JP2003195955A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2003195955A
JP2003195955A JP2001394854A JP2001394854A JP2003195955A JP 2003195955 A JP2003195955 A JP 2003195955A JP 2001394854 A JP2001394854 A JP 2001394854A JP 2001394854 A JP2001394854 A JP 2001394854A JP 2003195955 A JP2003195955 A JP 2003195955A
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circuit
transistors
gate
current mirror
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Application number
JP2001394854A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumitsu Nozawa
沢 安 満 野
Masami Masuda
田 正 美 増
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit capable of suppressing voltage fluctuations in step-down voltage. <P>SOLUTION: An internal power supply step-down circuit in the semiconductor integrated circuit comprises an internal voltage generating circuit 1 generating an internal voltage Vint1 from a power supply voltage Vcc, and a comparison circuit 2 controlling the operation of the internal voltage generating circuit 1 so that the internal reference voltage Vmon1 of the internal voltage generating circuit 1 matches the predetermined reference voltage. The comparison circuit 2 has a current mirror circuit 3, a difference amplifier 4, and transistors Q7 and Q8 connected to corresponding gate terminals of transistors Q2 and Q3 in the current mirror circuit 3, respectively. To make gate capacitance of the transistors Q2 and Q3 constituting the current mirror circuit 3 in internal power supply step-down circuits 11a-11d different from one another to correspond the internal power supply step-down circuits 11a-11d respectively, the internal power supply step-down circuits 11a-11d start charging operation one by one on stabilized capacity element Cint at the time of switching from a stand-by state to an operation state. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電源電圧を降圧し
た降圧電圧を生成する回路とその降圧電圧で動作する回
路とを備えた半導体集積回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit including a circuit for generating a step-down voltage obtained by stepping down a power supply voltage and a circuit which operates at the step-down voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】SRAM等の半導体メモリは、高集積化が進
んでおり、メモリ内部に、電位の異なる複数の電源電圧
でそれぞれ動作する複数の回路ブロックを設けることも
多くなってきた。メモリ内部のみで使用される電源電圧
は、メモリ内部で生成した方が都合がよい。このため、
この種のメモリには、外部から供給された電源電圧を用
いて内部電圧を生成する降圧回路が設けられている。
2. Description of the Related Art As semiconductor memories such as SRAM have been highly integrated, it has become more common to provide a plurality of circuit blocks inside the memory, each circuit block operating at a plurality of power supply voltages having different potentials. It is convenient to generate the power supply voltage used only inside the memory inside the memory. For this reason,
This type of memory is provided with a step-down circuit that generates an internal voltage by using a power supply voltage supplied from the outside.

【0003】図9は従来の内部電源降圧回路の概略構成
を示すブロック図である。図示のように、従来の内部電
源降圧回路は、外部から供給された電源電圧Vccから内
部電圧Vintを生成する内部電圧生成回路1と、内部電
圧生成回路1の内部参照電圧Vmonが所定の基準電圧に
一致するように内部電圧生成回路1の動作を制御する比
較回路2とを備えている。
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional internal power supply voltage down converter. As shown in the figure, in the conventional internal power supply voltage down circuit, an internal voltage generation circuit 1 that generates an internal voltage Vint from an externally supplied power supply voltage Vcc and an internal reference voltage Vmon of the internal voltage generation circuit 1 are a predetermined reference voltage. And a comparison circuit 2 for controlling the operation of the internal voltage generation circuit 1 so that

【0004】内部電圧生成回路1は、ソース端子に電源
電圧Vccが供給されるPMOSトランジスタQ1と、PMOSト
ランジスタQ1のドレイン端子と接地端子との間に直列
接続される抵抗R1,R2と、PMOSトランジスタQ1の
ドレイン端子と接地端子との間に接続される安定化容量
素子Cintとを有する。PMOSトランジスタQ1は、大量
の負荷を駆動できるように、他のトランジスタよりもサ
イズを大きくしており、ジャイアントMOSとも呼ばれ
る。
The internal voltage generation circuit 1 includes a PMOS transistor Q1 whose source terminal is supplied with a power supply voltage Vcc, resistors R1 and R2 connected in series between the drain terminal of the PMOS transistor Q1 and a ground terminal, and a PMOS transistor Q1. It has a stabilizing capacitor Cint connected between the drain terminal of Q1 and the ground terminal. The PMOS transistor Q1 is larger in size than other transistors so that it can drive a large amount of load, and is also called a giant MOS.

【0005】比較回路2は、抵抗R1,R2間の参照電圧と
基準電圧とを比較し、両電圧の電位差に応じた電圧をPM
OSトランジスタQ1のゲート端子に供給する。
The comparison circuit 2 compares the reference voltage between the resistors R1 and R2 with the reference voltage, and outputs a voltage corresponding to the potential difference between the two voltages to PM.
Supply to the gate terminal of the OS transistor Q1.

