JP2003204258A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003204258A
JP2003204258A JP2002002687A JP2002002687A JP2003204258A JP 2003204258 A JP2003204258 A JP 2003204258A JP 2002002687 A JP2002002687 A JP 2002002687A JP 2002002687 A JP2002002687 A JP 2002002687A JP 2003204258 A JP2003204258 A JP 2003204258A
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impedance
output
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which impedance matching in an output buffer circuit is rightly performed within the dummy cycles of a prescribed number regardless of the ON sequence of a power source. <P>SOLUTION: The semiconductor device has a clock input circuit for outputting a first internal clock signal by amplifying differentially inputted external clock signals, a clock control circuit for outputting a second internal clock signal having substantially the same cycle as the first internal clock signal only while the voltage of a power source for output buffer is applied, an output buffer circuit having a plurality of transistors connected in parallel, and a programmable impedance circuit to be operated according to the second internal clock signal for matching the impedance of the output buffer circuit by design of a circuit with the voltage of the power source for output buffer as a reference. <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、入出力端子へデー
タを出力する出力バッファ回路を有する半導体装置に関
わり、特に、出力バッファ回路のインピーダンスを外部
インピーダンスに合わせる為の調節機能を備えたメモリ
などの半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an output buffer circuit for outputting data to an input / output terminal, and more particularly to a memory having an adjusting function for adjusting the impedance of the output buffer circuit to an external impedance. Semiconductor device of.

【0002】[0002]

【従来の技術】MPU(マイクロプロセッサ)の性能向
上に伴い、記憶装置(メモリ)に要求されるデータ転送
速度も高速化の一途を辿り、外部キャッシュメモリなど
の動作周波数は数百MHzレベルになっている。このよ
うな高い周波数で行われるデータ転送において、MPU
及びメモリが実装されるボード上のデータバスにおける
信号反射などの影響を無視することはできず、メモリ側
の出力バッファ回路とデータバスとのインピーダンス整
合が必要となる。動作周波数の増加に伴い、インピーダ
ンス整合の精度も厳しくなっている。そのため、出力バ
ッファ回路を構成するトランジスタのサイズ(駆動力)
を回路的に変化させて、出力バッファ回路のインピーダ
ンスを所望の値に合わせ込む機能(プログラマブルイン
ピーダンス制御機能)が用いられるようになっている。
2. Description of the Related Art As the performance of MPUs (microprocessors) has improved, the data transfer rate required for storage devices (memory) has also been increasing, and the operating frequency of external cache memories and the like has reached the level of several hundred MHz. ing. In data transfer performed at such high frequency, MPU
Also, the influence of signal reflection on the data bus on the board on which the memory is mounted cannot be ignored, and impedance matching between the output buffer circuit on the memory side and the data bus is required. As the operating frequency increases, the impedance matching accuracy becomes severe. Therefore, the size (driving force) of the transistors that make up the output buffer circuit
Is used as a circuit to adjust the impedance of the output buffer circuit to a desired value (programmable impedance control function).

【0003】プログラマブルインピーダンス制御機能
は、ISSCC 96 FA 9.3 :A 300MHz, 3.3V 1Mb SRAM Fabri
cated in a 0.5um CMOS Process において開示されたプ
ログラマブルインピーダンス回路によって具現化されて
いる。この回路では、合わせ込み対象のデータバスのイ
ンピーダンスを特定する為の外部抵抗RQをVZQ端子
に外付けする。そして、出力バッファ回路と同様の回路
形式を持つ(あるいはサイズが定数倍の)レプリカバッ
ファ回路のトランジスタサイズを変化させて、レプリカ
バッファ回路のインピーダンスを外部抵抗RQに合わせ
込む。そして、レプリカバッファ回路のトランジスタサ
イズを決定するカウンターの値を出力バッファ回路に反
映させることで、抵抗RQに対して出力バッファ回路の
インピーダンスを合わせ込むことができる。
The programmable impedance control function is the ISSCC 96 FA 9.3: A 300MHz, 3.3V 1Mb SRAM Fabri.
It is embodied by the programmable impedance circuit disclosed in cated in a 0.5um CMOS Process. In this circuit, an external resistor RQ for specifying the impedance of the data bus to be fitted is externally attached to the VZQ terminal. Then, the transistor size of the replica buffer circuit having the same circuit form as the output buffer circuit (or the size of which is a constant multiple) is changed to match the impedance of the replica buffer circuit with the external resistance RQ. Then, by reflecting the value of the counter that determines the transistor size of the replica buffer circuit in the output buffer circuit, the impedance of the output buffer circuit can be matched with the resistance RQ.

【0004】例えば、同期型の高速SRAMなどの高速
メモリに、プログラマブルインピーダンス制御機能を持
たせた場合、出力バッファ回路のインピーダンス合わせ
込みのために、電源投入後に所定回数のダミーサイクル
を入れることが仕様において要求される。つまり、この
ダミーサイクルの期間を用いて、レプリカバッファ回路
のトランジスタサイズを変化させて抵抗RQへ合わせ込
み、合わせ込み結果を出力バッファ回路に反映させてい
る。
For example, when a high-speed memory such as a synchronous high-speed SRAM is provided with a programmable impedance control function, it is specified that a predetermined number of dummy cycles should be inserted after power-on to match the impedance of the output buffer circuit. Required in. That is, using the period of this dummy cycle, the transistor size of the replica buffer circuit is changed and adjusted to the resistor RQ, and the adjustment result is reflected in the output buffer circuit.

【0005】ここで、レプリカバッファ回路がNビッ
ト、つまりN個のトランジスタから構成されている場
合、レプリカバッファ回路のインピーダンスは2段階
の分解能を持つことになり、カウンターは2段階の値
をとることになる。また、1回のダミーサイクルによっ
て変化するカウンター値は、2段階の内の1段階であ
る。よって、パワーオン後のレプリカバッファ回路の初
期状態が不定であると、最悪 2サイクルのダミーサ
イクルが必要となる。つまり、実際はインピーダンスを
最大値に設定しなくてはならないのに、カウンターの初
期状態がたまたま最少値になっていると、カウンター値
を最小値から最大値まで2サイクル掛けて変化させな
ければならない。
When the replica buffer circuit is composed of N bits, that is, N transistors, the impedance of the replica buffer circuit has a resolution of 2 N steps, and the counter has a value of 2 N steps. Will be taken. Also, the counter value that changes in one dummy cycle is one of 2 N steps. Therefore, if the initial state of the replica buffer circuit after power-on is undefined, the worst 2N cycles of dummy cycles are required. In other words, the impedance must actually be set to the maximum value, but when the initial state of the counter happens to be the minimum value, the counter value must be changed by 2 N cycles from the minimum value to the maximum value. .

【0006】さらに、数百MHzレベルの外部クロック
信号が入力される高速メモリにおいては、プログラマブ
ルインピーダンス回路をそのような高速に動作させるこ
とはできない。なぜなら、1回のダミーサイクルにおい
て、トランジスタサイズを変更した後のアナログ回路の
安定を待って、外部抵抗RQとレプリカバッファ回路の
インピーダンスを比較し、比較結果に基づいてトランジ
スタサイズを変更するからである。よって、外部クロッ
ク信号を内部で分周させてプログラマブルインピーダン
ス回路の制御に用いなければならない。1回のダミーサ
イクルに含まれる外部クロック信号のサイクル数を32
サイクルとし、N=6とした場合、2サイクルのダミ
ーサイクルに含まれる外部クロック信号のサイクル数
は、32×2=2048サイクルとなる。
Further, in a high speed memory to which an external clock signal of several hundred MHz level is input, the programmable impedance circuit cannot operate at such a high speed. This is because, in one dummy cycle, after the transistor size is changed, the analog circuit stabilizes, the external resistance RQ and the replica buffer circuit impedance are compared, and the transistor size is changed based on the comparison result. . Therefore, the external clock signal must be internally divided and used for controlling the programmable impedance circuit. Set the number of cycles of the external clock signal included in one dummy cycle to 32
When the number of cycles is N = 6, the number of cycles of the external clock signal included in the dummy cycle of 2 6 cycles is 32 × 2 6 = 2048 cycles.

