JP2003297091A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JP2003297091A
JP2003297091A JP2003022185A JP2003022185A JP2003297091A JP 2003297091 A JP2003297091 A JP 2003297091A JP 2003022185 A JP2003022185 A JP 2003022185A JP 2003022185 A JP2003022185 A JP 2003022185A JP 2003297091 A JP2003297091 A JP 2003297091A
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JP
Japan
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voltage
circuit
channel transistor
memory device
semiconductor memory
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Application number
JP2003022185A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryotaro Azuma
亮太郎 東
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device in which current consumption of a read circuit incorporating a boosting power source circuit is suppressed more than conventional one. <P>SOLUTION: This semiconductor memory device 200 is provided with a sense amplifier 9 having a function reading information stored in a memory cell being storage elements of a memory array 7, a boosting power source circuit 201 having a function boosting voltage supplied from the outside and supplying it to the memory cell to read information, a control circuit 105 for making the boosting power source circuit 201 start boosting the voltage after the start of a read cycle, and a Vg voltage detecting circuit 11 detecting that voltage boosted by the boosting power source circuit 201 reaches the prescribed value required for reading the information stored in the memory cell and starting read operation of the sense amplifier 9 when the relevant phenomenon is detected. Further, the control circuit 105 stops boosting by the boosting power source circuit 201 after the prescribed time required for read operation elapses from the time when the detection is performed by the Vg voltage detecting circuit 11. <P>COPYRIGHT: (C)2004,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、半導体記憶装置に
関し、特に昇圧電源回路を内蔵した読み出し回路を備え
る半導体記憶装置の低消費電流化技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique for reducing current consumption of a semiconductor memory device including a read circuit having a boosted power supply circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイコン装置に搭載される半導体記憶装
置の読み出し方法の1つとして、マトリクス上に配列さ
れた複数のメモリセルのうちの1つをワード線及びビッ
ト線により選択し、選択されたメモリセルのセル電流か
らセンスアンプによって記憶情報を検知する方式が一般
的に用いられている。また、このような半導体記憶装置
の内部回路に電源を供給するために、外部から供給され
る電圧を昇圧する昇圧電源回路を内蔵した半導体記憶装
置がある(例えば、特許文献1参照。)。
2. Description of the Related Art As one of reading methods of a semiconductor memory device mounted in a microcomputer device, one of a plurality of memory cells arranged in a matrix is selected by a word line and a bit line and selected. A method of detecting stored information from a cell current of a memory cell by a sense amplifier is generally used. Further, there is a semiconductor memory device having a built-in booster power supply circuit for boosting a voltage supplied from the outside in order to supply power to the internal circuit of such a semiconductor memory device (for example, refer to Patent Document 1).

【0003】図1は、従来の昇圧電源回路を備えた半導
体記憶装置の構成を示す。同図においてマイコン装置1
30は、マイコン全体を制御するCPU121と、半導
体記憶装置120とから構成される。半導体記憶装置1
20は、昇圧電源回路113と、1ビットの情報を記憶
するメモリセルをマトリクス状に配置したメモリセルア
レイ7と、メモリセルアレイ7のY方向に配列されたワ
ード線111と、差動増幅回路4から供給される電圧V
gとCPU121とからのアドレス情報AddYによっ
て任意のワード線111を選択するロウデコーダ6と、
メモリセルアレイ7のX方向に配列されたビット線11
2と、CPU121からのアドレス情報AddXによっ
て任意のビット線112を選択するカラムデコーダ8
と、前記ロウデコーダ6とカラムデコーダ8とで選択さ
れた1ビットのメモリセル情報を読み出すセンスアンプ
9と、センスアンプ9の読み出しデータをラッチするデ
ータラッチ110と、CPU121からの信号(SLO
W及びNDS)を用いてセンスアンプ9の動作を制御す
るパルス発生回路5とから構成される。
FIG. 1 shows the configuration of a semiconductor memory device having a conventional boost power supply circuit. In the figure, the microcomputer device 1
30 includes a CPU 121 that controls the entire microcomputer and a semiconductor memory device 120. Semiconductor memory device 1
Reference numeral 20 denotes a booster power supply circuit 113, a memory cell array 7 in which memory cells storing 1-bit information are arranged in a matrix, word lines 111 arranged in the Y direction of the memory cell array 7, and the differential amplifier circuit 4. Voltage V supplied
g and the row decoder 6 for selecting an arbitrary word line 111 according to the address information AddY from the CPU 121,
Bit lines 11 arranged in the X direction of the memory cell array 7
2 and the column decoder 8 that selects an arbitrary bit line 112 according to the address information AddX from the CPU 121.
, A sense amplifier 9 for reading 1-bit memory cell information selected by the row decoder 6 and the column decoder 8, a data latch 110 for latching read data from the sense amplifier 9, and a signal (SLO from the CPU 121.
W and NDS) and a pulse generation circuit 5 for controlling the operation of the sense amplifier 9.

【0004】昇圧電源回路113は、基準電圧発生回路
1と、外部より供給される電圧VDD以上の電圧Vpを
発生する昇圧ポンプ回路2と、基準電圧発生回路1の発
生電圧VREFと昇圧電圧Vpとの比較に応じて昇圧ポ
ンプ回路2の動作を制御するVp電圧検知回路3と、昇
圧ポンプ回路2の発生電圧Vpを用いて基準電圧VRE
Fの2倍の電圧Vgを発生する差動増幅回路4とで構成
される。
The boosting power supply circuit 113 includes a reference voltage generating circuit 1, a boosting pump circuit 2 for generating a voltage Vp higher than a voltage VDD supplied from the outside, a generated voltage VREF of the reference voltage generating circuit 1 and a boosted voltage Vp. Vp voltage detection circuit 3 for controlling the operation of the booster pump circuit 2 according to the comparison of the reference voltage VRE and the generated voltage Vp of the booster pump circuit 2 are used as the reference voltage VRE.
And a differential amplifier circuit 4 that generates a voltage Vg that is twice that of F.

【0005】以上のような構成において、読み出し時に
アドレスAddX及びAddYとがロウデコーダ6及び
カラムデコーダ8に入力されると、ロウデコーダ6はア
ドレスAddYによって1本のワード線111を選択
し、カラムデコーダ8はアドレスAddXによって1本
のビット線112を選択する。センスアンプ9は、ワー
ド線111及びビット線112により選択されたメモリ
セルの記憶内容を検知し、記憶内容に応じてHレベル又
はLレベルの信号DOUTを出力する。そして、データ
ラッチ110は、信号DOUTをラッチしDataを出
力する。
In the above configuration, when the addresses AddX and AddY are input to the row decoder 6 and the column decoder 8 during reading, the row decoder 6 selects one word line 111 by the address AddY and the column decoder 8 selects one bit line 112 by the address AddX. The sense amplifier 9 detects the storage content of the memory cell selected by the word line 111 and the bit line 112, and outputs an H level or L level signal DOUT according to the storage content. Then, the data latch 110 latches the signal DOUT and outputs Data.

【0006】以上のような読み出し動作を数μsオーダ
ーの長い周期で行う場合、消費電流を削減する目的で、
メモリセルからの読み出し動作の期間のみセンスアンプ
9を能動化するのが一般的である。また、Vg電圧は、
正常な読み出しの為に昇圧電源回路113によって定常
的に発生される。図2に、長い周期で読み出しを行う場
合の各回路の動作シーケンスを示す。
When the above read operation is performed in a long cycle on the order of several μs, in order to reduce current consumption,
Generally, the sense amplifier 9 is activated only during the read operation from the memory cell. Also, the Vg voltage is
It is constantly generated by the boosting power supply circuit 113 for normal reading. FIG. 2 shows an operation sequence of each circuit when reading is performed in a long cycle.

【0007】同図において、時刻T2においてCPU1
21が出力する読み出し制御信号NDSがHレベルから
Lレベルに切り替わると、それを契機にパルス発生回路
5の出力SAAVはLレベルからHレベルに切り替わ
り、SAAVが入力されるセンスアンプ9が能動化す
る。これにより、センスアンプ9は選択されているメモ
リセルの記憶情報を読み出し、DOUTから出力する。
その後、パルス発生回路5は時刻T3のタイミングで出
力SAAVをHレベルからLレベルに切り替え、それを
契機にデータラッチ110はDOUTからの出力をラッ
チし、次のサイクルのラッチ時まで出力し続ける。セン
スアンプ9は、T3でSAAVがLレベルに切り替わっ
たことを契機に動作を停止する。
In the figure, the CPU 1 is operated at time T2.
When the read control signal NDS output by 21 switches from the H level to the L level, the output SAAV of the pulse generation circuit 5 switches from the L level to the H level in response to this, and the sense amplifier 9 to which the SAAV is input is activated. . As a result, the sense amplifier 9 reads the stored information of the selected memory cell and outputs it from DOUT.
After that, the pulse generation circuit 5 switches the output SAAV from the H level to the L level at the timing of time T3, and the data latch 110 latches the output from DOUT in response to this, and continues to output until the latch time of the next cycle. The sense amplifier 9 stops its operation when the SAAV is switched to the L level at T3.