【0006】図12は図9の内部電源降圧回路の動作タ
イミング図である。定常状態では、安定化容量素子Cin
tによってVintを保持するが、メモリー本体の消費電流
として大電流の充放電が繰返されるため、内部電圧Vin
tは徐々に低下し、それに応じて内部電圧生成回路1の
内部参照電圧Vmonも低下する(時刻0〜t2)。時刻
t2になると、比較回路2の出力が反転してPMOSトラン
ジスタQ1がオンする。これにより、内部電圧Vintが
上昇し始め、それに応じて内部参照電圧Vmonも上昇し
ていく(時刻t2〜t4)。
FIG. 12 is an operation timing chart of the internal power supply voltage down circuit of FIG. In the steady state, the stabilizing capacitive element Cin
Although Vint is held by t, the internal voltage Vin is
t gradually decreases, and accordingly, the internal reference voltage Vmon of the internal voltage generation circuit 1 also decreases (time 0 to t2). At time t2, the output of the comparison circuit 2 is inverted and the PMOS transistor Q1 is turned on. As a result, the internal voltage Vint starts to rise, and the internal reference voltage Vmon also rises accordingly (time t2 to t4).

【0007】時刻t4以降は、時刻t1以前と同様に、
消費電流の充放電が繰返され、内部電圧Vintは徐々に
低下していく。
After time t4, as before time t1,
The charging / discharging of the consumed current is repeated, and the internal voltage Vint gradually decreases.

【0008】メモリの高速化が進むほど、更に高周波数
の充放電が繰返されて、一定の内部電源Vintを保持さ
せるのが困難になる。このため、通常は、チップ内に複
数の内部電源降圧回路が設けられる。
As the speed of the memory increases, charging and discharging at a higher frequency are repeated, and it becomes more difficult to maintain a constant internal power supply Vint. Therefore, a plurality of internal power supply voltage down circuits are usually provided in the chip.

【0009】図11は複数の内部電源降圧回路それぞれ
の内部に設けられる比較回路2の従来例を示す回路図で
ある。図示のように、従来の比較回路2は、2つのトラ
ンジスタQ2,Q3からなるカレントミラー回路3と、
カレントミラー回路3に接続され内部電圧生成回路1の
内部参照電圧Vmonと基準電圧Vrefとの電位差に応じた
電圧を出力する差動増幅器4とを有する。差動増幅器4
は、ゲート端子に内部参照電圧Vmonが供給されるトラ
ンジスタQ4と、ゲート端子に基準電圧Vrefが供給さ
れるトランジスタQ5と、ゲート端子にバイアス電圧V
sが供給されるトランジスタQ6とを有する。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional example of a comparison circuit 2 provided inside each of a plurality of internal power supply voltage down circuits. As shown, the conventional comparison circuit 2 includes a current mirror circuit 3 including two transistors Q2 and Q3,
The differential amplifier 4 is connected to the current mirror circuit 3 and outputs a voltage according to the potential difference between the internal reference voltage Vmon of the internal voltage generation circuit 1 and the reference voltage Vref. Differential amplifier 4
Are a transistor Q4 whose gate terminal is supplied with an internal reference voltage Vmon, a transistor Q5 whose gate terminal is supplied with a reference voltage Vref, and a bias voltage V
s is supplied to the transistor Q6.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来は、メモリー本体
はスタンドバイ状態からオペレーション状態に切り替わ
る時に消費電流による電流変化が最大となり、この電流
変化が最大となる時点で複数の内部電源降圧回路をほぼ
同タイミングで動作状態に切り替えていたため、内部電
圧Vintが一時的に低下し、その後、しばらくの間、内
部電圧Vintが振動し、このとき、Vintの一時的低下が
大き過ぎて安定しにくいという問題があった。
Conventionally, the memory main body has a maximum current change due to current consumption when switching from a standby state to an operation state, and at the time when this current change becomes maximum, a plurality of internal power supply voltage step-down circuits are almost connected. Since the operating state was switched to the same timing, the internal voltage Vint temporarily drops, and thereafter, the internal voltage Vint oscillates for a while, and at this time, the temporary drop of Vint is too large to be stable. was there.

【0011】図10はこのような内部電圧Vintの電圧
変動を表す電圧波形図である。時刻t11でメモリー本体
がスタンドバイ状態からオペレーション状態に変化する
と、内部電圧Vint、比較回路2の出力電圧Vout、PMOS
トランジスタQ1を流れる消費電流Iintがともに大き
く変化しているのがわかる。
FIG. 10 is a voltage waveform diagram showing such a voltage fluctuation of the internal voltage Vint. When the memory body changes from the standby state to the operation state at time t11, the internal voltage Vint, the output voltage Vout of the comparison circuit 2, the PMOS
It can be seen that both the consumption current Iint flowing through the transistor Q1 greatly changes.