【0007】このダミーサイクル期間を減らすために、
レプリカバッファ回路のトランジスタサイズの初期値は
ちょうど中間値に設定されている。なぜなら、初期値が
中間にあれば、最大値への移行、最小値への移行も、半
分のサイクルで済むからである。
In order to reduce the dummy cycle period,
The initial value of the transistor size of the replica buffer circuit is set exactly at the intermediate value. This is because if the initial value is in the middle, the transition to the maximum value and the transition to the minimum value can be completed in half the cycle.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ここで、電源投入につ
いて考える。プログラマブルインピーダンス回路には、
通常電源(VDD)で駆動される部分と出力バッファ用
電源(VDDQ)で駆動される部分とがある。通常の電
源が先に投入され、出力バッファ用電源が投入されてい
ない状態では、インピーダンス比較を正常に行うことが
できず、インピーダンスの合わせ込みは不可能である。
Now, consider turning on the power. The programmable impedance circuit has
There are a part driven by a normal power supply (VDD) and a part driven by an output buffer power supply (VDDQ). In a state where the normal power supply is turned on first and the output buffer power supply is not turned on, impedance comparison cannot be normally performed, and impedance matching is impossible.

【0009】ところが、通常電源のみ投入された状態
で、外部クロック信号がまだ投入されずにオープンの状
態を考える。例えば、High Speed Transistor Logic
(HSTL)入力で、外部クロック信号が差動入力(C
K、/CK)である場合、CK及び/CKがほぼ同様の
レベルにありながらオープン状態ゆえにふらついてしま
うと、ノイズなどによる微妙な電位差をセンスアンプが
拾って内部クロック信号を発振してしまう可能性があ
る。
However, let us consider a state in which only the normal power supply is turned on and the external clock signal is not turned on yet. For example, High Speed Transistor Logic
(HSTL) input, the external clock signal is differential input (C
K, / CK), if CK and / CK are at almost the same level but fluctuates due to the open state, the sense amplifier may pick up a subtle potential difference due to noise and oscillate the internal clock signal. There is a nature.

【0010】すると、プログラマブルインピーダンス回
路は、内部クロック信号に従ってインピーダンス合わせ
込み動作を開始してしまう。先に述べたように、出力バ
ッファ用電源の投入前はインピーダンス比較が正常に行
われず、カウンター値は最少値あるいは最大値へ向けて
合わせ込まれてしまう。つまり、パワーオン後に中間値
に初期設定されていたカウンター値が、最少あるいは最
大値に向かって変動してしまう。従って、出力バッファ
用電源が投入され、ユーザがクロック動作を始めたとき
にはカウンター値が中間値に設定されていない為、必要
なダミーサイクルを行っても所望のインピーダンスの合
わせ込みが終了していない可能性があり、動作不良とな
ってしまう。
Then, the programmable impedance circuit starts the impedance matching operation according to the internal clock signal. As described above, the impedance comparison is not normally performed before the power supply for the output buffer is turned on, and the counter value is adjusted toward the minimum value or the maximum value. That is, the counter value initially set to the intermediate value after power-on fluctuates toward the minimum or maximum value. Therefore, when the power supply for the output buffer is turned on and the user starts the clock operation, the counter value is not set to the intermediate value, so it is possible that the desired impedance matching has not been completed even if the necessary dummy cycle is performed. There is a possibility that it will malfunction.

【0011】このように、通常の電源のほかに出力バッ
ファ用電源の投入タイミングによっては、出力バッファ
回路のインピーダンスが初期設定値からずれてしまうこ
とが生じてしまう。
As described above, the impedance of the output buffer circuit may deviate from the initial setting value depending on the timing of turning on the power supply for the output buffer in addition to the normal power supply.

【0012】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するために成されたものであり、その目的は、電源の
投入シーケンスに依らず、所定回数のダミーサイクルの
間に出力バッファ回路のインピーダンス合わせ込みが正
しく行われる半導体装置を提供することである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to prevent the output buffer circuit from being operated during a predetermined number of dummy cycles regardless of the power-on sequence. An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which impedance matching is performed correctly.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の特徴は、差動入力の外部クロック信号を増
幅して第1の内部クロック信号を出力するクロック入力
回路と、出力バッファ用電源の電圧が印加されている場
合に限り、第1の内部クロック信号と実質的に同じ信号
サイクルを有する第2の内部クロック信号を出力するク
ロック制御回路と、並列に接続された複数のトランジス
タを有する出力バッファ回路と、第2の内部クロック信
号に従って動作し、出力バッファ用電源の電圧を基準に
して、出力バッファ回路のインピーダンスを回路的に合
わせ込むプログラマブルインピーダンス回路とを有する
半導体装置であることである。
To achieve the above object, the present invention is characterized by a clock input circuit for amplifying a differential input external clock signal and outputting a first internal clock signal, and for an output buffer. A clock control circuit that outputs a second internal clock signal having a signal cycle substantially the same as the first internal clock signal only when the voltage of the power supply is applied, and a plurality of transistors connected in parallel are provided. And a programmable impedance circuit that operates according to the second internal clock signal and that matches the impedance of the output buffer circuit in circuit with reference to the voltage of the output buffer power supply. is there.

【0014】プログラマブルインピーダンス回路は、出
力バッファ用電源の電圧が印加されている場合に限り、
第2の内部クロック信号に従って動作する。従って、出
力バッファ用電源の電圧を基準としたインピーダンスの
合わせ込み動作を正常に行うことができる。換言すれ
ば、出力バッファ用電源が投入されていない状態におい
て、クロック入力回路が第1の内部クロック信号を出力
しても、プログラマブルインピーダンス回路はインピー
ダンスの合わせ込み動作を開始することが無い。
The programmable impedance circuit is provided only when the voltage of the output buffer power supply is applied.
It operates according to the second internal clock signal. Therefore, the impedance matching operation based on the voltage of the output buffer power supply can be normally performed. In other words, the programmable impedance circuit does not start the impedance matching operation even if the clock input circuit outputs the first internal clock signal when the power supply for the output buffer is not turned on.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

【0016】<メモリチップ全体の構成>図5に示すよ
うに、本発明の実施の形態に係る半導体装置は、ボード
(PCB)1と、ボード1の上に搭載されたメモリチッ
プ2及びMPU3と、メモリチップ2とMPU3とを接
続するデータバス4とを有する。データバス4は、メモ
リチップ2の入出力端子5と、MPU3の入出力端子と
の間を接続する。メモリチップ2は、所定の機能を実現
する内部回路と、内部回路からの出力データを入出力端
子5へ出力する出力バッファ回路とを備えている。内部
回路は、半導体装置の主要な機能であるメモリ機能を実
現するためのメモリ回路である。
<Overall Structure of Memory Chip> As shown in FIG. 5, the semiconductor device according to the embodiment of the present invention includes a board (PCB) 1, a memory chip 2 and an MPU 3 mounted on the board 1. , And a data bus 4 that connects the memory chip 2 and the MPU 3. The data bus 4 connects between the input / output terminal 5 of the memory chip 2 and the input / output terminal of the MPU 3. The memory chip 2 includes an internal circuit that realizes a predetermined function and an output buffer circuit that outputs the output data from the internal circuit to the input / output terminal 5. The internal circuit is a memory circuit for realizing a memory function which is a main function of the semiconductor device.