【0008】昇圧電源回路113で発生される電圧Vg
は基準電圧発生回路1と差動増幅回路4によって安定的
に作られる。昇圧ポンプ回路2で発生される電圧Vp
は、Vp電圧検知回路3の検知結果により昇圧ポンプ回
路2の動作・停止が制御されることにより発生されるも
のであるので、ある幅を持った波形となる。読み出し動
作を長い周期で行う場合は、メモリセルからの読み出し
時のみセンスアンプ9による読み出しを能動化し、読み
出し後は出力情報をラッチした後に停止させる。この場
合、常に読み出し回路を動作させる読み出し方法に比
べ、消費電流が少なくなる。
The voltage Vg generated by the boosting power supply circuit 113
Is stably generated by the reference voltage generating circuit 1 and the differential amplifier circuit 4. Voltage Vp generated in boost pump circuit 2
Is generated by controlling the operation / stop of the booster pump circuit 2 according to the detection result of the Vp voltage detection circuit 3, so that the waveform has a certain width. When the read operation is performed in a long cycle, the read by the sense amplifier 9 is activated only when reading from the memory cell, and after reading, the output information is latched and then stopped. In this case, the current consumption is smaller than that in the reading method in which the reading circuit is always operated.

【0009】[0009]

【特許文献1】特開平10−302492号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 10-302492

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したように、昇圧電源回路113は周期中、常に動作
してVg電圧を発生しており、不必要な電流を消費する
という問題がある。この昇圧電源回路113は特に電流
消費が大きいものであるため、依然として不必要な電流
消費の問題は残存している。
However, as described above, the boosting power supply circuit 113 always operates during the cycle to generate the Vg voltage, and there is a problem that unnecessary current is consumed. Since the step-up power supply circuit 113 consumes particularly large current, the problem of unnecessary current consumption still remains.

【0011】そこで本発明は、昇圧電源回路を内蔵する
読み出し回路の消費電流を従来より更に抑えた半導体記
憶装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which the current consumption of the read circuit incorporating the booster power supply circuit is further suppressed as compared with the conventional one.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本目的を達成する半導体
記憶装置は、メモリアレイを有する半導体記憶装置であ
って、メモリセルに記憶された情報を読み出す機能を有
する読出手段と、メモリセルに記憶された情報の読み出
しのために、外部から供給される電圧を昇圧してメモリ
セルに供給する機能を有する昇圧手段と、読出サイクル
の開始後に前記昇圧手段に昇圧を開始させる開始制御手
段と、前記昇圧手段により昇圧された電圧が、メモリセ
ルに記憶された情報の読み出しに要する所定値に達した
事象を検知し、当該事象の検知がなされた時に前記読出
手段に読み出し動作を開始させる検知手段と、前記検知
手段により前記事象の検知がなされた時から前記読み出
し動作に要する所定時間が経過した後に前記昇圧手段に
昇圧を停止させる停止制御手段とを含む。
A semiconductor memory device that achieves the above object is a semiconductor memory device having a memory array, and a read means having a function of reading information stored in a memory cell and a memory cell. Boosting means having a function of boosting a voltage supplied from the outside to supply to the memory cell for reading the read information; start control means for causing the boosting means to start boosting after the start of the read cycle; A detecting unit that detects an event that the voltage boosted by the boosting unit has reached a predetermined value required for reading the information stored in the memory cell, and causes the reading unit to start the reading operation when the event is detected; , The boosting means stops boosting after a predetermined time required for the reading operation has elapsed since the event was detected by the detecting means And a stop control means.

【0013】なお、昇圧手段は、瞬時に電圧を所定値ま
で昇圧できるのではなく、開始制御手段により昇圧を開
始させられた後、時間の経過とともに電圧値を上昇さ
せ、その結果として、いずれ昇圧された電圧が所定値に
達することになる。ここで、所定値とは、例えば外部か
ら供給される電源電圧値の数倍等、電源電圧値より高い
値である。また、検知手段による所定値に達したことの
検知は、例えば、昇圧結果の電圧の数分の一を示す電圧
(降圧した電圧、つまり抵抗で分圧した電圧)を比較用
に取り出して、その取り出した電圧と、電源電圧値より
低い値の定電圧とを比較することにより行われる。
It should be noted that the boosting means cannot instantly boost the voltage to a predetermined value, but after the boosting is started by the start control means, the voltage value is raised with the lapse of time, and as a result, the boosting is eventually completed. The applied voltage reaches a predetermined value. Here, the predetermined value is a value higher than the power supply voltage value, such as several times the power supply voltage value supplied from the outside. Further, when the detection means detects that the predetermined value has been reached, for example, a voltage (a stepped-down voltage, that is, a voltage divided by a resistor) indicating a fraction of the voltage obtained as a result of boosting is taken out for comparison, and It is performed by comparing the extracted voltage with a constant voltage lower than the power supply voltage value.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。 <半導体記憶装置200>図3は、本発明の実施形態に
係る半導体記憶装置の構成を示す。同図において半導体
記憶装置200は、昇圧電源回路201と、1ビットの
情報を記憶するメモリセルをマトリクス状に配置したメ
モリセルアレイ7と、メモリセルアレイ7のY方向に配
列されたワード線111と、昇圧電源回路201から供
給される電圧VgとCPUからのアドレス情報AddY
とによって任意のワード線を選択するロウデコーダ6
と、メモリセルアレイ7のX方向に配列されたビット線
112と、CPUからのアドレス情報AddXによって
任意のビット線112を選択するカラムデコーダ8と、
前記ロウデコーダ6とカラムデコーダ8とで選択された
1ビットのメモリセルの情報を読み出すセンスアンプ9
と、センスアンプ9の読み出しデータをラッチするデー
タラッチ110と、Vg電圧がほぼVREFの2倍の電
圧になったことを検知するVg電圧検知回路11と、N
DSがLレベルになってからVg電圧検知回路11の検
知出力信号SASの最初の立ち上がりを記憶するラッチ
回路107と、NDSがLレベルになってからラッチ回
路107の出力信号SASSを受けて所定時間SAAV
信号を発生するパルス発生回路12と、基準電圧発生回
路1とVp電圧検知回路3と差動増幅回路100とVg
電圧検知回路11とパルス発生回路12とを制御する制
御回路105と、Nチャネルトランジスタ103、10
4とから構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Semiconductor Memory Device 200> FIG. 3 shows the configuration of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention. In the figure, a semiconductor memory device 200 includes a booster power supply circuit 201, a memory cell array 7 in which memory cells for storing 1-bit information are arranged in a matrix, and word lines 111 arranged in the Y direction of the memory cell array 7. The voltage Vg supplied from the boosting power supply circuit 201 and the address information AddY from the CPU
A row decoder 6 for selecting an arbitrary word line by and
A bit line 112 arranged in the X direction of the memory cell array 7, a column decoder 8 for selecting an arbitrary bit line 112 according to address information AddX from the CPU,
Sense amplifier 9 for reading information of 1-bit memory cell selected by the row decoder 6 and the column decoder 8.
A data latch 110 for latching the read data of the sense amplifier 9, a Vg voltage detection circuit 11 for detecting that the Vg voltage has become almost twice VREF, and a N
The latch circuit 107 stores the first rising edge of the detection output signal SAS of the Vg voltage detection circuit 11 after DS goes low and the output signal SASS of the latch circuit 107 after NDS goes low for a predetermined time. SAAV
A pulse generation circuit 12 that generates a signal, a reference voltage generation circuit 1, a Vp voltage detection circuit 3, a differential amplifier circuit 100, and Vg.
A control circuit 105 for controlling the voltage detection circuit 11 and the pulse generation circuit 12, and N-channel transistors 103, 10
4 and.

【0015】昇圧電源回路201は、基準電圧VREF
を発生する基準電圧発生回路1と、昇圧ポンプ回路2
と、昇圧ポンプ回路2が発生する電圧Vpを用いて基準
電圧VREFの2倍の電圧Vgを発生する差動増幅回路
100と、電圧Vgと電圧Vpとを比較して比較結果に
応じて昇圧ポンプ回路2の動作を制御するVp電圧検知
回路3と、レベルシフタ106と、Vp、Vgに電源電
圧VDDを供給するPチャネルトランジスタ101、1
02とで構成される。
The boosting power supply circuit 201 has a reference voltage VREF.
Generating a reference voltage generating circuit 1 and a boosting pump circuit 2
And a differential amplifier circuit 100 that generates a voltage Vg that is twice the reference voltage VREF by using the voltage Vp that is generated by the boost pump circuit 2 and the voltage Vg and the voltage Vp are compared, and the boost pump according to the comparison result. The Vp voltage detection circuit 3 that controls the operation of the circuit 2, the level shifter 106, and the P-channel transistors 101 and 1 that supply the power supply voltage VDD to Vp and Vg.
02 and.