【0012】複数の内部電源降圧回路はいずれも、比較
回路2内のトランジスタ同士のゲート幅の比を等しくし
ていたため、内部電圧Vintの電圧変動の傾向もほぼ同
じになり、内部電源降圧回路の数を多くしても内部電源
Vintの電位低下量をある程度以下に抑える事は出来な
い。
Since all the plurality of internal power supply voltage down circuits have the same gate width ratio between the transistors in the comparison circuit 2, the tendency of the voltage fluctuation of the internal voltage Vint is almost the same, and the internal power supply voltage down circuit is Even if the number is increased, the amount of decrease in the potential of the internal power supply Vint cannot be suppressed to a certain level or less.

【0013】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、降圧電圧の電圧変動を抑制可
能な半導体集積回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor integrated circuit capable of suppressing the voltage fluctuation of the step-down voltage.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、電源電圧よりも電位の低い降圧電圧
で動作する回路を備えた半導体集積回路において、前記
電源電圧から前記降圧電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路の内部参照電圧が所定の基準電圧に一
致するように、前記電圧生成回路の動作を制御する比較
回路と、を備え、前記比較回路は、ゲート端子が共通接
続される第1および第2のトランジスタを有するカレン
トミラー回路と、前記カレントミラー回路に接続され、
前記電圧生成回路の内部参照電圧と前記基準電圧との差
電圧に応じた電圧を出力する差動増幅器と、前記第1お
よび第2のトランジスタのゲート容量を設定するゲート
容量設定回路と、を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor integrated circuit equipped with a circuit that operates at a step-down voltage having a lower potential than the power supply voltage. A voltage generation circuit for generating
A comparison circuit that controls the operation of the voltage generation circuit so that the internal reference voltage of the voltage generation circuit matches a predetermined reference voltage, and the comparison circuit has first and commonly connected gate terminals. A current mirror circuit having a second transistor and connected to the current mirror circuit,
A differential amplifier that outputs a voltage according to a difference voltage between the internal reference voltage of the voltage generation circuit and the reference voltage; and a gate capacitance setting circuit that sets the gate capacitances of the first and second transistors. .

【0015】また、第1の動作モード時、および第2の
動作モード時に動作して、電源電圧よりも電位の低い降
圧電圧を生成する第1の電圧降圧回路と、第2の動作モ
ード時に動作して、それぞれ別個に前記降圧電圧を生成
する複数の第2の電圧降圧回路と、を備え、前記複数の
第2の電圧降圧回路のそれぞれは、前記電源電圧から前
記降圧電圧を生成する電圧生成回路と、前記電圧生成回
路の内部参照電圧が所定の基準電圧に一致するように、
前記電圧生成回路の動作を制御する比較回路と、を有
し、前記比較回路は、ゲート端子が共通接続される第1
および第2のトランジスタからなるカレントミラー回路
と、前記カレントミラー回路に接続され、前記電圧生成
回路の内部参照電圧と前記基準電圧との差電圧に応じた
電圧を出力する差動増幅器と、前記第1および第2のト
ランジスタのゲート容量を設定するゲート容量設定回路
と、を有し、前記ゲート容量設定回路はそれぞれ、対応
する前記カレントミラー回路内の前記第1および第2の
トランジスタのゲート容量が他の前記カレントミラー回
路内の前記第1および第2のトランジスタのゲート容量
と異なるようにゲート容量を設定する。
Further, a first voltage step-down circuit which operates in the first operation mode and the second operation mode to generate a step-down voltage having a lower potential than the power supply voltage, and an operation in the second operation mode. A plurality of second voltage step-down circuits that individually generate the step-down voltage, and each of the plurality of second voltage step-down circuits generates a step-down voltage from the power supply voltage. Circuit, so that the internal reference voltage of the voltage generation circuit matches a predetermined reference voltage,
A comparison circuit for controlling the operation of the voltage generation circuit, wherein the comparison circuit has a first gate terminal connected in common.
A current mirror circuit including a second transistor, a differential amplifier connected to the current mirror circuit, and outputting a voltage according to a difference voltage between an internal reference voltage of the voltage generation circuit and the reference voltage, And a gate capacitance setting circuit for setting the gate capacitances of the first and second transistors, wherein the gate capacitance setting circuit has gate capacitances of the first and second transistors in the corresponding current mirror circuit, respectively. The gate capacitance is set to be different from the gate capacitance of the first and second transistors in the other current mirror circuit.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体集積回
路について、図面を参照しながら具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A semiconductor integrated circuit according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明に係る半導体集積回路の一実
施形態の概略構成を示すブロック図である。図1の半導
体集積回路は、例えばSRAMに内蔵されるものであり、SR
AMがスタンドバイ状態、およびオペレーション状態のと
きに動作して電源電圧Vccよりも電位の低い内部電圧V
int1を生成する内部電源降圧回路10と、SRAMがオペレ
ーション状態のときのみ動作して内部電圧Vint1(従来
例のVINT)を生成する複数の内部電源降圧回路11a,
11b,11c,11dと、これら内部電源降圧回路1
1a〜11dを動作させるか否かを切り替える降圧回路
制御回路12と、内部電源降圧回路11a〜11dに基
準電圧を供給する基準電位発生回路13と、を備えてい
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. The semiconductor integrated circuit of FIG. 1 is built in, for example, an SRAM.
Internal voltage V lower than the power supply voltage Vcc by operating when AM is in the standby state and the operation state
an internal power supply voltage down circuit 10 that generates int1 and a plurality of internal power supply voltage down circuits 11a that operate only when the SRAM is in an operating state to generate an internal voltage Vint1 (VINT in the conventional example).
11b, 11c, 11d and the internal power supply voltage down circuit 1
A step-down circuit control circuit 12 that switches whether or not to operate 1a to 11d and a reference potential generation circuit 13 that supplies a reference voltage to the internal power supply step-down circuits 11a to 11d are provided.