【0017】図6に示すように、メモリチップ2は、行
列状に配置された複数のメモリセルを有するメモリアレ
イ21と、所望のメモリセルを選択するロウデコーダ2
2及びカラムセレクタ23と、センスアンプ24と、ラ
イトバッファ25と、アドレスデータが入力されるアド
レス端子26と、アドレス端子26、ロウデコーダ2
2、およびカラムセレクタ23にそれぞれ接続されたア
ドレスバッファ回路27と、データバスに接続された入
出力端子5と、入出力端子5に接続された入力バッファ
回路28及び出力バッファ回路8と、出力バッファ回路
8のインピーダンスを自動調整するプログラマブルイン
ピーダンス回路9と、コントロール端子30と、書き込
み時または読み出し時における動作タイミングを制御す
るタイミングコントロール回路29と、外部クロック信
号が入力されるクロック端子31と、外部クロック信号
を内部クロック信号(CKin)へ変換するクロック入
力回路6とを有する。
As shown in FIG. 6, the memory chip 2 includes a memory array 21 having a plurality of memory cells arranged in rows and columns, and a row decoder 2 for selecting a desired memory cell.
2 and column selector 23, sense amplifier 24, write buffer 25, address terminal 26 to which address data is input, address terminal 26, row decoder 2
2, an address buffer circuit 27 connected to the column selector 23, an input / output terminal 5 connected to the data bus, an input buffer circuit 28 and an output buffer circuit 8 connected to the input / output terminal 5, and an output buffer. A programmable impedance circuit 9 that automatically adjusts the impedance of the circuit 8, a control terminal 30, a timing control circuit 29 that controls the operation timing during writing or reading, a clock terminal 31 to which an external clock signal is input, and an external clock. A clock input circuit 6 for converting the signal into an internal clock signal (CK in ).

【0018】アドレスデータは、アドレス端子26から
入力され、アドレスバッファ回路27を介して、ロウデ
コーダ22及びカラムセレクタ23へ供給される。アド
レスデータにより、メモリアレイ21中の所望の書き込
みメモリセルまたは読み出しメモリセルが選択される。
Address data is input from the address terminal 26 and supplied to the row decoder 22 and the column selector 23 via the address buffer circuit 27. A desired write memory cell or read memory cell in the memory array 21 is selected by the address data.

【0019】なお、図6では説明を簡単にするために、
アドレス端子26及びアドレスバッファ回路27を1つ
づつ示した。しかし実際のアドレスデータは、nビット
のロウアドレスデータとmビットのカラムアドレスデー
タとで構成されている。従って、アドレス端子26はn
+m個存在し、アドレスバッファ回路27はn個のロウ
アドレスバッファ回路とm個のカラムアドレスバッファ
回路とから構成される。そして、n個のロウアドレスバ
ッファ回路がロウデコーダ22に接続され、m個のカラ
ムアドレスバッファ回路がカラムセレクタ23に接続さ
れる。
In FIG. 6, in order to simplify the explanation,
The address terminal 26 and the address buffer circuit 27 are shown one by one. However, the actual address data is composed of n-bit row address data and m-bit column address data. Therefore, the address terminal 26 is n
There are + m address buffer circuits 27, and the address buffer circuit 27 is composed of n row address buffer circuits and m column address buffer circuits. Then, n row address buffer circuits are connected to the row decoder 22, and m column address buffer circuits are connected to the column selector 23.

【0020】同様に、図6においては、入出力端子5、
入力バッファ回路28、及び出力バッファ回路8を1つ
づつ示した。しかし実際には、データバスがkビットで
あるとすると、これに対応して、入出力端子5、入力バ
ッファ回路28、及び出力バッファ回路8はそれぞれk
個存在することになる。
Similarly, in FIG. 6, the input / output terminals 5,
The input buffer circuit 28 and the output buffer circuit 8 are shown one by one. However, in reality, assuming that the data bus has k bits, correspondingly, the input / output terminal 5, the input buffer circuit 28, and the output buffer circuit 8 respectively have k bits.
There will be an individual.

【0021】書き込み時には、入出力端子5から入力さ
れた書き込みデータが、入力バッファ回路28を介して
ライトバッファ25へ与えられ、メモリアレイ21中の
所望の書き込みセルに書き込まれる。一方、読み出し時
には、選択された読み出しセルから読み出された読み出
しデータが、センスアンプ24を介して出力バッファ回
路8へ与えられ、出力バッファ回路8から入出力端子5
を介してメモリチップ2の外部へ駆動される。
At the time of writing, the write data input from the input / output terminal 5 is given to the write buffer 25 via the input buffer circuit 28 and written in a desired write cell in the memory array 21. On the other hand, at the time of reading, read data read from the selected read cell is given to the output buffer circuit 8 through the sense amplifier 24, and the output buffer circuit 8 outputs the read data to the input / output terminal 5.
It is driven to the outside of the memory chip 2 via.

【0022】なお、コントロール端子30から入力され
たタイミング制御信号は、タイミングコントロール回路
29からロウデコーダ22、カラムセレクタ23、セン
スアンプ24、及びライトバッファ25にそれぞれ供給
されて、書き込み時または読み出し時における動作タイ
ミングの制御が行われる。
The timing control signal input from the control terminal 30 is supplied from the timing control circuit 29 to the row decoder 22, the column selector 23, the sense amplifier 24, and the write buffer 25 to write or read data. The operation timing is controlled.

【0023】プログラマブルインピーダンス回路9は、
レプリカバッファ回路と、ZQ端子32とを有する。Z
Q端子32には、合わせ込むインピーダンスを指定する
ための外部抵抗RQが接続されている。外部抵抗RQの
他端には接地電位が印加されている。プログラマブルイ
ンピーダンス回路9は、レプリカバッファ回路のインピ
ーダンスが外部抵抗RQと等しくなるようなトランジス
タサイズを自動的に探す。そして、その結果は出力バッ
ファ回路8に反映される。なお、外部抵抗RQは、ユー
ザが整合させたいデータバスのインピーダンスと同一或
いはその定数倍の抵抗値を有する。
The programmable impedance circuit 9 is
It has a replica buffer circuit and a ZQ terminal 32. Z
The Q terminal 32 is connected to an external resistor RQ for designating the impedance to be matched. The ground potential is applied to the other end of the external resistor RQ. The programmable impedance circuit 9 automatically searches for a transistor size such that the impedance of the replica buffer circuit becomes equal to the external resistance RQ. Then, the result is reflected in the output buffer circuit 8. The external resistance RQ has a resistance value equal to or a constant multiple of the impedance of the data bus that the user wants to match.

【0024】クロック端子31には、差動入力の外部ク
ロック信号が入力される。ここで、外部クロック信号の
インターフェースはHSTL仕様である。HSTL仕様
とは、2つの信号(Vin及びVref)の高低によっ
てクロックレベルを決定する仕様である。クロック入力
回路6は、差動入力の外部クロック信号を増幅して第1
の内部クロック信号(CKin)を出力する。第1の内
部クロック信号(CK in)は、ロウデコーダ22、カ
ラムセレクタ23、センスアンプ24、ライトバッファ
25、アドレスバッファ回路27、入力バッファ回路2
8、出力バッファ回路8、コントロール回路29、及び
クロック制御回路10へそれぞれ供給される。これらの
回路は、第1の内部クロック信号(CKin)に従って
動作する。
The clock terminal 31 has a differential input external clock.
A lock signal is input. Where the external clock signal
The interface is HSTL specification. HSTL specifications
And two signals (VinAnd Vref)
Is a specification for determining the clock level. Clock input
The circuit 6 amplifies a differential input external clock signal and
Internal clock signal (CKin) Is output. The first
Part clock signal (CK in) Is the row decoder 22,
RAM selector 23, sense amplifier 24, write buffer
25, address buffer circuit 27, input buffer circuit 2
8, output buffer circuit 8, control circuit 29, and
It is supplied to the clock control circuit 10. these
The circuit includes a first internal clock signal (CKin) According to
Operate.