【0016】図4は、以上のように構成された半導体記
憶装置200の動作を説明するタイムチャートである。
図4で示した半導体記憶装置200の読み出し動作は、
マイコン装置の低速モードに対応しており、SLOW信
号は常にHレベルである。低速モード時の読み出し動作
は外部信号NDSによって制御される。NDSがHレベ
ルのときは読み出しが行われないスタンバイ状態であ
り、Lレベルのときに読み出し動作が行われる。NDS
がLレベルからHレベルに切り替わる時刻T1から次の
時刻T1までを1つの読み出しサイクルとする。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the semiconductor memory device 200 configured as above.
The read operation of the semiconductor memory device 200 shown in FIG.
It corresponds to the low speed mode of the microcomputer device, and the SLOW signal is always at the H level. The read operation in the low speed mode is controlled by the external signal NDS. When NDS is at H level, it is in a standby state in which reading is not performed, and when it is at L level, a reading operation is performed. NDS
One read cycle is from the time T1 when the L level is switched to the H level to the next time T1.

【0017】NDSが時刻T1のタイミングでLレベル
からHレベルに変化すると、制御回路105は信号RF
ACTをLレベルからHレベルに切り替えて出力する。
この切り替わりにより基準電圧発生回路1が能動化し
て、時刻T2に至るまでの間に基準電圧VREFの値が
安定する。次にNDSが時刻T2のタイミングでHレベ
ルからLレベルに変化すると、制御回路105は信号D
SをLレベルからHレベルに切り替えて出力する。この
切り替わりによりVp電圧検知回路3と差動増幅回路1
00とVg電圧検知回路11とが能動化し、パルス発生
回路12はラッチ回路107からのSASS信号の待ち
状態となる。
When NDS changes from the L level to the H level at the timing of time T1, the control circuit 105 outputs the signal RF.
ACT is switched from L level to H level and output.
By this switching, the reference voltage generating circuit 1 is activated, and the value of the reference voltage VREF becomes stable until the time T2. Next, when NDS changes from the H level to the L level at the timing of time T2, the control circuit 105 outputs the signal D
S is switched from L level to H level and output. Due to this switching, the Vp voltage detection circuit 3 and the differential amplifier circuit 1
00 and the Vg voltage detection circuit 11 are activated, and the pulse generation circuit 12 enters a waiting state for the SASS signal from the latch circuit 107.

【0018】Vp電圧検知回路3は、信号DSがHレベ
ルの間能動化し、検知結果に応じて昇圧ポンプ回路2を
動作又は停止させ、VpをVg+Vt(Vtは、トラン
ジスタの特性に応じて定まり例えば約1Vである。)程
度に保つ。より詳しくは、Vp電圧検知回路3は、Vp
<Vg+Vtのとき、昇圧ポンプ回路2に対して信号を
発生して昇圧ポンプ回路2を能動化させる。これにより
昇圧ポンプ回路2は、Vp<Vg+VtのときVp電圧
検知回路3からの信号を受けて能動化し、電源電圧VD
Dよりも高い電圧でVp>Vg+Vtとなるまで動作す
る(図5の電圧関係図参照)。
The Vp voltage detection circuit 3 is activated while the signal DS is at the H level, operates or stops the boosting pump circuit 2 according to the detection result, and sets Vp to Vg + Vt (Vt is determined according to the characteristics of the transistor, for example. It is about 1 V.) More specifically, the Vp voltage detection circuit 3 is
When <Vg + Vt, a signal is generated for the boost pump circuit 2 to activate the boost pump circuit 2. As a result, the booster pump circuit 2 receives the signal from the Vp voltage detection circuit 3 when Vp <Vg + Vt and is activated, and the power supply voltage VD
It operates until the voltage Vp> Vg + Vt is higher than the voltage D (see the voltage relationship diagram in FIG. 5).

【0019】差動増幅回路100は、信号DSがHレベ
ルの間能動化し、Vp電圧を電源としてVg電圧がVR
EFの2倍になるようにVg電圧を上昇させる。Vg電
圧検知回路11は、信号DSがHレベルの間能動化し、
Vg電圧が目標値であるVREF電圧×2倍に達したこ
とを検知し、検知したとき信号SASをLレベルからH
レベルに切り替えて出力する(時刻T3)。
The differential amplifier circuit 100 is activated while the signal DS is at the H level, and the Vg voltage is used as a power source and the Vg voltage is VR.
The Vg voltage is increased so as to be twice the EF. The Vg voltage detection circuit 11 is activated while the signal DS is at H level,
It is detected that the Vg voltage has reached the target value of VREF voltage × 2 times, and when it is detected, the signal SAS is changed from L level to H level.
The level is switched and output (time T3).

【0020】ラッチ回路107は、信号SASがLレベ
ルからHレベルに切り替わるとそれを記憶しSASSを
LレベルからHレベルに切り替えて出力する。パルス発
生回路12は信号SASSのHレベルを受けて信号SA
AVをLレベルからHレベルに切り替えて出力する。パ
ルス発生回路12は、信号SAAVをHレベルに切り替
えてから所定時間の経過後に、信号SAAVをHレベル
からLレベルに切り替えて出力する。この所定時間は、
センスアンプ9が選択されたメモリセルからの電圧を取
り出すのに必要十分な期間である。
When the signal SAS switches from L level to H level, the latch circuit 107 stores it and switches SASS from L level to H level and outputs it. The pulse generation circuit 12 receives the signal SASS at the H level and outputs the signal SA
AV is switched from L level to H level and output. The pulse generation circuit 12 switches the signal SAAV from the H level to the L level and outputs the signal SAAV after a predetermined time elapses after switching the signal SAAV to the H level. This predetermined time is
This is a necessary and sufficient period for the sense amplifier 9 to take out the voltage from the selected memory cell.

【0021】時刻T3において、ロウデコーダ6は、及
びカラムデコーダ8は、目標値に達したVg電圧の供給
を受けてアドレスAddY及びAddXで指定される1
本のワード線111及びビット線112を選択してい
る。センスアンプ9は、信号SAAVがHレベルになっ
たことを受けて能動化し、選択されているワード線11
1及びビット線112の交点にあるメモリセルからの電
圧を増幅し、DOUTより出力する。
At time T3, the row decoder 6 and the column decoder 8 are supplied with the Vg voltage that has reached the target value, and are designated by the addresses AddY and AddX 1
The word line 111 and the bit line 112 of the book are selected. The sense amplifier 9 is activated in response to the signal SAAV being at the H level, and the selected word line 11 is activated.
The voltage from the memory cell at the intersection of 1 and the bit line 112 is amplified and output from DOUT.

【0022】データラッチ110は、時刻T4において
信号SAAVがHレベルからLレベルに切り替わったこ
とを受けて、センスアンプ9により出力されたDOUT
の値をラッチし、ラッチした値をDataとして出力し
つづける。ここでラッチとは、特定の値を保持し続ける
ことをいう。データラッチ110は、時刻T4から次の
サイクルの時刻T4までの間、センスアンプ9より出力
されるDOUTの値を保持し、Dataとして出力し続
ける。
Data latch 110 outputs DOUT output by sense amplifier 9 in response to signal SAAV switching from H level to L level at time T4.
Value is latched, and the latched value is continuously output as Data. Here, the term “latch” means to keep holding a specific value. The data latch 110 holds the value of DOUT output from the sense amplifier 9 from time T4 to time T4 of the next cycle, and continues to output it as Data.

【0023】センスアンプ9は、時刻T4において信号
SAAVがHレベルからLレベルに切り替わったことを
受けて、動作を停止する。また制御回路105は、時刻
T4において信号SAAVがHレベルからLレベルに切
り替わったことを受けて、信号DSをHレベルからLレ
ベルに切り替えて出力する。この信号DSの切り替えに
より、Vp電圧検知回路3、差動増幅回路100、Vg
電圧検知回路11は動作を停止する。
Sense amplifier 9 stops its operation in response to signal SAAV switching from H level to L level at time T4. Further, control circuit 105 switches and outputs signal DS from H level to L level in response to signal SAAV switching from H level to L level at time T4. By switching the signal DS, the Vp voltage detection circuit 3, the differential amplifier circuit 100, Vg
The voltage detection circuit 11 stops its operation.