【0018】内部電源降圧回路11a〜11dは、例え
ば図2に示すように、メモリセルブロック14の周囲に
設けられ、それぞれ異なるメモリセルブロック14に内
部電圧Vint1を供給する。内部電源降圧回路10は、主
にスタンドバイ状態で動作する(オペレーション状態で
も動作する)ため、内部電源降圧回路11a〜11dよ
りも小サイズで形成される。
The internal power supply voltage down circuits 11a to 11d are provided around the memory cell block 14, for example, as shown in FIG. 2, and supply the internal voltage Vint1 to the different memory cell blocks 14, respectively. Since the internal power supply voltage down circuit 10 mainly operates in the standby state (also operates in the operation state), it is formed in a smaller size than the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d.

【0019】図3は内部電源降圧回路11a〜11dの
詳細構成を示す回路図である。図示のように、内部電源
降圧回路11a〜11dは、外部から供給された電源電
圧Vccから内部電圧Vint1を生成する内部電圧生成回路
1と、内部電圧生成回路1の内部参照電圧Vmon1が所定
の基準電圧に一致するように内部電圧生成回路1の動作
を制御する比較回路2とを備えている。図3の内部電源
降圧回路11a〜11dは、比較回路2の内部構成が異
なる他は図9と共通する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the detailed structure of the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d. As shown in the figure, the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d have an internal voltage generation circuit 1 that generates an internal voltage Vint1 from a power supply voltage Vcc supplied from the outside, and an internal reference voltage Vmon1 of the internal voltage generation circuit 1 that is a predetermined reference. The comparison circuit 2 controls the operation of the internal voltage generation circuit 1 so as to match the voltage. Internal power supply voltage down circuits 11a to 11d in FIG. 3 are common to FIG. 9 except that the internal configuration of comparison circuit 2 is different.

【0020】図4は比較回路2の一実施形態の回路図で
ある。図4の比較回路2は、図11の比較回路2と同様
に構成されたカレントミラー回路3および差動増幅器4
と、カレントミラー回路3内の各トランジスタQ2,Q
3のゲート端子にそれぞれ接続されるトランジスタQ
7,Q8とを有する。
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of the comparison circuit 2. The comparison circuit 2 of FIG. 4 has a current mirror circuit 3 and a differential amplifier 4 which are configured in the same manner as the comparison circuit 2 of FIG.
And the transistors Q2 and Q in the current mirror circuit 3.
Transistor Q connected to the gate terminals of 3 respectively
7 and Q8.

【0021】これらの新しく追加されたトランジスタQ
7,Q8は、カレントミラー回路3内のトランジスタQ
2,Q3のゲート容量を設定するためのものである。図
1に示した4つの内部電源降圧回路11a〜11dがそ
れぞれ有する各比較回路2内のトランジスタQ2,Q3
のゲート容量は比例的(例えば、内部電源降圧回路11
a〜11dに対応するトランジスタQ2,Q3のゲート
容量を「1」とすると、内容電源降圧回路に対応するト
ランジスタQ2,Q3のゲート容量は、それぞれ
「2」、「3」、「4」)に設定されている。
These newly added transistors Q
7 and Q8 are transistors Q in the current mirror circuit 3.
This is for setting the gate capacitances of 2 and Q3. Transistors Q2 and Q3 in each comparison circuit 2 included in each of the four internal power supply voltage down circuits 11a to 11d shown in FIG.
Has a proportional gate capacitance (for example, the internal power supply step-down circuit 11
When the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3 corresponding to a to 11d are set to "1", the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3 corresponding to the content power supply step-down circuit become "2", "3", and "4" respectively. It is set.

【0022】トランジスタQ2,Q3のゲート容量を比
例的に設定する一手法として、例えば、各比較回路2内
のトランジスタのゲート幅を調整すればよい。
As a method of proportionally setting the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3, for example, the gate width of the transistors in each comparison circuit 2 may be adjusted.

【0023】比較回路2内のトランジスタQ2,Q3の
ゲート容量が大きいほど、ゲート電圧が変化するタイミ
ングが遅れる。このため、スタンドバイ状態からオペレ
ーション状態に切り替わるときに、トランジスタQ2,
Q3のゲート電圧が緩やかに変化し、比較回路2の出力
電圧Vout1が低下するタイミングも遅れる。
The larger the gate capacitance of the transistors Q2 and Q3 in the comparison circuit 2, the later the timing at which the gate voltage changes. Therefore, when switching from the standby state to the operation state, the transistor Q2
The gate voltage of Q3 changes gently, and the timing at which the output voltage Vout1 of the comparison circuit 2 decreases is also delayed.