【0025】クロック制御回路10は、出力バッファ用
電源(VDDQ)が投入されている場合に限り、第1の
内部クロック信号(CKin)と実質的に同じ信号パタ
ーンを有する第2の内部クロック信号(/CKin)を
出力する。プログラマブルインピーダンス回路9は、ク
ロック制御回路10から出力された第2の内部クロック
信号(/CKin)に従って動作する。クロック制御回
路10については、図1乃至図4を参照して後述する。
The clock control circuit 10 has a second internal clock signal having a signal pattern substantially the same as that of the first internal clock signal (CK in ) only when the output buffer power supply (VDDQ) is turned on. (/ CK in ) is output. The programmable impedance circuit 9 operates according to the second internal clock signal (/ CK in ) output from the clock control circuit 10. The clock control circuit 10 will be described later with reference to FIGS. 1 to 4.

【0026】<出力バッファ回路の構成>次に、メモリ
チップ2内の出力バッファ回路8の詳細な構成について
図7を参照して説明する。出力バッファ回路8は、プル
アップ用トランジスタ群と、プルダウン用トランジスタ
群とを有する。プルアップ用トランジスタ群は、オフセ
ット用トランジスタP0と、所定の単位チャネル幅の2
倍から2倍までのチャネル幅をそれぞれ有する5個
のPMOSトランジスタ(P1〜P5)とを有する。各
PMOSトランジスタ(P0〜P5)は並列に接続さ
れ、電流経路の一端が入出力端子5に接続され、電流経
路の他端に高レベル出力バッファ用電源の電圧(VDD
Q)が印加されている。
<Structure of Output Buffer Circuit> Next, the detailed structure of the output buffer circuit 8 in the memory chip 2 will be described with reference to FIG. The output buffer circuit 8 has a pull-up transistor group and a pull-down transistor group. The pull-up transistor group includes an offset transistor P0 and a predetermined unit channel width of 2
0 times and a five PMOS transistors each having a channel width of up to 2 4 times (P1 to P5). The PMOS transistors (P0 to P5) are connected in parallel, one end of the current path is connected to the input / output terminal 5, and the other end of the current path is connected to the high-level output buffer power supply voltage (VDD
Q) is being applied.

【0027】プルダウン用トランジスタ群は、オフセッ
ト用トランジスタN0と、所定の単位チャネル幅の2
倍から2倍までのチャネル幅をそれぞれ有する5個の
NMOSトランジスタ(N1〜N5)とを有する。各N
MOSトランジスタ(N0〜N5)は並列に接続され、
電流経路の一端が入出力端子5に接続され、電流経路の
他端に低レベル出力バッファ用電源電圧(VSSQ)が
印加されている。なお以後、低レベル出力バッファ用電
源の電圧(VSSQ)を接地電位として、高レベル出力
バッファ用電源の電圧(VDDQ)を、単に「出力バッ
ファ用電源の電圧(VDDQ)」と呼ぶことにする。
The pull-down transistor group, the offset transistor N0, 2 0 of a predetermined unit channel width
Times from and a five NMOS transistors each having a channel width of up to 2 4 times (N1-N5). Each N
MOS transistors (N0 to N5) are connected in parallel,
One end of the current path is connected to the input / output terminal 5, and the low level output buffer power supply voltage (VSSQ) is applied to the other end of the current path. Hereinafter, the voltage (VDDQ) of the high-level output buffer power supply will be simply referred to as the "output buffer power-supply voltage (VDDQ)" with the low-level output buffer power supply voltage (VSSQ) as the ground potential.

【0028】各PMOSトランジスタ(P0〜P5)及
び各NMOSトランジスタ(N0〜N5)は、プログラ
マブルインピーダンス回路9内のカウンター(43、4
4)から出力されるインピーダンス信号によって導通/
非導通がそれぞれ制御される。各PMOSトランジスタ
(P0〜P5)及び各NMOSトランジスタ(N0〜N
5)の導通/非導通によって、出力バッファ回路8のイ
ンピーダンス(トランジスタサイズ)が決定される。プ
ログラマブルインピーダンス回路9内のカウンター(4
3、44)については、図8を参照して後述する。
The PMOS transistors (P0 to P5) and the NMOS transistors (N0 to N5) are counters (43, 4 and 4) in the programmable impedance circuit 9.
4) Conducted by the impedance signal output from /
Each non-conduction is controlled. Each PMOS transistor (P0 to P5) and each NMOS transistor (N0 to N)
The impedance (transistor size) of the output buffer circuit 8 is determined by the conduction / non-conduction of 5). Counter (4 in programmable impedance circuit 9
3, 44) will be described later with reference to FIG.

【0029】なお、プルアップ用トランジスタ群とプル
ダウン用トランジスタ群とは、異なるタイプのトランジ
スタで構成されている為、異なる2つの系統のインピー
ダンスマッチングを行う必要がある。即ち、1つの出力
バッファ回路8に対して、プルアップ制御系及びプルダ
ウン制御系からなる2系統のプログラマブルインピーダ
ンス回路9を用意する必要がある。
Since the pull-up transistor group and the pull-down transistor group are composed of different types of transistors, it is necessary to perform impedance matching of two different systems. That is, for one output buffer circuit 8, it is necessary to prepare two systems of programmable impedance circuits 9 including a pull-up control system and a pull-down control system.

【0030】<プログラマブルインピーダンス回路の構
成>次に、プログラマブルインピーダンス回路9につい
て、図8を参照して説明する。プログラマブルインピー
ダンス回路9は、並列に接続された複数のトランジスタ
を有するレプリカバッファ回路(40、41)と、出力
バッファ用電源の電圧(VDDQ)を基準にして、外部
抵抗RQとレプリカバッファ回路(40、41)のイン
ピーダンスを比較する比較回路42と、比較回路42の
比較結果を用いて、レプリカバッファ回路(40、4
1)のインピーダンスと外部抵抗RQが整合するように
レプリカバッファ回路(40、41)が有する複数のト
ランジスタを個別にオンオフ制御するカウンター(4
3、44)とを具備する。
<Configuration of Programmable Impedance Circuit> Next, the programmable impedance circuit 9 will be described with reference to FIG. The programmable impedance circuit 9 includes a replica buffer circuit (40, 41) having a plurality of transistors connected in parallel, and an external resistor RQ and a replica buffer circuit (40, 41) based on the voltage (VDDQ) of the output buffer power supply. 41) using the comparison result of the comparison circuit 42 for comparing the impedances of the replica buffer circuit (40, 4).
A counter (4) for individually controlling ON / OFF of a plurality of transistors included in the replica buffer circuit (40, 41) so that the impedance of 1) and the external resistance RQ are matched.
3, 44).

【0031】レプリカバッファ回路(40、41)は、
出力バッファ回路8と同様な回路構成を有するか、或い
は定数倍のトランジスタサイズを持つ回路構成を有す
る。即ち、並列に接続された複数のトランジスタ(N1
1〜N15、P11〜P15)は、所定の単位チャネル
幅の2倍から2倍までのチャネル幅をそれぞれ有す
る。また、カウンター(43、44)は、クロック制御
回路から出力される第2の内部クロック信号(/CK
in)に従って動作する。プログラマブルインピーダン
ス回路9は、カウンター(43、44)が有する複数の
トランジスタのオンオフ情報を用いて出力バッファ回路
8のインピーダンスを制御する。
The replica buffer circuit (40, 41) is
It has a circuit configuration similar to that of the output buffer circuit 8 or a circuit configuration having a transistor size that is a constant multiple. That is, a plurality of transistors (N1
1~N15, P11~P15) has respectively a channel width of up to 2 4 times 2 0 times the predetermined unit channel width. In addition, the counters (43, 44) are provided with a second internal clock signal (/ CK output from the clock control circuit.
in ). The programmable impedance circuit 9 controls the impedance of the output buffer circuit 8 using the on / off information of the plurality of transistors included in the counters (43, 44).