【0024】以上のようにして半導体記憶装置200
は、信号NDSのクロッキングを受けて時刻T1→T2
→T3→T4→T1→T2→T3→T4→T1...と
読み出しの操作を繰り返す。この繰り返しにおいて、時
刻T4から次の時刻T1までの間、半導体記憶装置20
0内の全ての回路が停止しているのでその間の電流消費
はない。また、時刻T4から次の時刻T2までの間、V
p及びVgへの電荷供給あるいは電荷引抜を行う回路の
全てが停止しているので、Vp及びVg電圧は時刻T4
の時の電圧レベルを保持したままHi−z(ハイインピ
ーダンス)状態となる。
As described above, the semiconductor memory device 200
Receives the clocking of the signal NDS at time T1 → T2
→ T3 → T4 → T1 → T2 → T3 → T4 → T1. . . And the read operation is repeated. In this repetition, from time T4 to the next time T1, the semiconductor memory device 20
Since all the circuits in 0 are stopped, there is no current consumption during that time. Also, from time T4 to the next time T2, V
Since all the circuits that supply or extract charges to p and Vg are stopped, the Vp and Vg voltages are at time T4.
The Hi-z (high impedance) state is maintained while the voltage level at that time is maintained.

【0025】このHi−z状態の間、ジャンクションリ
ーク(接続点からの漏れ電流)によってわずかながら電
荷が放電されるので、Vp及びVg電圧は低下する。し
かし、次のサイクルの時刻T2においては、放電された
分だけ昇圧すればVp及びVgは目標値に達する。よっ
て昇圧動作時間は、VDDから電圧上昇することに比べ
て短くなり、昇圧電源回路201の消費電流は格段に減
少する。<Nチャネルトランジスタ103、104>時
刻T4から次のサイクルの時刻T2までの間に、Vp及
びVg電圧がリークによる電圧低下により接地レベルに
まで降下した場合、時刻T2以降において昇圧ポンプ回
路2及び差動増幅回路100がVp及びVg電圧を接地
レベルから目標値まで上昇させることは、多くの消費電
流を必要とする。そのような消費電流を削減するため
に、トランジスタ103及び104がある。トランジス
タ103及び104は、電源電圧VDDとVp、Vgそ
れぞれとにダイオード接続され、Vp及びVgのリーク
による電圧低下をVdd−Vtまでに抑える働きをす
る。<ラッチ回路107>ここでラッチ回路107を必
要とするのは、もし時刻T3でSASが一度Hレベルに
変化した後、Vgへのノイズ等で再びSASがLレベル
になる(図4において信号SASの波形に示される点線
部分)と、SASを受けて動作するパルス発生回路12
は、時刻T4を待たずにSAAVをLレベルに切り替え
てしまい。メモリセルの記憶情報を読み出すセンスアン
プ時間が不足して正常な読み出しができなくなるからで
ある。
During this Hi-z state, the electric charges are slightly discharged by the junction leak (leakage current from the connection point), so that the Vp and Vg voltages are lowered. However, at time T2 of the next cycle, Vp and Vg reach the target values if the voltage is boosted by the discharged amount. Therefore, the boosting operation time becomes shorter than the voltage rising from VDD, and the current consumption of the boosting power supply circuit 201 is significantly reduced. <N-Channel Transistors 103, 104> When the Vp and Vg voltages drop to the ground level due to the voltage drop due to leakage between time T4 and time T2 of the next cycle, the boost pump circuit 2 and the difference between Raising the Vp and Vg voltages from the ground level to the target value by the dynamic amplifier circuit 100 requires a large amount of current consumption. In order to reduce such current consumption, there are transistors 103 and 104. The transistors 103 and 104 are diode-connected to the power supply voltages VDD and Vp and Vg, respectively, and have a function of suppressing a voltage drop due to leakage of Vp and Vg to Vdd-Vt. <Latch circuit 107> Here, the latch circuit 107 is required because if the SAS once changes to the H level at time T3, the SAS becomes the L level again due to noise on Vg (in FIG. And the pulse generation circuit 12 that operates by receiving the SAS.
Switches SAAV to L level without waiting for time T4. This is because the sense amplifier time for reading the stored information in the memory cell is insufficient and normal reading cannot be performed.

【0026】以上のように本実施形態の半導体記憶装置
は、Vg電圧が目標値に達したことを検知して所定の時
間読み出しを行い、この読み出しの時間以外はすべての
回路を停止させることで消費電流を削減し、またVp及
びVgの電荷を次の読み出しの時まで電圧低下が少ない
状態で保持するので、昇圧に要する電流消費を抑えてい
る。またラッチ回路107によりセンスアンプ動作に必
要な時間を保証している。 <差動増幅回路100>次に、差動増幅回路100が発
生する電圧Vgが目標値(VREF×2)を超えないた
めの回路構成について説明する。
As described above, the semiconductor memory device according to the present embodiment detects that the Vg voltage has reached the target value, performs the reading for a predetermined time, and stops all the circuits except the reading time. Since the current consumption is reduced and the electric charges of Vp and Vg are held in a state where the voltage drop is small until the next read, the current consumption required for boosting is suppressed. The latch circuit 107 guarantees the time required for the sense amplifier operation. <Differential Amplifier Circuit 100> Next, a circuit configuration for preventing the voltage Vg generated by the differential amplifier circuit 100 from exceeding the target value (VREF × 2) will be described.

【0027】図6は差動増幅回路100の構成を示す。
同図において差動増幅回路100は、Pチャネルトラン
ジスタ13、16、17、22、24と、Nチャネルト
ランジスタ15、23、25と、抵抗素子18と、レベ
ルシフタ20とから構成される。この構成において、2
つの点線で囲まれた領域はそれぞれ、停止設定回路30
0と能力切替回路301である。なお、Pチャネルトラ
ンジスタ13、16、17、Nチャネルトランジスタ1
5、23及び抵抗素子18から構成される部分は従来か
ら有る差動増幅回路である。
FIG. 6 shows the configuration of the differential amplifier circuit 100.
In the figure, the differential amplifier circuit 100 includes P-channel transistors 13, 16, 17, 22, 24, N-channel transistors 15, 23, 25, a resistance element 18, and a level shifter 20. In this configuration, 2
The areas surrounded by the two dotted lines respectively indicate the stop setting circuit 30.
0 and capacity switching circuit 301. The P-channel transistors 13, 16, 17 and the N-channel transistor 1
The portion composed of 5, 23 and the resistance element 18 is a conventional differential amplifier circuit.

【0028】まず、時刻T2における昇圧電源回路20
1の起動時に、不必要にVpがVgに供給されることに
よりVgが目標値以上に上昇するという不具合が起こる
ことを回避する対策について説明する。時刻T2以前に
おいては、信号DSがLレベルであることを受けて、P
チャネルトランジスタ22はドレイン−ソース間が導通
し、Nチャネルトランジスタ23、25はドレイン−ソ
ース間が遮断している。この状態の時、ノードN1、V
ghf1の電位はそれぞれVp、Vgとなっている。
First, the boosting power supply circuit 20 at time T2
A measure for avoiding the problem that Vg rises above the target value due to Vp being unnecessarily supplied to Vg at the time of startup of No. 1 will be described. Before the time T2, the signal DS is at the L level, so that P
The drain of the channel transistor 22 is conductive, and the drains of the N channel transistors 23 and 25 are blocked. In this state, nodes N1 and V
The potentials of ghf1 are Vp and Vg, respectively.

【0029】時刻T2において信号DSがLレベルから
Hレベルに変わると、Pチャネルトランジスタ22はド
レイン−ソース間が遮断し、Nチャネルトランジスタ2
3、25はドレイン−ソース間が導通する。これにより
ノードVghf1の電圧はVgからVg/2に向かって
降下する。時刻T2において電圧がVpであったノード
N1はVghf1<VREFとなる時までは、Pチャネ
ルトランジスタ16、17を導通させる電位まで降下し
ない。したがって、停止設定回路300により、時刻T
2において差動増幅回路100が起動した直後から正常
に比較動作を行うので、回路起動時にVg電圧が目標値
以上に上昇することはない。 <能力切替回路301>次にVpからVgへの電荷供給
におけるオーバーシュート対策を説明する。
When the signal DS changes from the L level to the H level at time T2, the P-channel transistor 22 cuts off between the drain and the source, and the N-channel transistor 2
3 and 25 are electrically connected between the drain and the source. As a result, the voltage of the node Vghf1 drops from Vg toward Vg / 2. The node N1 whose voltage was Vp at time T2 does not drop to the potential for making the P-channel transistors 16 and 17 conductive until Vghf1 <VREF. Therefore, the stop setting circuit 300 causes the time T
Since the comparison operation is normally performed immediately after the differential amplifier circuit 100 is started in the second example, the Vg voltage does not rise above the target value when the circuit is started. <Capability Switching Circuit 301> Next, a countermeasure against overshoot in the charge supply from Vp to Vg will be described.