【0024】図5は図1の内部電源降圧回路11a〜1
1dの電圧波形図である。定常状態では、内部電圧Vin
t1と比較回路2の出力Vout1は徐々に低下し(時刻t20
〜t22)、時刻t22になると、内部電圧Vint1と内部参
照電圧Vmon1は上昇し始める。ところが、比較回路2内
のカレントミラー回路3を構成するトランジスタQ2,
Q3のゲート容量が大きい場合、比較回路2の出力Vou
t1はすぐには電位降下せず、時刻t22以降も下がり続け
て内部電源Vint1の充電には寄与し難くなる。その後時
刻t24で上昇し、時刻t25以降はまた、メモリー本体
の消費電流の充放電によってVint1は安定化容量素子Ci
ntによる安定状態から少しづつ低下していく。
FIG. 5 shows internal power supply voltage down circuits 11a to 1 of FIG.
It is a voltage waveform diagram of 1d. In the steady state, the internal voltage Vin
t1 and the output Vout1 of the comparison circuit 2 gradually decrease (time t20
~ T22), at time t22, the internal voltage Vint1 and the internal reference voltage Vmon1 start to rise. However, the transistor Q2 that constitutes the current mirror circuit 3 in the comparison circuit 2
When the gate capacitance of Q3 is large, the output Vou of the comparison circuit 2
The potential of t1 does not drop immediately and continues to drop even after time t22, which makes it difficult to contribute to the charging of the internal power supply Vint1. After that, it rises at time t24, and after time t25, Vint1 is also stabilized by the charging and discharging of the consumption current of the memory body.
It gradually decreases from the stable state due to nt.

【0025】このように、カレントミラー回路3内のト
ランジスタQ2,Q3のゲート容量を調整することによ
り、スタンドバイ状態からオペレーション状態に切り替
わる際の内部電圧Vint1の出力変化タイミングを可変調
整できる。
As described above, by adjusting the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3 in the current mirror circuit 3, the output change timing of the internal voltage Vint1 at the time of switching from the standby state to the operation state can be variably adjusted.

【0026】本実施形態では、図1の内部電源降圧回路
11a〜11d内のカレントミラー回路3を構成するト
ランジスタのゲート容量を比例的に変えることにより、
各比較回路2の出力Vout1が変化するタイミングをずら
している。これにより、SRAMがスタンドバイ状態からオ
ペレーション状態に変化したときの最大の電流変化に対
して、内部電源降圧回路11a〜11dが一つずつ順に
安定化容量素子Cintの充電動作を開始していく。この
ため、従来のように複数の内部電源降圧回路11a〜1
1dが同時に安定化容量素子Cintの充電動作を、しか
もほぼ同じ動作で行い、その結果、内部電圧Vintが急
激に低下する、という問題が起きなくなる。
In this embodiment, by proportionally changing the gate capacitances of the transistors forming the current mirror circuit 3 in the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d of FIG.
The timing at which the output Vout1 of each comparison circuit 2 changes is shifted. As a result, the internal power supply voltage step-down circuits 11a to 11d start charging the stabilizing capacitance element Cint one by one in response to the maximum current change when the SRAM changes from the standby state to the operation state. Therefore, a plurality of internal power supply voltage step-down circuits 11a to 1 as in the prior art.
1d simultaneously charges the stabilizing capacitance element Cint with almost the same operation, and as a result, the problem that the internal voltage Vint drops sharply does not occur.

【0027】図6はスタンドバイ状態からオペレーショ
ン状態に切り替わる前後での本実施形態の内部電圧Vin
t1と従来の内部電圧Vintとの電圧変化を示す図であ
る。図示のように、従来に比べて、内部電圧Vint1の電
圧低下が小さいことがわかる。
FIG. 6 shows the internal voltage Vin of this embodiment before and after switching from the standby state to the operation state.
It is a figure which shows the voltage change of t1 and the conventional internal voltage Vint. As shown in the figure, it can be seen that the voltage drop of the internal voltage Vint1 is smaller than that in the conventional case.

【0028】図7はゲート容量が最も小さいトランジス
タをもつ内部電源降圧回路11a〜11dの内部電圧V
int1とゲート容量が最も大きいトランジスタをもつ内部
電源降圧回路11a〜11dの内部電圧Vint1の電圧変
化を示す図である。図示のように、ゲート容量が大きい
ほど、スタンドバイ状態からオペレーション状態に切り
替わった直後のVout1の電圧低下が小さく、従ってVin
t1の電圧低下も小さいことがわかる。
FIG. 7 shows the internal voltage V of the internal power supply voltage step-down circuits 11a to 11d having transistors having the smallest gate capacitance.
It is a figure which shows the voltage change of the internal voltage Vint1 of the internal power supply voltage | voltage fall circuits 11a-11d which have a transistor with the largest int1 and gate capacity. As shown in the figure, the larger the gate capacitance, the smaller the voltage drop of Vout1 immediately after switching from the standby state to the operation state, and thus Vin
It can be seen that the voltage drop at t1 is also small.