【0032】なお、プログラマブルインピーダンス回路
9は、出力バッファ回路8のプルアップ用トランジスタ
群(P0〜P5)のインピーダンスを整合するためのプ
ルアップ制御系と、プルダウン用トランジスタ群(N0
〜N5)のインピーダンスを整合するためのプルダウン
制御系とを有する。従って、レプリカバッファ回路(4
0、41)は、プルアップ用レプリカバッファ回路41
とプルダウン用レプリカバッファ回路40とを有する。
また、カウンター(43、44)は、プルアップ用カウ
ンター44とプルダウン用カウンター43とを有する。
The programmable impedance circuit 9 includes a pull-up control system for matching the impedance of the pull-up transistor group (P0 to P5) of the output buffer circuit 8 and a pull-down transistor group (N0).
˜N5) and a pull-down control system for matching impedance. Therefore, the replica buffer circuit (4
0, 41) is a pull-up replica buffer circuit 41
And a pull-down replica buffer circuit 40.
The counters (43, 44) have a pull-up counter 44 and a pull-down counter 43.

【0033】まず、プルダウン制御系について説明す
る。比較回路42は、ZQ端子32に電流経路の一端が
接続されたNMOSトランジスタN21と、NMOSト
ランジスタN21の電流経路の他端に接続されたPMO
SトランジスタP21と、PMOSトランジスタP21
とゲートを共通にするPMOSトランジスタP23とを
備える。PMOSトランジスタ(P21、P23)のド
レインには通常電源の電圧(VDD)が印加されてい
る。NMOSトランジスタN21のゲートはオペアンプ
OP1の出力端子に接続されている。オペアンプOP1
の反転入力端子はZQ端子32に接続され、非反転入力
端子にはVDDQ/2の電圧レベルが印加されている。
従って、NMOSトランジスタN21のゲートレベル
は、ZQ端子32の電圧VZQがVDDQ/2になるよ
うに、オペアンプOP1によってレベル制御される。
First, the pull-down control system will be described. The comparison circuit 42 includes an NMOS transistor N21 having one end of the current path connected to the ZQ terminal 32, and a PMO having the other end of the current path of the NMOS transistor N21.
S transistor P21 and PMOS transistor P21
And a PMOS transistor P23 having a common gate. The voltage (VDD) of the normal power supply is applied to the drains of the PMOS transistors (P21, P23). The gate of the NMOS transistor N21 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1. Operational amplifier OP1
The inverting input terminal of is connected to the ZQ terminal 32, and the voltage level of VDDQ / 2 is applied to the non-inverting input terminal.
Therefore, the gate level of the NMOS transistor N21 is controlled by the operational amplifier OP1 so that the voltage VZQ of the ZQ terminal 32 becomes VDDQ / 2.

【0034】PMOSトランジスタP23のソースはオ
ペアンプOP2の反転入力端子に接続され、ノードRE
FIUにはVDDQ/2が供給される。一方、オペアン
プOP2の非反転入力端子には電圧VZQが供給され
る。カウンター43は、出力データ(D0〜D4)によ
り、プルダウン側レプリカバッファ回路40のNMOS
トランジスタ群(N11〜N15)に対して選択的に導
通、非導通を制御する。NMOSトランジスタ群(N1
1〜N15)のドレインは、ノードREFIUを介して
オペアンプOP2の反転入力端子に帰還されている。電
圧VZQとノードREFIUの電圧は、オペアンプOP
2により比較される。比較結果はU/D信号としてカウ
ンター43へ入力される。オペアンプOP2は、VDD
Q/2を基準にして電圧比較を行っている。したがっ
て、出力バッファ用電源(VDDQ)が投入されていな
い場合、オペアンプOP2は正常に動作することができ
ない。
The source of the PMOS transistor P23 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2, and the node RE
VDDQ / 2 is supplied to the FIU. On the other hand, the voltage VZQ is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2. The counter 43 uses the output data (D0 to D4) to output the NMOS of the pull-down side replica buffer circuit 40.
Conduction and non-conduction are selectively controlled for the transistor groups (N11 to N15). NMOS transistor group (N1
The drains of 1 to N15) are fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2 via the node REFIU. The voltage VZQ and the voltage of the node REFIU are the operational amplifier OP.
2 compared. The comparison result is input to the counter 43 as a U / D signal. The operational amplifier OP2 is VDD
The voltage comparison is performed based on Q / 2. Therefore, the operational amplifier OP2 cannot operate normally when the output buffer power supply (VDDQ) is not turned on.

【0035】カウンター43は、電圧VZQとノードR
EFIUの電圧が一致するように、プルダウン側レプリ
カバッファ回路40を構成する各トランジスタ(N11
〜N15)に対して、アップ/ダウンカウントを行う。
カウンター43のカウンター値(D0〜D5)は、プル
ダウン側レプリカバッファ回路40のバッファサイズ
(インピーダンス)を示し、出力バッファ回路8に供給
される。
The counter 43 has a voltage VZQ and a node R.
Each transistor (N11 included in the pull-down side replica buffer circuit 40 is configured so that the EFIU voltages match.
Up to N15), up / down counting is performed.
The counter value (D0 to D5) of the counter 43 indicates the buffer size (impedance) of the pull-down replica buffer circuit 40 and is supplied to the output buffer circuit 8.

【0036】次に、プルアップ制御系について説明す
る。比較回路42は、PMOSトランジスタP21とゲ
ートを共通にするPMOSトランジスタP22とを更に
備える。PMOSトランジスタP22のドレインには通
常電源の電圧(VDD)が印加されている。PMOSト
ランジスタP22のソースはNMOSトランジスタN2
3のゲートに接続されている。NMOSトランジスタN
23のソースには接地電位が印加され、ドレインはオペ
アンプOP3の反転入力端子に接続されている。よっ
て、ノードREFIDにはVDDQ/2が供給される。
一方、オペアンプOP3の非反転入力端子には電圧VZ
Qが供給されている。
Next, the pull-up control system will be described. The comparison circuit 42 further includes a PMOS transistor P21 and a PMOS transistor P22 having a common gate. The voltage (VDD) of the normal power supply is applied to the drain of the PMOS transistor P22. The source of the PMOS transistor P22 is the NMOS transistor N2.
3 is connected to the gate. NMOS transistor N
The ground potential is applied to the source of 23, and the drain is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP3. Therefore, VDDQ / 2 is supplied to the node REFID.
On the other hand, the voltage VZ is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP3.
Q is being supplied.

【0037】カウンター44は、出力データ(U0〜U
4)により、プルアップ側レプリカバッファ回路41の
PMOSトランジスタ群(P11〜P15)に対して選
択的に導通、非導通を制御する。PMOSトランジスタ
群(P11〜P15)のドレインは、ノードREFID
を介してオペアンプOP3の反転入力端子に帰還されて
いる。電圧VZQとノードREFIDの電圧は、オペア
ンプOP3により比較される。比較結果はU/D信号と
してカウンター44へ入力される。オペアンプOP3
は、VDDQ/2を基準にして電圧比較を行っている。
したがって、出力バッファ用電源(VDDQ)が投入さ
れていない場合、オペアンプOP3は正常に動作するこ
とができない。
The counter 44 outputs the output data (U0-U
By 4), the PMOS transistor group (P11 to P15) of the pull-up side replica buffer circuit 41 is selectively controlled to be conductive or non-conductive. The drains of the PMOS transistor groups (P11 to P15) are connected to the node REFID.
Is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier OP3. The voltage VZQ and the voltage of the node REFID are compared by the operational amplifier OP3. The comparison result is input to the counter 44 as a U / D signal. Operational amplifier OP3
Performs voltage comparison based on VDDQ / 2.
Therefore, when the output buffer power supply (VDDQ) is not turned on, the operational amplifier OP3 cannot operate normally.