【0030】差動増幅回路100は1アドレスの読み出
し動作を数十nsのような短い周期で行う高速モードの
場合にも動作させる必要がある(図7参照)。高速モー
ドの場合、Vgに対する電流負荷はNDSの立下りで発
生し、それに伴なってVgレベルは低下する。Vgレベ
ルの低下は数十ns後の次の読み出しサイクルまでに復
活させる必要があるので、そのためにVpからVgへ電
荷を供給するPチャネルトランジスタ16、17総能力
を高くしている。
The differential amplifier circuit 100 must be operated even in the high speed mode in which the read operation of one address is performed in a short cycle such as several tens of ns (see FIG. 7). In the high speed mode, a current load on Vg occurs at the falling edge of NDS, and the Vg level decreases accordingly. Since the decrease in the Vg level needs to be restored by the next read cycle after several tens of ns, the total capability of the P-channel transistors 16 and 17 for supplying charges from Vp to Vg is increased for that purpose.

【0031】一方、1アドレスの読み出し動作を数μs
以上のような長い周期で行う低速モードの場合、Vpか
らVgへ電荷を供給するPチャネルトランジスタ16と
17の両方を用いると能力過剰によりVgレベルの上昇
は早くなり、差動回路のレスポンスが追い付かないた
め、目標電圧を超えてオーバーシュート状態となり、そ
の高い電圧のまま読み出しが行われてしまうという不具
合が起こる。このオーバーシュートを回避するため、低
速モード時はPチャネルトランジスタ16を使用しない
様にPチャネルトランジスタ24を遮断し、VpからV
gへの電荷供給はPチャネルトランジスタ17のみを使
用するように能力切替回路301を構成している。 <Vg電圧検知回路11>次に、Vg電圧検知回路11
が回路動作直後に誤った検知結果を出力しないための回
路構成と、Vgレベルが確実に目標電圧で検知されるた
めの回路構成について説明する。
On the other hand, the read operation of one address is performed for several μs.
In the case of the low speed mode which is performed in the long cycle as described above, if both P-channel transistors 16 and 17 that supply charges from Vp to Vg are used, the Vg level rises faster due to excess capacity, and the response of the differential circuit catches up. Since it does not exist, the target voltage is exceeded and an overshoot state occurs, and reading occurs with the high voltage. In order to avoid this overshoot, in the low speed mode, the P channel transistor 24 is cut off so that the P channel transistor 16 is not used, and Vp to V
The capacity switching circuit 301 is configured so that only the P-channel transistor 17 is used to supply electric charge to g. <Vg voltage detection circuit 11> Next, the Vg voltage detection circuit 11
A circuit configuration for not outputting an erroneous detection result immediately after the circuit operation and a circuit configuration for surely detecting the Vg level at the target voltage will be described.

【0032】図8はVg電圧検知回路11の構成を示
す。同図においてVg電圧検知回路11は、Pチャネル
トランジスタ30、37、38、39と、Nチャネルト
ランジスタ31、32、33、34、36、40と、抵
抗素子41、レベルシフタ47、インバータ43、4
5、48、NAND回路44から構成される。同図にお
いて2つの点線の囲み部分はそれぞれ、オフセット回路
400と停止設定回路401である。Pチャネルトラン
ジスタ30、38、Nチャネルトランジスタ31、3
2、33、40、抵抗素子41で構成される部分は従来
から有る差動増幅回路である。 <停止設定回路401>まず、時刻T2における回路起
動時に誤った検知結果を出力しないための対策について
説明する。
FIG. 8 shows the configuration of the Vg voltage detection circuit 11. In the figure, the Vg voltage detection circuit 11 includes P-channel transistors 30, 37, 38 and 39, N-channel transistors 31, 32, 33, 34, 36 and 40, a resistance element 41, a level shifter 47, inverters 43 and 4.
5, 48 and a NAND circuit 44. In the figure, the portions surrounded by two dotted lines are the offset circuit 400 and the stop setting circuit 401, respectively. P-channel transistors 30, 38, N-channel transistors 31, 3
The portion constituted by 2, 33, 40 and the resistance element 41 is a conventional differential amplifier circuit. <Stop Setting Circuit 401> First, a measure for preventing an erroneous detection result from being output when the circuit is activated at time T2 will be described.

【0033】時刻T2以前においては、信号DSがLレ
ベルであることを受けて、Pチャネルトランジスタ37
及びNチャネルトランジスタ36はドレイン−ソース間
が導通し、Pチャネルトランジスタ39、Nチャネルト
ランジスタ33及び40はドレイン−ソース間が遮断し
ている。このとき、ノードN2及びVghf2の電位は
共に0Vとなっている。
Before time T2, the P-channel transistor 37 receives the fact that the signal DS is at L level.
The N-channel transistor 36 and the N-channel transistor 36 are electrically connected between the drain and the source, and the P-channel transistor 39 and the N-channel transistors 33 and 40 are electrically disconnected between the drain and the source. At this time, the potentials of the node N2 and Vghf2 are both 0V.

【0034】ノードN2が0Vであることにより、Pチ
ャネルトランジスタ38はドレイン−ソース間が導通
し、この導通によってノードN4はハイレベルとなり、
インバータ48が出力する信号SASはLレベルとな
る。また、ノードVghf2が0Vであることにより、
Nチャネルトランジスタ32及び34はドレイン−ソー
ス間が遮断している。
Since the node N2 is at 0V, the drain and source of the P-channel transistor 38 become conductive, and this conduction makes the node N4 high level.
The signal SAS output from the inverter 48 becomes L level. Further, since the node Vghf2 is 0V,
The drains and sources of the N-channel transistors 32 and 34 are cut off.

【0035】時刻T2において信号DSがLレベルから
Hレベルに切り替わると、Pチャネルトランジスタ37
及びNチャネルトランジスタ36はドレイン−ソース間
が遮断し、Pチャネルトランジスタ39、Nチャネルト
ランジスタ33及び40はドレイン−ソース間が導通す
る。時刻T2直後における各ノードの状態は、Vgレベ
ルが目標値であるVREF×2より低い場合における各
ノードの状態と同じ状態になっている。この状態によ
り、信号SASは時刻T2の直後においてLレベルを出
力し、Vgが目標値に達していないのに信号SASをH
レベルに切り替えるといった誤動作を起こすことが無
い。 <オフセット回路400>次にVgレベルが確実に目標
値で検知されるための回路構成について説明する。
When the signal DS changes from the L level to the H level at time T2, the P channel transistor 37
The drain of the N-channel transistor 36 and the source of the N-channel transistor 36 are cut off, and the drain of the P-channel transistor 39 and the N-channel transistors 33 and 40 are turned on. The state of each node immediately after time T2 is the same as the state of each node when the Vg level is lower than the target value VREF × 2. In this state, the signal SAS outputs the L level immediately after the time T2, and the signal SAS is set to the H level even though Vg does not reach the target value.
There is no malfunction such as switching to the level. <Offset Circuit 400> Next, a circuit configuration for surely detecting the Vg level at the target value will be described.

【0036】差動増幅回路100とVg電圧検知回路1
1の基準電圧は共にVREFである。差動増幅回路10
0は目標値のVg=VREF×2となるようにVgを制
御しようと動作するが、回路素子の特性のばらつきや電
流負荷の変動によって、目標値よりも0.01V低い電
圧で安定する。このような場合において、Vg電圧検知
回路11の検知レベルがVg=VREF×2である場
合、Vg電圧検知回路11が出力する信号SASは、永
久にLレベルからHレベルに変化しなくなる。信号SA
SがHレベルに変化しないことにより、センスアンプ9
は動作しないままサイクルが終了するという誤動作とな
る。これを避けるために、Nチャネルトランジスタ31
と同能力のNチャネルトランジスタ32にNチャネルト
ランジスタ34を並列接続する。そうすることで差動回
路のバランスが多少傾き、Vg電圧検知回路11の検知
レベルをVg=VREF×2−0.05Vと、Vg=V
REF×2よりも0.05Vだけ微小に下げることがで
きる。この下げ幅は、ここでは0.05Vであるが、N
チャネルトランジスタ34の能力を変えることにより調
節可能である。
Differential amplifier circuit 100 and Vg voltage detection circuit 1
Both reference voltages of 1 are VREF. Differential amplifier circuit 10
0 operates to control Vg so that Vg = VREF × 2, which is a target value, but the voltage is stabilized at a voltage lower than the target value by 0.01 V due to variations in characteristics of circuit elements and fluctuations in current load. In such a case, when the detection level of the Vg voltage detection circuit 11 is Vg = VREF × 2, the signal SAS output from the Vg voltage detection circuit 11 does not permanently change from the L level to the H level. Signal SA
Since S does not change to H level, the sense amplifier 9
Is a malfunction that the cycle ends without operating. To avoid this, the N-channel transistor 31
An N-channel transistor 34 having the same capability as is connected in parallel with an N-channel transistor 34. By doing so, the balance of the differential circuit is slightly inclined, and the detection level of the Vg voltage detection circuit 11 is Vg = VREF × 2-0.05V and Vg = V
It can be slightly decreased by 0.05 V from REF × 2. The reduction range is 0.05 V here, but N
It can be adjusted by changing the capability of the channel transistor 34.

