する。
第1乃至第3のパルス信号(PLSST1〜3)は、第
1の電圧降下回路(2a〜2c)毎に異なるパルス幅
(tST1〜3)を有する。第1のパルス信号(PLS
ST1)のパルス幅(tST1)が最も短く、その次
に、第2のパルス信号(PLSST2)のパルス幅(t
ST2)が短い。最も長いものが、第3のパルス信号
(PLSST3)のパルス幅(tST3)である。
ONT2)5の構成を示す回路図である。遷移検知回路
5は、4つの回路部(12〜15b)から構成されてい
る。第1の回路部12、第2の回路部13、第3の回路
部14は、図3に示したものと同一であり、説明を省略
する。第4の回路部15bは、第3の回路部14から出
力される信号(P2)の立ち上がりから立ち下りまでの
間を遅延させることで、第1の電圧降下回路(2a〜2
c)を動作させるための第1乃至第3のパルス信号(P
LSST1〜3)をそれぞれ出力する。
に接続された複数の遅延回路によって構成されている。
各遅延回路の構成及び動作は、図3に示した第4の回路
部15aの遅延回路と同一であり、説明を省略する。第
4の回路部15bの途中に位置する遅延回路内のINV
30から第1のパルス信号(PLSST1)を取り出
す。INV30よりも後段に位置する遅延回路内のIN
V33から第2のパルス信号(PLSST2)を取り出
す。INV33よりも後段に位置する遅延回路内のIN
V36から第3のパルス信号(PLSST3)を取り出
す。直列に接続される遅延回路の数が増えることによ
り、最終段の遅延回路から出力されるパルス信号(PL
SST)のパルス幅(tST)は広くなる。
3のパルス信号(PLSST1〜3)のパルス幅(tS
T1〜3)を、tST1―tST2―tST3の順番で
広くすることができる。即ち、第4の回路部15bは、
内部回路1がスタンドバイ状態10からアクティブ状態
11へ変化したことを検知して、パルス幅が第1の電圧
降下回路(2a〜2c)毎に異なる第1乃至第3のパル
ス信号(PLSST1〜3)を送信することができる。
そして、第1の電圧降下回路(2a〜2c)は第1乃至
第3のパルス信号(PLSST1〜3)をそれぞれ受信
している間動作する。
よれば、スタンドバイ状態10からアクティブ状態11
へ変化した直後に複数の第1の電圧降下回路(2a〜2
c)の動作を開始し、且つパルス幅の異なる3つのパル
ス信号(PULSE1、2、3)によって順々に複数の
第1の電圧降下回路(2a〜2c)の動作を停止するこ
とにより、第1の実施の形態に係る半導体集積回路と同
様な作用効果を奏するだけでなく、第1の電圧降下回路
(2a〜2c)の動作を停止するときに生じる内部電圧
(VINT)の揺れを抑制することもできる。
回路の段数をユーザーが自由に設定できるように、メタ
ルオプション、或いはレーザなどによるブローが可能な
ヒューズを形成しておくことが望ましい。第1乃至第3
のパルス信号(PLSST1〜3)のパルス幅(tST
1〜3)に対する設計の自由度が向上する。
の形態に係る半導体集積回路も、第1の実施の形態と同
様に、内部回路1が少なくともアクティブ状態11であ
る間動作する第3の電圧降下回路7aを更に有していて
も構わない。図13に示すように、第2の実施の形態の
変形例に係る半導体集積回路は、第1の電圧降下回路
(2a〜2c)と、第2の電圧降下回路3aと、第3の
電圧降下回路7aと、遷移検知回路(CONT4)8と
を有する。第3の電圧降下回路7aの制御端子(VDC
EN)には、遷移検知回路から送信されるアクティブ信
号(PLSEN)が入力されている。第3の電圧降下回
路7aから生成される内部電圧(VINT)は、第1及
び第2の電圧降下回路(2a〜2c、3a)と同様に内
部回路1へ印加されている。図14に示すように、アク
ティブ信号(PLSEN)は、内部回路1が少なくとも
アクティブ状態11である間出力されている。
の構成を示す回路図である。遷移検知回路(CONT
4)8の回路構成は、図11に示した遷移検知回路(C
ONT2)5とほぼ同様である。図16は、図15に示
した遷移検知回路6の動作における主要な信号の時間変
化を示すタイムシーケンスであり、図12に示すタイム
シーケンスと同様である。遷移検知回路(CONT4)
8においても、第2の回路部13は、直列に接続された
複数の遅延回路を具備している。最終段に位置する遅延
回路内のインバータ回路(INV15)から出力される
アクティブ信号(PLSEN)は、第3の回路部14に
入力されるだけでなく、遷移検知回路(CONT4)8
の外部へ出力されている。
路1がスタンドバイ状態10からアクティブ状態11へ
変化したことを検知して、パルス信号(PLSST)を
送信し、且つ内部回路1が少なくともアクティブ状態で
ある間アクティブ信号(PLSEN)を送信する。第3
の電圧降下回路7aは、アクティブ信号(PLSEN)
を受信している間動作する。
変形例によれば、少なくともアクティブ状態において動
作する第3の電圧降下回路7aを更に有することによ
り、アクティブ状態11における電流供給能力を高め
て、スタンドバイ状態10における電圧降下回路自身の
消費電流を削減することができる。
実施の形態、及び各実施形態の変形例によって記載した
が、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限
定するものであると理解すべきではない。この開示から
当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術
が明らかとなろう。