【0038】カウンター44は、電圧VZQとノードR
EFIDの電圧が一致するように、プルアップ側レプリ
カバッファ回路41を構成する各トランジスタ(P11
〜P15)に対して、アップ/ダウンカウントを行う。
カウンター44のカウンター値(U0〜U5)は、プル
アップ側レプリカバッファ回路41のバッファサイズ
(インピーダンス)を示し、出力バッファ回路8に供給
される。
The counter 44 has a voltage VZQ and a node R.
Each transistor (P11) included in the pull-up side replica buffer circuit 41 is arranged so that the EFID voltages match.
Up to P15), up / down counting is performed.
The counter value (U0 to U5) of the counter 44 indicates the buffer size (impedance) of the pull-up side replica buffer circuit 41 and is supplied to the output buffer circuit 8.

【0039】なお、アップ/ダウンカウントは、ダミー
サイクル毎に行われる。電源投入直後の所定回数のダミ
ーサイクルの期間、アップ/ダウンカウントを繰り返し
行うことによって、レプリカバッファ回路(40、4
1)のトランジスタサイズを段階的に変化させて抵抗R
Qへ合わせ込む。また、レプリカバッファ回路(40、
41)はそれぞれ5個のトランジスタから構成されてい
る為、カウンター値は2 段階の値をとることになる。
カウンター値の初期値は、2段階の内のちょうど中間
の値に設定されている。
The up / down count is a dummy.
It is performed every cycle. Immediately after turning on the power
Repeated up / down count during cycle
By executing the replica buffer circuit (40, 4
Resistor R by changing the transistor size of 1) stepwise
Adjust to Q. In addition, the replica buffer circuit (40,
41) consists of 5 transistors each
Therefore, the counter value is 2 5It will take the value of the stage.
The initial value of the counter value is 25Just in the middle of the stage
Is set to the value of.

【0040】<クロック制御回路について>図1は、ク
ロック制御回路10の機能を説明する為のブロック図で
ある。差動入力の外部クロック信号(CK、/CK)
は、クロック入力回路6へ入力される。クロック入力回
路6は、差動入力の外部クロック信号(CK、/CK)
を増幅して第1の内部クロック信号(CKin)へ変換
する差動増幅器である。クロック入力回路6は、差動入
力の外部クロック信号(CK、/CK)のレベルを比較
し、レベル差を電源電圧レベル(VDD)まで増幅して
第1のクロック信号(CKin)を生成する。図6に示
したように第1のクロック信号(CKin)は、プログ
ラマブルインピーダンス回路9を除くメモリチップ2内
の他の回路7へ供給される。他の回路7は第1のクロッ
ク信号(CKin)に従って動作している。また、クロ
ック入力回路6は通常電源(VDD)が投入されている
ことを条件として動作する回路である。従って、通常電
源(VDD)が投入されていれば、出力バッファ用電源
(VDDQ)の投入の有無に係らず、第1のクロック信
号(CKin)が出力される。他の回路7の1つである
センスアンプ24から出力された読み出しデータは、出
力バッファ回路8によって駆動され、入出力端子5から
出力される。
<Regarding Clock Control Circuit> FIG. 1 is a block diagram for explaining the function of the clock control circuit 10. External clock signal (CK, / CK) of differential input
Are input to the clock input circuit 6. The clock input circuit 6 is a differential input external clock signal (CK, / CK).
Is a differential amplifier that amplifies and converts it into a first internal clock signal (CK in ). The clock input circuit 6 compares the levels of the differential input external clock signals (CK, / CK) and amplifies the level difference to the power supply voltage level (VDD) to generate the first clock signal (CK in ). . As shown in FIG. 6, the first clock signal (CK in ) is supplied to other circuits 7 in the memory chip 2 except the programmable impedance circuit 9. The other circuit 7 operates according to the first clock signal (CK in ). The clock input circuit 6 is a circuit that operates on condition that the normal power supply (VDD) is turned on. Therefore, if the normal power supply (VDD) is turned on, the first clock signal (CK in ) is output regardless of whether or not the output buffer power supply (VDDQ) is turned on. The read data output from the sense amplifier 24, which is one of the other circuits 7, is driven by the output buffer circuit 8 and output from the input / output terminal 5.

【0041】一方、プログラマブルインピーダンス回路
9には、第1のクロック信号(CK in)は直接入力さ
れていない。クロック制御回路10が、クロック入力回
路6とプログラムインピーダンス回路9の間に接続され
ている。プログラマブルインピーダンス回路9は、クロ
ック制御回路10から出力される第2の内部クロック信
号(/CKin’)に従って動作する。第2の内部クロ
ック信号(/CKin )は、第1のクロック信号(C
in)とほぼ同じ信号パターンを有する。ここで「同
じ信号パターン」とは、クロック信号の周期は同じであ
るパターンの意であり、信号レベルの異同は問わない。
On the other hand, programmable impedance circuit
The first clock signal (CK in) Is entered directly
It is not. Clock control circuit 10
Connected between path 6 and program impedance circuit 9
ing. Programmable impedance circuit 9
Second internal clock signal output from the clock control circuit 10.
Issue (/ CKin '). Second internal black
Clock signal (/ CKin ') Is the first clock signal (C
Kin) Has almost the same signal pattern. Here, "the same
The same signal pattern has the same clock signal period.
The signal level does not matter.

【0042】クロック制御回路10は、出力バッファ用
電源の電圧(VDDQ)が印加されている場合に限り、
第2の内部クロック信号(/CKin’)を出力する。
従って、通常電源(VDD)が投入され、且つ出力バッ
ファ用電源(VDDQ)も投入されている場合に限り、
第2のクロック信号(/CKin’)が出力される。即
ち、VDD及びVDDQの何れか一方でも投入されてい
ない場合は、第2のクロック信号(/CKin’)は出
力されない。
The clock control circuit 10 is provided only when the voltage (VDDQ) of the output buffer power supply is applied.
The second internal clock signal (/ CK in ' ) is output.
Therefore, only when the normal power supply (VDD) and the output buffer power supply (VDDQ) are also turned on,
The second clock signal (/ CK in ' ) is output. That is, if neither VDD nor VDDQ is applied, the second clock signal (/ CK in ' ) is not output.

【0043】図2(a)に示すように、クロック制御回
路10として、第1の内部クロック信号(CKin)及
び出力バッファ用電源の電圧(VDDQ)を入力とする
NAND回路11を用いることができる。具体的には、
図2(b)に示すように、NAND回路11は、並列に
接続された2つのPMOSトランジスタ(61、62)
と、直列に接続された2つのNMOSトランジスタ(6
3、64)とを有する。PMOSトランジスタ(61、
62)のソースに対して、NMOSトランジスタ63の
ドレインが接続されている。PMOSトランジスタ(6
1、62)のドレインに通常の電源電圧(VDD)が印
加され、NMOSトランジスタ64のソースに接地電位
が印加されている。即ち、NAND回路11は通常の電
源電圧(VDD)によって駆動される回路である。
As shown in FIG. 2A, as the clock control circuit 10, a NAND circuit 11 which receives the first internal clock signal (CK in ) and the output buffer power supply voltage (VDDQ) is used. it can. In particular,
As shown in FIG. 2B, the NAND circuit 11 includes two PMOS transistors (61, 62) connected in parallel.
And two NMOS transistors (6
3, 64). PMOS transistor (61,
The drain of the NMOS transistor 63 is connected to the source of 62). PMOS transistor (6
A normal power supply voltage (VDD) is applied to the drains of (1, 62) and the ground potential is applied to the source of the NMOS transistor 64. That is, the NAND circuit 11 is a circuit driven by a normal power supply voltage (VDD).