【0037】なお、実施形態に示した回路に対し、電圧
の正負を反転させた回路を構築してもよく、この場合に
は実施形態に示したNチャネルトランジスタ及びPチャ
ネルトランジスタはそれぞれPチャネルトランジスタ、
Nチャネルトランジスタに置き換えるとよい。
It should be noted that a circuit in which the positive and negative of the voltage are inverted with respect to the circuit shown in the embodiment may be constructed. In this case, the N-channel transistor and the P-channel transistor shown in the embodiment are P-channel transistors, respectively. ,
It may be replaced with an N-channel transistor.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の半導体記憶装置は、メモリアレ
イを有する半導体記憶装置であって、メモリセルに記憶
された情報を読み出す機能を有する読出手段と、メモリ
セルに記憶された情報の読み出しのために、外部から供
給される電圧を昇圧してメモリセルに供給する機能を有
する昇圧手段と、読出サイクルの開始後に前記昇圧手段
に昇圧を開始させる開始制御手段と、前記昇圧手段によ
り昇圧された電圧が、メモリセルに記憶された情報の読
み出しに要する所定値に達した事象を検知し、当該事象
の検知がなされた時に前記読出手段に読み出し動作を開
始させる検知手段と、前記検知手段により前記事象の検
知がなされた時から前記読み出し動作に要する所定時間
が経過した後に前記昇圧手段に昇圧を停止させる停止制
御手段とを含む。
The semiconductor memory device of the present invention is a semiconductor memory device having a memory array, and has a reading means having a function of reading information stored in a memory cell, and a read means for reading information stored in the memory cell. To this end, boosting means having a function of boosting a voltage supplied from the outside and supplying the boosted voltage to the memory cell, start control means for causing the boosting means to start boosting after the start of the read cycle, and boosting means boosted by the boosting means. A detection unit that detects an event that the voltage has reached a predetermined value required to read the information stored in the memory cell, and causes the reading unit to start a read operation when the event is detected; Stop control means for causing the boosting means to stop boosting after a lapse of a predetermined time required for the reading operation from the time when the event is detected.

【0039】この構成により半導体記憶装置は、読み出
しサイクルの開始後にメモリセルに供給するための電圧
の昇圧を開始し、昇圧された電圧が所定値に達した時か
ら読み出し動作を開始し、当該読み出し動作の開始の時
から所定時間の経過後に昇圧を停止する。この所定時間
は、読出手段が実際の読み出し動作を行うのに必要とす
る時間である。このようにメモリセルに供給するための
電圧の昇圧期間が、読み出し動作の期間に合わせて必要
最小限に短くなっているので、昇圧期間が無駄に長く設
定されている場合と比較して電流消費が低減されるとい
う効果がある。特に、1サイクルが数μs以上のような
比較的長い周期の場合、1サイクル中の読み出し動作に
要する期間よりも読み出し動作が行われない期間の方が
長くなるので、もし1サイクル中に常に昇圧を行うとす
れば、読み出し動作が行われない長期間において不必要
な電流を消費することとなる。この点、本発明の半導体
記憶装置は、実際の読み出し動作の開始時刻に合わせ
て、その開始時刻の少し前から昇圧を行い、読み出し動
作の終了と同時に昇圧の動作を停止するので、読み出し
動作が行われない期間に不必要な電流が消費されること
はない。
With this configuration, the semiconductor memory device starts boosting the voltage to be supplied to the memory cell after the start of the read cycle, starts the read operation when the boosted voltage reaches a predetermined value, and then performs the read operation. The boosting is stopped after a predetermined time has elapsed from the start of the operation. This predetermined time is the time required for the reading means to perform the actual read operation. In this way, the boosting period of the voltage to be supplied to the memory cell is shortened to the required minimum in accordance with the read operation period, so that the current consumption is reduced compared to the case where the boosting period is set unnecessarily long. Has the effect of being reduced. In particular, if one cycle is a relatively long cycle such as several μs or more, the period during which the read operation is not performed is longer than the period required for the read operation during one cycle, so if the voltage is constantly boosted during one cycle. If this is done, unnecessary current will be consumed for a long period when the read operation is not performed. In this respect, the semiconductor memory device of the present invention boosts the voltage slightly before the start time of the actual read operation and stops the boost operation at the same time as the end of the read operation. No unnecessary current is consumed during periods when it is not done.

【0040】また前記半導体記憶装置において、前記読
出手段は、複数のメモリセルのうち選択されたメモリセ
ルのセル電流を増幅して出力する機能を有するセンスア
ンプを含み、前記昇圧手段は、本半導体記憶装置の外部
から入力される電源電圧に基づき、当該電源電圧以下の
一定電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記電源電圧
より高い電圧を発生する機能を有する昇圧ポンプ回路
と、前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧に基づき、前記
基準電圧発生回路の発生する電圧を基準として、当該基
準の所定数倍でありかつ前記電源電圧より高い出力電圧
を発生してメモリセルに供給する機能を有する差動増幅
回路と、前記差動増幅回路の発生する電圧を基準とし
て、当該基準と前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧とを
比較し、比較結果に応じて前記昇圧ポンプ回路の昇圧動
作の開始及び停止に係る制御を行うことにより、前記昇
圧ポンプ回路の発生する電圧を一定範囲に収束させる機
能を有する第1の電圧検知回路とを含む。前記検知手段
は、前記基準電圧発生回路の発生する電圧と、前記差動
増幅回路の発生する出力電圧を降圧して得た比較用電圧
とを比較することにより、前記差動増幅回路の発生する
出力電圧が前記電源電圧より高い予め設定された電圧に
達したという事象を検知し、当該事象が検知された時に
前記センスアンプを能動化させる第2の電圧検知回路を
含み、前記開始制御手段は、読出サイクルの開始後に前
記第1の電圧検知回路及び前記差動増幅回路を能動化す
ることにより、前記昇圧手段に昇圧を開始させ、更に、
前記読出サイクルの開始後に前記第2の電圧検知回路を
能動化し、前記停止制御手段は、前記センスアンプが能
動化されてから前記所定時間が経過した後に、前記昇圧
ポンプ回路と前記差動増幅回路と前記第1の電圧検知回
路とを機能停止状態にすることにより、前記昇圧手段に
昇圧を停止させ、更に、前記センスアンプが能動化され
てから前記所定時間が経過した後に、前記第2の電圧検
知回路を機能停止状態にする。
Further, in the semiconductor memory device, the reading means includes a sense amplifier having a function of amplifying and outputting a cell current of a memory cell selected from a plurality of memory cells, and the boosting means includes the present semiconductor. A reference voltage generation circuit that generates a constant voltage equal to or lower than the power supply voltage based on a power supply voltage input from the outside of the storage device, a boosting pump circuit having a function of generating a voltage higher than the power supply voltage, and the boosting pump circuit. A differential voltage having a function of generating an output voltage, which is a predetermined multiple of the reference voltage and higher than the power supply voltage, on the basis of the voltage generated by the reference voltage generation circuit and which is supplied to the memory cell. Using the voltage generated by the amplifier circuit and the differential amplifier circuit as a reference, the reference is compared with the voltage generated by the booster pump circuit, and the result of the comparison is compared. By performing control in accordance with the start and stop of the boosting operation of the boosting pump circuit Te, and a first voltage detection circuit having a function of converging a voltage generated in the booster pump circuit within a predetermined range. The detection means compares the voltage generated by the reference voltage generation circuit with a comparison voltage obtained by stepping down the output voltage generated by the differential amplification circuit to generate the differential amplification circuit. The start control means includes a second voltage detection circuit that detects an event that the output voltage has reached a preset voltage higher than the power supply voltage, and activates the sense amplifier when the event is detected. Activating the first voltage detection circuit and the differential amplifier circuit after the start of the read cycle to cause the boosting means to start boosting, and
The second voltage detection circuit is activated after the start of the read cycle, and the stop control means is configured to activate the second amplifier circuit after the predetermined time has elapsed since the sense amplifier was activated. The first voltage detection circuit and the first voltage detection circuit are brought into a functionally stopped state to stop the boosting by the boosting means, and further, after the predetermined time has elapsed after the sense amplifier was activated, the second voltage is detected. Disables the voltage detection circuit.

【0041】なおこの構成における各要素は図3に対応
しており、前記昇圧手段は昇圧電源回路201、前記基
準電圧発生回路は基準電圧発生回路1、前記昇圧ポンプ
回路は昇圧ポンプ回路2、前記差動増幅回路は差動増幅
回路100、前記第1の電圧検知回路はVp電圧検知回
路3、前記第2の電圧検知回路はVg電圧検知回路1
1、前記開始制御手段と前記停止制御手段とは制御回路
105、にそれぞれ対応する。
Each element in this configuration corresponds to FIG. 3, wherein the boosting means is the boosting power supply circuit 201, the reference voltage generating circuit is the reference voltage generating circuit 1, the boosting pump circuit is the boosting pump circuit 2, and the boosting pump circuit is the boosting pump circuit 2. The differential amplifier circuit is a differential amplifier circuit 100, the first voltage detection circuit is a Vp voltage detection circuit 3, and the second voltage detection circuit is a Vg voltage detection circuit 1.
1. The start control means and the stop control means correspond to the control circuit 105, respectively.