【0029】このように、本実施形態では、内部電源降
圧回路11a〜11d内のカレントミラー回路3を構成
するトランジスタQ2,Q3のゲート容量を、内部電源
降圧回路11a〜11dのそれぞれごとに相違させるた
め、スタンドバイ状態からオペレーション状態に切り替
わるときに、内部電源降圧回路11a〜11dが一つず
つ順に安定化容量素子Cintへの充電動作を開始する。
したがって、複数の内部電源降圧回路11a〜11dが
同時に充電動作を行わなくなり、内部電圧Vint1の電圧
低下量を小さくできるとともに、電圧振動量も少なくな
り、内部電圧Vint1が安定するまでの時間を短縮でき
る。このため、内部電圧Vint1を使用するチップ内部の
回路の動作を安定化させることができる。
As described above, in this embodiment, the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3 forming the current mirror circuit 3 in the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d are made different for each of the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d. Therefore, when switching from the standby state to the operation state, the internal power supply voltage step-down circuits 11a to 11d sequentially start the operation of charging the stabilizing capacitive element Cint.
Therefore, the plurality of internal power supply voltage down circuits 11a to 11d do not perform the charging operation at the same time, the voltage drop amount of the internal voltage Vint1 can be reduced, and the voltage oscillation amount can be reduced to shorten the time until the internal voltage Vint1 stabilizes. . Therefore, the operation of the circuit inside the chip using the internal voltage Vint1 can be stabilized.

【0030】上述した実施形態では、トランジスタQ
7,Q8を追加してカレントミラー回路3内のトランジ
スタQ2,Q3のゲート容量を増やす例を説明したが、
図8に示すように、トランジスタQ2,Q3のゲート端
子と接地端子との間にキャパシタ素子C1を追加してゲ
ート容量を増やしてもよい。この場合、内部電源降圧回
路11a〜11dのそれぞれごとに、キャパシタ素子の
容量値を変えればよい。
In the embodiment described above, the transistor Q
An example in which the gate capacitances of the transistors Q2 and Q3 in the current mirror circuit 3 are increased by adding 7 and Q8 has been described.
As shown in FIG. 8, the gate capacitance may be increased by adding a capacitor element C1 between the gate terminals of the transistors Q2 and Q3 and the ground terminal. In this case, the capacitance value of the capacitor element may be changed for each of the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d.

【0031】上述した実施形態では、本発明をSRAMに適
用した場合の例を説明したが、本発明は、SRAM以外の半
導体メモリの他、電源電圧Vccを降圧する回路を備えた
各種の半導体集積回路に適用可能である。
In the above-described embodiments, an example in which the present invention is applied to SRAM has been described. However, the present invention is applicable to various semiconductor integrated circuits including a semiconductor memory other than SRAM and a circuit for stepping down power supply voltage Vcc. It can be applied to circuits.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、比較回路内のカレントミラー回路を構成する第1
および第2のトランジスタのゲート容量を設定する回路
を設けたため、比較回路の出力が変化するタイミングを
ずらすことができ、モード切り替わり時の降圧電圧の低
下量を抑制できる。
As described in detail above, according to the present invention, the first current mirror circuit in the comparison circuit is constructed.
Since the circuit for setting the gate capacitance of the second transistor is provided, the timing at which the output of the comparison circuit changes can be shifted, and the reduction amount of the step-down voltage at the time of mode switching can be suppressed.

【0033】また複数の第2の電圧降圧回路それぞれに
ついて、各電圧降圧回路にある比較回路内のカレントミ
ラー回路を構成する第1および第2のトランジスタのゲ
ート容量を互いに相違させるため、複数の第2の電圧降
圧回路が同時にモードが切り替わるおそれがなくなり、
モード切り替わり時の降圧電圧の低下量を抑制できる。
Further, for each of the plurality of second voltage step-down circuits, the gate capacitances of the first and second transistors forming the current mirror circuit in the comparison circuit in each voltage step-down circuit are made different from each other. There is no possibility that the voltage step-down circuit of 2 will switch modes at the same time.
It is possible to suppress the reduction amount of the step-down voltage when the mode is switched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体集積回路の一実施形態の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【図2】半導体チップの概略的なレイアウト図。FIG. 2 is a schematic layout diagram of a semiconductor chip.

【図3】内部電源降圧回路11a〜11dの詳細構成を
示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of internal power supply voltage down circuits 11a to 11d.

【図4】比較回路2の一実施形態の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of a comparison circuit 2.

【図5】図1の内部電源降圧回路11a〜11dの電圧
波形図。
5 is a voltage waveform diagram of internal power supply voltage down circuits 11a to 11d in FIG.

【図6】スタンドバイ状態からオペレーション状態に切
り替わる前後での本実施形態の内部電圧Vint1と従来の
内部電圧Vintとの電圧変化を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a voltage change between an internal voltage Vint1 of the present embodiment and a conventional internal voltage Vint before and after switching from a standby state to an operation state.