【0044】第1の内部クロック信号(CKin)は、
PMOSトランジスタ61及びNMOSトランジスタ6
3のゲートにそれぞれ入力されている。出力バッファ用
電源電圧(VDDQ)は、PMOSトランジスタ62及
びNMOSトランジスタ64のゲートにそれぞれ入力さ
れている。第2のクロック信号(/CKin’)は、P
MOSトランジスタ(61、62)のソースから出力さ
れる。
The first internal clock signal (CK in ) is
PMOS transistor 61 and NMOS transistor 6
It is input to each of the 3 gates. The output buffer power supply voltage (VDDQ) is input to the gates of the PMOS transistor 62 and the NMOS transistor 64, respectively. The second clock signal (/ CK in ' ) is P
It is output from the sources of the MOS transistors (61, 62).

【0045】出力バッファ用電源の電圧(VDDQ)が
投入されずロウレベルにあるときは、第1の内部クロッ
ク信号(CKin)が動作しても、第2のクロック信号
(/CKin’)はハイレベルに固定される。
When the voltage (VDDQ) of the power supply for the output buffer is not turned on and is at the low level, the second clock signal (/ CK in ' ) is generated even if the first internal clock signal (CK in ) operates. Fixed at high level.

【0046】VDD>VDDQの場合、図2(a)及び
(b)に示したNAND回路11では、VDDQが投入
された後に、PMOSトランジスタ62が完全にオフさ
れずに、貫通電流が流されてしまう可能性がある。この
ような場合は、図3に示すようなインバータ回路12を
クロック制御回路10として用いればよい。インバータ
回路12は、第1の内部クロック信号(CKin)を入
力とし、出力バッファ用電源(VDDQ)で駆動する回
路である。出力バッファ用電源の電圧(VDDQ)が印
加されなければ、第2のクロック信号(/CKin’
は、ロウレベルに固定される。また、VDD>VDDQ
の場合、VDDQが投入された後に貫通電流が流れるこ
とも無い。
When VDD> VDDQ, in the NAND circuit 11 shown in FIGS. 2A and 2B, after VDDQ is turned on, the PMOS transistor 62 is not completely turned off and a through current flows. There is a possibility that it will end up. In such a case, the inverter circuit 12 as shown in FIG. 3 may be used as the clock control circuit 10. The inverter circuit 12 is a circuit that receives the first internal clock signal (CK in ) as an input and is driven by the output buffer power supply (VDDQ). If the voltage (VDDQ) of the power supply for the output buffer is not applied, the second clock signal (/ CK in ' )
Is fixed to low level. Also, VDD> VDDQ
In such a case, a through current does not flow after VDDQ is turned on.

【0047】しかし、逆にVDD<VDDQの場合、図
3に示したインバータ回路12に貫通電流が流れてしま
う可能性がある。このような場合、図4に示すようなレ
ベルシフト回路13をクロック制御回路10として用い
ればよい。レベルシフト回路13は、第1の内部クロッ
ク信号(CKin)の電圧レベルを出力バッファ用電源
の電圧レベル(VDDQ)へ変更する回路である。
On the contrary, when VDD <VDDQ, a through current may flow through the inverter circuit 12 shown in FIG. In such a case, the level shift circuit 13 as shown in FIG. 4 may be used as the clock control circuit 10. The level shift circuit 13 is a circuit that changes the voltage level of the first internal clock signal (CK in ) to the voltage level (VDDQ) of the output buffer power supply.

【0048】レベルシフト回路13は、2つのPMOS
トランジスタ(65、66)と、2つのNMOSトラン
ジスタ(67、68)とを有する。第1の内部クロック
信号(CKin)は、NMOSトランジスタ67の電流
経路の一端、及びNMOSトランジスタ68のゲートに
入力されている。NMOSトランジスタ67の電流経路
の他端は、PMOSトランジスタ65のソース、及びP
MOSトランジスタ66のゲートにそれぞれ接続されて
いる。PMOSトランジスタ(65、66)のドレイン
には出力バッファ用電源電圧(VDDQ)が印加されて
いる。PMOSトランジスタのゲート、PMOSトラン
ジスタ66のソース、及びNMOSトランジスタ68の
ドレインは互いに接続されて、第2の内部クロック信号
(/CK in’)が出力される。レベルシフト回路13
は、第2の内部クロック信号(/CKin’)をVDD
Qレベルで出力することができる。
The level shift circuit 13 has two PMOSs.
Transistors (65, 66) and two NMOS transistors
And transistors (67, 68). First internal clock
Signal (CKin) Is the current of the NMOS transistor 67
One end of the path and the gate of the NMOS transistor 68
It has been entered. Current path of NMOS transistor 67
The other end of the source of the PMOS transistor 65 and P
Connected to the gate of the MOS transistor 66
There is. Drain of PMOS transistor (65, 66)
The output buffer power supply voltage (VDDQ) is applied to
There is. PMOS transistor gate, PMOS transistor
The source of the transistor 66 and the NMOS transistor 68
The drains are connected together and the second internal clock signal
(/ CK in ') Is output. Level shift circuit 13
Is the second internal clock signal (/ CKin ') To VDD
It can be output at the Q level.

【0049】以上説明したように、比較回路42は、V
DDQ/2を基準にしてインピーダンスを比較してい
る。また、プルアップ側カウンター41及びプルダウン
側カウンター40は、第2の内部クロック信号(/CK
in’)に従って動作する。第2の内部クロック信号
(/CKin’)は、出力バッファ用電源の電圧が印加
されている場合に限り、クロック制御回路10から出力
される。従って、プログラマブルインピーダンス回路9
は、出力バッファ用電源の電圧(VDDQ)が印加され
ている場合に限り、第2の内部クロック信号(/CK
in’)に従って動作する。よって、出力バッファ用電
源の電圧(VDDQ)を基準としたインピーダンスの合
わせ込み動作を正常に行うことができる。換言すれば、
出力バッファ用電源(VDDQ)が投入されていない状
態において、クロック入力回路6が第1の内部クロック
信号(CKin)を出力しても、プログラマブルインピ
ーダンス回路9はインピーダンスの合わせ込み動作を開
始することが無い。
As described above, the comparison circuit 42 has V
The impedance is compared with DDQ / 2 as a reference. Further, the pull-up side counter 41 and the pull-down side counter 40 have the second internal clock signal (/ CK
in ' ). The second internal clock signal (/ CK in ' ) is output from the clock control circuit 10 only when the voltage of the output buffer power supply is applied. Therefore, the programmable impedance circuit 9
Is the second internal clock signal (/ CK only when the voltage (VDDQ) of the power supply for the output buffer is applied.
in ' ). Therefore, the impedance matching operation based on the voltage (VDDQ) of the output buffer power supply can be normally performed. In other words,
Even if the clock input circuit 6 outputs the first internal clock signal (CK in ) while the power supply for output buffer (VDDQ) is not turned on, the programmable impedance circuit 9 starts the impedance matching operation. There is no.

【0050】プログラマブルインピーダンス制御機能を
搭載した半導体記憶装置において、出力バッファ用電源
(VDDQ)が投入されない場合には、プログラマブル
インピーダンス回路9を制御する第2のクロック信号を
固定状態に保つことで、インピーダンス制御機能を非活
性化状態に保つことができる。
In the semiconductor memory device equipped with the programmable impedance control function, when the power supply for the output buffer (VDDQ) is not turned on, the second clock signal for controlling the programmable impedance circuit 9 is kept in a fixed state, so that the impedance is controlled. The control function can be kept inactive.