【0042】また前記半導体記憶装置は、更に、前記第
2の電圧検知回路により前記事象の検知された時から前
記所定時間が経過した時点で当該センスアンプの機能を
停止させるセンスアンプ停止制御回路と、前記センスア
ンプの出力を当該センスアンプの機能停止後一定期間保
存するセンスアンプ出力ラッチ回路とを含む。半導体記
憶装置において、最も電力消費が大きいのは昇圧ポンプ
回路であり、その次に電力消費が大きいのはセンスアン
プである。よって読み出し動作終了時に昇圧ポンプ回路
を含む昇圧手段を停止することに加えて、センスアンプ
を停止することで、電力消費低減の更なる効果が得られ
る。そして、センスアンプを停止した後もセンスアンプ
の出力を得ることができるようにするために、半導体記
憶装置は、センスアンプ出力ラッチ回路を備えている。
The semiconductor memory device further includes a sense amplifier stop control circuit for stopping the function of the sense amplifier when the predetermined time elapses after the event is detected by the second voltage detection circuit. And a sense amplifier output latch circuit that stores the output of the sense amplifier for a certain period after the function of the sense amplifier is stopped. In the semiconductor memory device, the step-up pump circuit has the highest power consumption, and the sense amplifier has the second highest power consumption. Therefore, in addition to stopping the boosting means including the boosting pump circuit at the end of the read operation, by stopping the sense amplifier, a further effect of reducing power consumption can be obtained. The semiconductor memory device is provided with a sense amplifier output latch circuit so that the output of the sense amplifier can be obtained even after the sense amplifier is stopped.

【0043】また前記半導体記憶装置において、前記第
2の電圧検知回路は、前記センスアンプを能動化させる
際に所定の信号を出力し、前記半導体記憶装置は、前記
第2の電圧検知回路から出力される前記所定の信号を一
定期間保存し、保存結果である信号を前記センスアンプ
に伝えるセンスアンプ能動化信号ラッチ回路を含む。第
2の電圧検知回路は、差動増幅回路の出力電圧が昇圧さ
れてやがて目標値に達したという事象を検出した時、前
記所定の信号を出力し、この信号の出力を受けてセンス
アンプは能動化する。ここで半導体記憶装置は、前記所
定の信号の出力をラッチするセンスアップ能動化信号ラ
ッチ回路を更に備え、ラッチ回路の出力に応じてセンス
アンプを能動化させることにより、差動増幅回路の出力
にノイズが発生してその影響により前記所定の信号の出
力が振動したとしても、センスアンプはその振動に影響
されずに安定動作する。その結果、昇圧電圧へのノイズ
を原因とする動作不良が無く、安定した読み出しを実現
することができる。
Further, in the semiconductor memory device, the second voltage detection circuit outputs a predetermined signal when activating the sense amplifier, and the semiconductor memory device outputs from the second voltage detection circuit. And a sense amplifier activation signal latch circuit for storing the predetermined signal to be stored in the sense amplifier for a certain period of time and transmitting the stored signal to the sense amplifier. When the second voltage detection circuit detects an event that the output voltage of the differential amplifier circuit is boosted and eventually reaches the target value, the second voltage detection circuit outputs the predetermined signal, and the sense amplifier receives the output of this signal. Activate. Here, the semiconductor memory device further includes a sense-up activation signal latch circuit that latches the output of the predetermined signal, and activates the sense amplifier in accordance with the output of the latch circuit to output the signal to the output of the differential amplifier circuit. Even if noise is generated and the output of the predetermined signal vibrates due to the influence of the noise, the sense amplifier operates stably without being affected by the vibration. As a result, there is no malfunction due to noise in the boosted voltage, and stable reading can be realized.

【0044】また前記半導体記憶装置において、前記差
動増幅回路は、更に、当該差動増幅回路の出力電圧を抵
抗分圧して得た前記比較用電圧を、当該差動増幅回路の
機能停止時において、当該出力電圧と同じにするように
働く第1のNチャネルトランジスタと、前記差動増幅回
路の差動回路部分の貫通電流を、当該差動増幅回路の機
能停止時において、遮断するように働く第2のNチャネ
ルトランジスタと、当該Pチャネルトランジスタのゲー
トが前記差動増幅回路の出力電圧となるノードに接続さ
れており、当該差動増幅回路の機能停止時において、当
該ノードが前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧に短絡す
るように働くPチャネルトランジスタとを含む。
In the semiconductor memory device, the differential amplifier circuit further uses the comparison voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the differential amplifier circuit when the function of the differential amplifier circuit is stopped. , The first N-channel transistor that acts to make the output voltage the same as the output voltage, and the through current of the differential circuit portion of the differential amplifier circuit that are cut off when the differential amplifier circuit stops functioning. The second N-channel transistor and the gate of the P-channel transistor are connected to a node serving as an output voltage of the differential amplifier circuit, and when the differential amplifier circuit stops functioning, the node is the booster pump circuit. And a P-channel transistor that works so as to be short-circuited to the voltage generated by.

【0045】この構成は図6の停止設定回路300に対
応し、第1のNチャネルトランジスタはNチャネルトラ
ンジスタ25、第2のNチャネルトランジスタはNチャ
ネルトランジスタ23、PチャネルトランジスタはPチ
ャネルトランジスタ22にそれぞれ対応する。この構成
によれば、差動増幅回路の停止時に次の動作時変化を見
据えた中間ノード電位を設定することができる。その結
果、差動増幅回路の発生する電圧が動作開始時に不本意
に設定電圧を超えることが無く、動作開始時からの安定
動作を実現することができる。
This configuration corresponds to the stop setting circuit 300 of FIG. 6, in which the first N-channel transistor is the N-channel transistor 25, the second N-channel transistor is the N-channel transistor 23, and the P-channel transistor is the P-channel transistor 22. Corresponds to each. According to this configuration, when the differential amplifier circuit is stopped, it is possible to set the intermediate node potential in consideration of the next change in operation. As a result, the voltage generated by the differential amplifier circuit does not inadvertently exceed the set voltage at the start of operation, and stable operation from the start of operation can be realized.

【0046】また前記半導体記憶装置において、前記差
動増幅回路は、更に、各々が前記昇圧ポンプ回路の発生
する電荷を前記差動増幅回路に供給するように接続され
ている複数の電荷供給用Pチャネルトランジスタと、前
記複数の電荷供給用Pチャネルトランジスタの一部のも
のに直接接続されており、読出モードに応じて当該電荷
供給用Pチャネルトランジスタを遮断するか遮断しない
を切り替えるように働く遮断制御用Pチャネルトランジ
スタとを含む。
In the semiconductor memory device, the differential amplifier circuit is further provided with a plurality of charge supply Ps each connected to supply the charge generated by the booster pump circuit to the differential amplifier circuit. A cutoff control which is directly connected to a channel transistor and a part of the plurality of charge supply P-channel transistors, and operates to cut off or not to cut off the charge supply P-channel transistor according to the read mode. P-channel transistor for use.

【0047】この構成は図6の能力切替回路301に対
応し、前記複数の電荷供給用Pチャネルトランジスタは
Pチャネルトランジスタ16及び17、前記遮断制御用
PチャネルトランジスタはPチャネルトランジスタ24
にそれぞれ対応する。この構成によれば、読み出しサイ
クルが数十nsといった高速動作の読み出しモード時は
前記複数の電荷供給用のPチャネルトランジスタを全て
用いることにより電荷供給の能力を高くして負荷回路に
よる電圧低下を抑え、読み出しサイクルが数十μsとい
った低速動作の読み出しモード時は前記複数の電荷供給
用のPチャネルトランジスタの一部を用いることにより
電荷供給の能力を低く抑え、設定電圧を不本意に超える
オーバーシュートを無くすという効果を有する。その結
果、高速動作及び低速動作の何れにおいても安定した電
圧発生を実現することができる。
This configuration corresponds to the capacity switching circuit 301 of FIG. 6, and the plurality of charge supplying P-channel transistors are P-channel transistors 16 and 17, and the cutoff control P-channel transistor is the P-channel transistor 24.
Respectively correspond to. According to this configuration, in the read mode of high-speed operation such that the read cycle is several tens of nanoseconds, all of the plurality of P-channel transistors for charge supply are used to enhance the charge supply capability and suppress the voltage drop due to the load circuit. In a low-speed read mode such as a read cycle of several tens of μs, a part of the plurality of P-channel transistors for charge supply is used to suppress the charge supply ability, and an overshoot that unintentionally exceeds the set voltage is performed. Has the effect of disappearing. As a result, stable voltage generation can be realized in both high speed operation and low speed operation.