【図7】余分なゲート容量を持たない従来例の内部電源
降圧回路11a〜11dの内部電圧Vintとゲート容量
が最小のものから最大のものまでのトランジスタをもつ
内部電源降圧回路11a〜11dの内部電圧Vint1の電
圧変化を示す図。
FIG. 7 shows the internal voltage Vint of the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d of the conventional example having no extra gate capacitance and the internal power supply voltage down circuits 11a to 11d having transistors having minimum and maximum gate capacitances. The figure which shows the voltage change of voltage Vint1.

【図8】キャパシタ素子を追加してトランジスタQ2,
Q3のゲート容量を設定する例を示す図。
FIG. 8 shows a transistor Q2 with the addition of a capacitor element.
The figure which shows the example which sets the gate capacity of Q3.

【図9】従来の内部電源降圧回路の概略構成を示す回路
図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a conventional internal power supply voltage down circuit.

【図10】図9の内部電源降圧回路の動作タイミング
図。
10 is an operation timing chart of the internal power supply voltage down circuit of FIG.

【図11】複数の内部電源降圧回路それぞれの内部に設
けられる比較回路2の従来例を示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional example of a comparison circuit 2 provided inside each of a plurality of internal power supply voltage down circuits.

【図12】内部電圧Vintの電圧変動を表す電圧波形
図。
FIG. 12 is a voltage waveform diagram showing a voltage fluctuation of an internal voltage Vint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内部電圧生成回路 2 比較回路 3 カレントミラー回路 4 差動増幅器 10,11a〜11d 内部電源降圧回路 12 降圧回路制御回路 13 基準電位発生回路 14 メモリセルブロック 1 Internal voltage generation circuit 2 Comparison circuit 3 Current mirror circuit 4 differential amplifier 10, 11a to 11d Internal power supply voltage down circuit 12 Step-down circuit control circuit 13 Reference potential generation circuit 14 memory cell blocks