【0051】従って、出力バッファ用電源(VDDQ)
が投入される前に、プログラマブルインピーダンス回路
9が動作を開始して、初期値が中間の値に設定されてい
たカウンター値を、最少値あるいは最大値へ向けて合わ
せ込んでしまうことが無くなる。よって、所定回数のダ
ミーサイクルによって、所望のインピーダンスの合わせ
込みを確実に終了させることができる。
Therefore, the power supply for the output buffer (VDDQ)
It becomes possible to prevent the programmable impedance circuit 9 from starting to operate before the input of, and adjust the counter value whose initial value is set to the intermediate value toward the minimum value or the maximum value. Therefore, the matching of the desired impedance can be surely completed by the predetermined number of dummy cycles.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源の投入シーケンスに依らず、所定回数のダミーサイ
クルの間に出力バッファ回路のインピーダンス合わせ込
みが正しく行われる半導体装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a semiconductor device in which impedance matching of an output buffer circuit is correctly performed during a predetermined number of dummy cycles regardless of a power-on sequence.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るクロック制御回路の
機能を説明する為のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a function of a clock control circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2(a)はクロック制御回路としてのNAN
D回路を示す論理回路図であり、図2(b)はNAND
回路の具体的な回路図である。
FIG. 2A is a NAN as a clock control circuit.
FIG. 2B is a logic circuit diagram showing a D circuit, and FIG.
It is a concrete circuit diagram of a circuit.

【図3】クロック制御回路としてのインバータ回路の回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of an inverter circuit as a clock control circuit.

【図4】クロック制御回路としてのレベルシフト回路の
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a level shift circuit as a clock control circuit.

【図5】本発明の実施の形態に係る半導体装置の全体構
成を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an overall configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】半導体装置内のメモリチップの構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a memory chip in the semiconductor device.

【図7】メモリチップ内の出力バッファ回路の構成を示
す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an output buffer circuit in the memory chip.

【図8】メモリチップ内のプログラマブルインピーダン
ス回路の構成を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a programmable impedance circuit in a memory chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ボード(PCB) 2 メモリチップ 3 MPU 4 データバス 5 入出力端子 6 クロック入力回路 7 その他の回路 8 出力バッファ回路 9 プログラマブルインピーダンス回路 10 クロック制御回路 11 NAND回路 12 インバータ回路 13 レベルシフト回路 40 プルダウン側レプリカバッファ回路 41 プルアップ側レプリカバッファ回路 42 比較回路 43、44 カウンター CKin 第1の内部クロック信号 /CKin’ 第2の内部クロック信号 RQ 外部抵抗 VDD 通常電源 VDDQ 出力バッファ用電源1 board (PCB) 2 memory chip 3 MPU 4 data bus 5 input / output terminal 6 clock input circuit 7 other circuit 8 output buffer circuit 9 programmable impedance circuit 10 clock control circuit 11 NAND circuit 12 inverter circuit 13 level shift circuit 40 pull-down side Replica buffer circuit 41 Pull-up side replica buffer circuit 42 Comparison circuits 43, 44 Counter CK in First internal clock signal / CK in ' Second internal clock signal RQ External resistance VDD Normal power supply VDDQ Power supply for output buffer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 差動入力の外部クロック信号を増幅して
第1の内部クロック信号を出力するクロック入力回路
と、 出力バッファ用電源の電圧が印加されている場合に限
り、前記第1の内部クロック信号と実質的に同じ信号サ
イクルを有する第2の内部クロック信号を出力するクロ
ック制御回路と、 並列に接続された複数のトランジスタを有する出力バッ
ファ回路と、 前記第2の内部クロック信号に従って動作し、前記出力
バッファ用電源の電圧を基準にして、前記出力バッファ
回路のインピーダンスを回路的に合わせ込むプログラマ
ブルインピーダンス回路とを有することを特徴とする半
導体装置。
1. A clock input circuit for amplifying an external clock signal of a differential input to output a first internal clock signal, and the first internal circuit only when a voltage of a power supply for an output buffer is applied. A clock control circuit for outputting a second internal clock signal having substantially the same signal cycle as the clock signal; an output buffer circuit having a plurality of transistors connected in parallel; and an operating circuit according to the second internal clock signal. And a programmable impedance circuit for circuit-matching the impedance of the output buffer circuit with the voltage of the output buffer power supply as a reference.
【請求項2】 前記プログラマブルインピーダンス回路
は、 並列に接続された複数のトランジスタを有するレプリカ
バッファ回路と、 前記出力バッファ用電源の電圧を基準にして、外部抵抗
と前記レプリカバッファ回路のインピーダンスを比較す
る比較回路と、 前記第2の内部クロック信号に従って動作し、当該比較
回路の比較結果を用いて、前記レプリカバッファ回路の
インピーダンスと前記外部抵抗が整合するように前記レ
プリカバッファ回路が有する前記複数のトランジスタを
個別にオンオフ制御するカウンターとを具備し、前記カ
ウンターが有する前記複数のトランジスタのオンオフ情
報を用いて前記出力バッファ回路のインピーダンスを制
御することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The programmable impedance circuit compares the impedances of a replica buffer circuit having a plurality of transistors connected in parallel with each other and an external resistance and the impedance of the replica buffer circuit on the basis of the voltage of the output buffer power supply. A comparator circuit, which operates according to the second internal clock signal, and uses the comparison result of the comparator circuit, and the plurality of transistors included in the replica buffer circuit so that the impedance of the replica buffer circuit and the external resistance match. 2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a counter for individually controlling ON / OFF of the output buffer circuit, the ON / OFF information of the plurality of transistors included in the counter being used to control the impedance of the output buffer circuit.
【請求項3】 前記クロック制御回路は、前記第1の内
部クロック信号及び前記出力バッファ用電源の電圧をそ
れぞれ入力とするNAND回路を具備し、 前記第2の内部クロック信号は、前記NAND回路から
の出力信号であることを特徴とする請求項1又は2記載
の半導体装置。
3. The clock control circuit comprises a NAND circuit that receives the first internal clock signal and the voltage of the output buffer power supply, respectively, and the second internal clock signal is output from the NAND circuit. 3. The semiconductor device according to claim 1, which is an output signal of
【請求項4】 前記クロック制御回路は、前記第1の内
部クロック信号を入力とし、前記出力バッファ用電源で
駆動するインバータ回路を具備し、 前記第2の内部クロック信号は、前記インバータ回路か
らの出力信号であることを特徴とする請求項1又は2記
載の半導体装置。
4. The clock control circuit comprises an inverter circuit which receives the first internal clock signal as an input and is driven by the power supply for the output buffer, and the second internal clock signal is supplied from the inverter circuit. It is an output signal, The semiconductor device of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 前記クロック制御回路は、前記第1の内
部クロック信号の電圧レベルを前記出力バッファ用電源
の電圧レベルへ変更するレベルシフト回路を具備し、 前記第2の内部クロック信号は、前記レベルシフト回路
からの出力信号であることを特徴とする請求項1又は2
記載の半導体装置。
5. The clock control circuit comprises a level shift circuit for changing the voltage level of the first internal clock signal to the voltage level of the output buffer power supply, and the second internal clock signal is 3. The output signal from the level shift circuit, according to claim 1 or 2.
The semiconductor device described.
【請求項6】 前記外部クロック信号のインターフェー
スがHSTL仕様であることを特徴とする請求項1乃至
5の何れか1項記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the interface of the external clock signal has HSTL specifications.
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