第1の電圧降下回路(2a〜2c)の数が3つである場
合について述べたが、本発明に係る半導体装置はこれに
限定されることなく、第1の電圧降下回路の数が1また
は2以上であっても構わない。同様に、第2の電圧降下
回路(3a、3b、)は、2つ或いは1つである場合に
限らず、3つ以上であっても構わない。第3の電圧降下
回路7aについても同様である。
で説明した半導体集積回路を有する、電源電圧が印加さ
れている限り記憶内容が保持されるSRAM(StaticR
AM)などの半導体メモリ装置としても本発明を実施す
ることが可能である。
アクティブ状態における消費電流を削減できる半導体集
積回路を提供することができる。
路の構成を示すブロック図である。
要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
4の回路部)を示す回路図である。
な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
体集積回路の構成を示すブロック図である。
要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
4の回路部)を示す回路図である。
な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
路の構成を示すブロック図である。
主要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
第4の回路部)を示す回路図である。
主要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
導体集積回路の構成を示すブロック図である。
る主要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスであ
る。
至第4の回路部)を示す回路図である。
主要な信号の時間変化を示すタイムシーケンスである。
である。
ック信号(CLK)、内部回路の消費電流(IDD)、
内部電圧(VINT)の時間変化を示すタイムチャート
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 内部回路と、 前記内部回路がスタンドバイ状態からアクティブ状態へ
変化した後の一定時間だけ動作して、外部電圧から前記
内部回路へ供給する内部電圧を生成する第1の電圧降下
回路と、 前記内部回路が前記スタンドバイ状態及び前記アクティ
ブ状態である間動作して、前記外部電圧から前記内部回
路へ供給する前記内部電圧を生成する第2の電圧降下回
路とを少なくとも有することを特徴とする半導体集積回
路。 - 【請求項2】 前記内部回路が前記スタンドバイ状態か
ら前記アクティブ状態へ変化したことを検知して、パル
ス幅が前記一定時間に相当するパルス信号を送信する遷
移検知回路を更に有し、 前記第1の電圧降下回路は当該パルス信号を受信してい
る間動作することを特徴とする請求項1記載の半導体集
積回路。 - 【請求項3】 前記内部回路が少なくとも前記アクティ
ブ状態である間動作する第3の電圧降下回路を更に有す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。 - 【請求項4】 前記内部回路が前記スタンドバイ状態か
ら前記アクティブ状態へ変化したことを検知して、パル
ス幅が前記一定時間に相当するパルス信号を送信し、且
つ前記内部回路が少なくとも前記アクティブ状態である
間アクティブ信号を送信する遷移検知回路を更に有し、 前記第1の電圧降下回路は当該パルス信号を受信してい
る間動作し、 前記第3の電圧降下回路は当該アクティブ信号を受信し
ている間動作することを特徴とする請求項3記載の半導
体集積回路。 - 【請求項5】 2以上の前記第1の電圧降下回路を有
し、 前記一定時間は当該第1の電圧降下回路毎に異なること
を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。 - 【請求項6】 前記内部回路が前記スタンドバイ状態か
ら前記アクティブ状態へ変化したことを検知して、パル
ス幅が前記第1の電圧降下回路毎に異なる2以上のパル
ス信号を送信する遷移検知回路を更に有し、 2以上の前記第1の電圧降下回路は2以上の当該パルス
信号をそれぞれ受信している間動作することを特徴とす
る請求項5記載の半導体集積回路 - 【請求項7】 前記内部回路が少なくとも前記アクティ
ブ状態である間動作する第3の電圧降下回路を更に有す
ることを特徴とする請求項5記載の半導体集積回路。 - 【請求項8】 前記内部回路が前記スタンドバイ状態か
ら前記アクティブ状態へ変化したことを検知して、パル
ス幅が前記第1の電圧降下回路毎に異なる2以上のパル
ス信号を送信し、且つ前記内部回路が少なくとも前記ア
クティブ状態である間アクティブ信号を送信する遷移検
知回路を更に有し、 2以上の前記第1の電圧降下回路は2以上の当該パルス
信号をそれぞれ受信している間動作し、 前記第3の電圧降下回路は当該アクティブ信号を受信し
ている間動作することを特徴とする請求項7記載の半導
体集積回路。 - 【請求項9】 前記アクティブ状態はクロック信号が前
記内部回路へ供給されている状態であり、前記スタンド
バイ状態は当該クロック信号が当該内部回路へ供給され
ていない状態であることを特徴とする請求項1記載の半
導体集積回路。
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