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増 田 正 美 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Fターム(参考) 5B015 JJ15 KB64 KB65 KB73 QQ03 QQ11 5H430 BB01 BB05 BB09 BB11 EE04 FF02 FF13 GG08 HH03 KK04 5J066 AA01 AA12 AA58 CA11 FA19 HA09 HA17 HA25 HA29 KA00 KA06 KA09 KA11 KA17 MA22 ND01 ND14 ND22 ND23 PD01 TA01 TA06 5J500 AA01 AA12 AA58 AC11 AF19 AH09 AH17 AH25 AH29 AK00 AK06 AK09 AK11 AK17 AM22 AT01 AT06 DN01 DN14 DN22 DN23 DP01 5M024 AA91 BB29 BB40 FF03 HH09 HH11 PP01 PP02 PP03 PP07   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masami Masuda             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Ceremony Company Toshiba Microelectronics Sen             Inside F-term (reference) 5B015 JJ15 KB64 KB65 KB73 QQ03                       QQ11                 5H430 BB01 BB05 BB09 BB11 EE04                       FF02 FF13 GG08 HH03 KK04                 5J066 AA01 AA12 AA58 CA11 FA19                       HA09 HA17 HA25 HA29 KA00                       KA06 KA09 KA11 KA17 MA22                       ND01 ND14 ND22 ND23 PD01                       TA01 TA06                 5J500 AA01 AA12 AA58 AC11 AF19                       AH09 AH17 AH25 AH29 AK00                       AK06 AK09 AK11 AK17 AM22                       AT01 AT06 DN01 DN14 DN22                       DN23 DP01                 5M024 AA91 BB29 BB40 FF03 HH09                       HH11 PP01 PP02 PP03 PP07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源電圧よりも電位の低い降圧電圧で動作
する回路を備えた半導体集積回路において、 前記電源電圧から前記降圧電圧を生成する電圧生成回路
と、 前記電圧生成回路の内部参照電圧が所定の基準電圧に一
致するように、前記電圧生成回路の動作を制御する比較
回路と、を備え、 前記比較回路は、 ゲート端子が共通接続される第1および第2のトランジ
スタを有するカレントミラー回路と、 前記カレントミラー回路に接続され、前記電圧生成回路
の内部参照電圧と前記基準電圧との電位差に応じた電圧
を出力する差動増幅器と、 前記第1および第2のトランジスタのゲート容量を設定
するゲート容量設定回路と、を有することを特徴とする
半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit including a circuit that operates at a step-down voltage having a potential lower than a power supply voltage, wherein a voltage generation circuit that generates the step-down voltage from the power supply voltage and an internal reference voltage of the voltage generation circuit A comparison circuit for controlling the operation of the voltage generation circuit so as to match a predetermined reference voltage, wherein the comparison circuit has a first and a second transistor whose gate terminals are commonly connected. A differential amplifier that is connected to the current mirror circuit and outputs a voltage according to the potential difference between the internal reference voltage of the voltage generation circuit and the reference voltage; and sets the gate capacitance of the first and second transistors. And a gate capacitance setting circuit for performing the same.
【請求項2】第1の動作モード時、および第2の動作モ
ード時に動作して、電源電圧よりも電位の低い降圧電圧
を生成する第1の電圧降圧回路と、 第2の動作モード時に動作して、それぞれ別個に前記降
圧電圧を生成する複数の第2の電圧降圧回路と、を備
え、 前記複数の第2の電圧降圧回路のそれぞれは、 前記電源電圧から前記降圧電圧を生成する電圧生成回路
と、 前記電圧生成回路の内部参照電圧が所定の基準電圧に一
致するように、前記電圧生成回路の動作を制御する比較
回路と、を有し、 前記比較回路は、 ゲート端子が共通接続される第1および第2のトランジ
スタからなるカレントミラー回路と、 前記カレントミラー回路に接続され、前記電圧生成回路
の内部参照電圧と前記基準電圧との電位差に応じた電圧
を出力する差動増幅器と、 前記第1および第2のトランジスタのゲート容量を設定
するゲート容量設定回路と、を有し、 前記ゲート容量設定回路はそれぞれ、対応する前記カレ
ントミラー回路内の前記第1および第2のトランジスタ
のゲート容量が他の前記カレントミラー回路内の前記第
1および第2のトランジスタのゲート容量と異なるよう
にゲート容量を設定することを特徴とする半導体集積回
路。
2. A first voltage step-down circuit which operates in a first operation mode and a second operation mode to generate a step-down voltage having a lower potential than a power supply voltage, and an operation in a second operation mode. And a plurality of second voltage step-down circuits that individually generate the step-down voltage, wherein each of the plurality of second voltage step-down circuits generates a step-down voltage from the power supply voltage. A comparison circuit that controls the operation of the voltage generation circuit so that the internal reference voltage of the voltage generation circuit matches a predetermined reference voltage, and the comparison circuit has a gate terminal commonly connected. A current mirror circuit including first and second transistors, and a differential amplifier that is connected to the current mirror circuit and outputs a voltage according to a potential difference between the internal reference voltage of the voltage generation circuit and the reference voltage. And a gate capacitance setting circuit that sets the gate capacitances of the first and second transistors, wherein the gate capacitance setting circuit respectively includes the first and second gate capacitance setting circuits in the corresponding current mirror circuit. A semiconductor integrated circuit, wherein a gate capacitance of a transistor is set so that the gate capacitance of the transistor is different from that of the first and second transistors in the other current mirror circuit.
【請求項3】前記ゲート容量設定回路は、前記カレント
ミラー回路内の前記第1および第2のトランジスタのそ
れぞれに対応して設けられ各ゲート端子が前記第1およ
び第2のトランジスタのゲート端子に共通接続される第
3および第4のトランジスタを有することを特徴とする
請求項1に記載の半導体集積回路。
3. The gate capacitance setting circuit is provided corresponding to each of the first and second transistors in the current mirror circuit, and each gate terminal is a gate terminal of each of the first and second transistors. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a third transistor and a fourth transistor which are commonly connected.
【請求項4】前記ゲート容量設定回路はそれぞれ、前記
カレントミラー回路内の前記第1および第2のトランジ
スタのそれぞれに対応して設けられ各ゲート端子が前記
第1および第2のトランジスタのゲート端子に共通接続
される第3および第4のトランジスタを有し、 一つの前記カレントミラー回路内の前記第3および第4
のトランジスタのゲート長に対するゲート幅の比を、他
の前記カレントミラー回路内の前記第3および第4のト
ランジスタのゲート長に対するゲート幅の比と相違させ
ることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
4. The gate capacitance setting circuit is provided corresponding to each of the first and second transistors in the current mirror circuit, and each gate terminal is a gate terminal of each of the first and second transistors. And third and fourth transistors commonly connected to the one of the third and fourth transistors in the one current mirror circuit.
The ratio of the gate width to the gate length of the other transistor is different from the ratio of the gate width to the gate length of the third and fourth transistors in the other current mirror circuit. Semiconductor integrated circuit.
【請求項5】前記ゲート容量設定回路はそれぞれ、前記
カレントミラー回路内の前記第1および第2のトランジ
スタの両ゲート端子に一端が接続され他端が接地される
キャパシタ素子を有し、 一つの前記カレントミラー回路内の前記キャパシタ素子
の容量値を、他の前記カレントミラー回路内の前記キャ
パシタ素子の容量値と相違させることを特徴とする請求
項2に記載の半導体集積回路。
5. Each of the gate capacitance setting circuits has a capacitor element having one end connected to both gate terminals of the first and second transistors in the current mirror circuit and the other end grounded. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the capacitance value of the capacitor element in the current mirror circuit is different from the capacitance value of the capacitor element in the other current mirror circuit.
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US7548482B2 (en) 2006-01-17 2009-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory device for early stabilizing power level after deep power down mode exit
JP2012009593A (en) * 2010-06-24 2012-01-12 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and control method of internal circuit thereof

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