【0048】また前記半導体記憶装置において、前記第
2の電圧検知回路は、カレントミラー接続された第1の
Pチャネルトランジスタと第2のPチャネルトランジス
タを含んで構成される差動回路部を有し、前記第2の電
圧検知回路は、更に、ゲートとドレインを接続した前記
第1のPチャネルトランジスタに対して並列接続されて
おり、当該第2の電圧検知回路の機能停止時において、
当該ドレインを電源電圧に短絡するように働く第3のP
チャネルトランジスタと、前記第2のPチャネルトラン
ジスタと接続され、当該第2の電圧検知回路の機能停止
時において、当該第2のPチャネルトランジスタのドレ
インを接地するように働く第1のNチャネルトランジス
タと、前記差動回路部の貫通電流を、当該第2の電圧検
知回路の機能停止時において、遮断するように働く第2
のNチャネルトランジスタと、前記差動増幅回路の出力
電圧のノード側に接続されており、前記差動増幅回路の
出力電圧を抵抗分圧して得た前記比較用電圧を、前記第
2の電圧検知回路の機能停止時において、接地電圧にす
るように働く第4のPチャネルトランジスタと、前記差
動回路部の出力を論理信号に変換するための、直列接続
されたPチャネルトランジスタ及びNチャネルトランジ
スタのうちの当該Nチャネルトランジスタを、前記第2
の電圧検知回路の機能停止時において、遮断する遮断部
とを含む。
In the semiconductor memory device, the second voltage detection circuit has a differential circuit portion including a first P-channel transistor and a second P-channel transistor connected in a current mirror. , The second voltage detection circuit is further connected in parallel to the first P-channel transistor whose gate and drain are connected, and when the function of the second voltage detection circuit is stopped,
A third P that acts to short the drain to the power supply voltage.
A channel transistor and a first N-channel transistor that is connected to the second P-channel transistor and that acts to ground the drain of the second P-channel transistor when the function of the second voltage detection circuit is stopped. A second through-current that acts to interrupt the through current of the differential circuit section when the second voltage detection circuit stops functioning.
Is connected to the node side of the output voltage of the differential amplifier circuit, and the comparison voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the differential amplifier circuit is detected by the second voltage detection circuit. A fourth P-channel transistor which functions to bring the voltage to the ground voltage when the circuit stops functioning, and a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in series for converting the output of the differential circuit section into a logic signal. The N-channel transistor of the
And a cutoff unit that cuts off the voltage detection circuit when the voltage detection circuit stops functioning.

【0049】この構成において第1のPチャネルトラン
ジスタ及び第2のPチャネルトランジスタは図8の2つ
のPチャネルトランジスタ30に対応し、第3のPチャ
ネルトランジスタはPチャネルトランジスタ37に対応
し、第1のNチャネルトランジスタはNチャネルトラン
ジスタ36に対応し、第2のNチャネルトランジスタは
Nチャネルトランジスタ33に対応し、第4のPチャネ
ルトランジスタはPチャネルトランジスタ39に対応
し、前記遮断部におけるPチャネルトランジスタはPチ
ャネルトランジスタ38に対応し、前記遮断部における
NチャネルトランジスタはNチャネルトランジスタ40
に対応する。
In this configuration, the first P-channel transistor and the second P-channel transistor correspond to the two P-channel transistors 30 in FIG. 8, the third P-channel transistor corresponds to the P-channel transistor 37, and the first P-channel transistor 37 corresponds to the first P-channel transistor 30. N channel transistor corresponds to the N channel transistor 36, the second N channel transistor corresponds to the N channel transistor 33, the fourth P channel transistor corresponds to the P channel transistor 39, and the P channel transistor in the cutoff section. Corresponds to the P-channel transistor 38, and the N-channel transistor in the cutoff section is the N-channel transistor 40.
Corresponding to.

【0050】この構成によれば、前記第2の電圧検知回
路の停止時に次の動作変化を見据えた中間ノード電位を
設定することができる。その結果、前記第2の電圧検知
回路が動作開始時に不本意に検知信号を出力することが
無く、動作開始時から正常な検知動作を実現することが
できる。また前記半導体記憶装置であって、前記第2の
電圧検知回路は、前記差動増幅回路の出力電圧を抵抗分
圧して得た前記比較用電圧をゲート受けする第1の差動
回路用Nチャネルトランジスタに対して、前記基準電圧
発生回路の発生する電圧をゲート受けする第2の差動回
路用Nチャネルトランジスタの能力よりも総能力が大き
くなるように前記第1の差動回路用Nチャネルトランジ
スタを並列接続している。
According to this structure, when the second voltage detection circuit is stopped, it is possible to set the intermediate node potential in view of the next operation change. As a result, the second voltage detection circuit does not inadvertently output a detection signal at the start of operation, and a normal detection operation can be realized from the start of operation. Also, in the semiconductor memory device, the second voltage detection circuit includes a first differential circuit N channel for receiving the comparison voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the differential amplification circuit. The first differential circuit N-channel transistor so that the total capacity of the transistor is larger than that of the second differential circuit N-channel transistor that receives the voltage generated by the reference voltage generation circuit. Are connected in parallel.

【0051】この構成によれば、差動増幅回路の発生す
る電圧が少し低いレベルで安定し、前記第2の電圧検知
回路が永久に検知信号を出力しないといったことが無く
なる。その結果、前記第2の電圧検知回路は誤動作する
ことが無く、正常な検知動作を実現することができる。
また前記半導体記憶装置は、更に、前記昇圧ポンプ回路
の発生する電圧のノードに対し、当該昇圧ポンプ回路の
機能停止時において、当該ノードが電源電圧を下回る場
合には外部電源から当該ノードに電荷を供給するように
ダイオード接続されているトランジスタを含む。
With this configuration, the voltage generated by the differential amplifier circuit is stabilized at a slightly lower level, and the second voltage detection circuit does not permanently output the detection signal. As a result, the second voltage detection circuit does not malfunction and a normal detection operation can be realized.
Further, the semiconductor memory device further applies an electric charge to a node of a voltage generated by the boosting pump circuit from an external power supply to the node when the node is below a power supply voltage when the boosting pump circuit stops functioning. It includes a transistor that is diode connected to supply.

【0052】この構成によれば、ハイインピーダンス状
態の前記昇圧ポンプ回路の出力点にある電圧ノードは、
漏れ電流による電圧低下を起こすが、その最低電圧をV
DD−Vtに抑えることができる。その結果、次の電圧
電源回路動作時に接地レベルからではなくVDD−Vt
から昇圧することができるので、接地レベルからの昇圧
に比べて低消費電流化を実現することができる。
According to this structure, the voltage node at the output point of the booster pump circuit in the high impedance state is
Although the voltage drops due to leakage current, the minimum voltage is V
It can be suppressed to DD-Vt. As a result, at the time of the next voltage power supply circuit operation, VDD-Vt, not from the ground level.
Since the voltage can be boosted from, it is possible to realize lower current consumption compared to boosting from the ground level.

【0053】また前記半導体記憶装置は、更に、前記差
動増幅回路の発生する出力電圧のノードに対し、当該差
動増幅回路の機能停止時において、当該ノードが電源電
圧を下回る場合には外部電源から当該ノードに電荷を供
給するようにダイオード接続されているトランジスタを
含む。この構成によれば、ハイインピーダンス状態の前
記昇圧ポンプ回路の出力点にある電圧ノードは、漏れ電
流による電圧低下を起こすが、その最低電圧をVDD−
Vtに抑えることができる。その結果、次の電圧電源回
路動作時に接地レベルからではなくVDD−Vtから昇
圧することができるので、接地レベルからの昇圧に比べ
て低消費電流化を実現することができる。
Further, the semiconductor memory device further includes an external power supply for the node of the output voltage generated by the differential amplifier circuit, when the node is below the power supply voltage when the function of the differential amplifier circuit is stopped. From a diode-connected transistor to supply charge to the node. According to this configuration, the voltage node at the output point of the booster pump circuit in the high impedance state causes a voltage drop due to the leakage current, but the minimum voltage is VDD-
It can be suppressed to Vt. As a result, the voltage can be boosted from VDD-Vt instead of the ground level when the next voltage power supply circuit operates, so that lower current consumption can be realized as compared with boosting from the ground level.

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

【図1】従来の昇圧電源回路を備えた半導体記憶装置の
構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor memory device including a conventional boost power supply circuit.

【図2】長い周期で読み出しを行う場合の各回路の動作
シーケンスを示す。
FIG. 2 shows an operation sequence of each circuit when reading is performed in a long cycle.

【図3】本発明の実施形態に係る半導体記憶装置の構成
を示す。
FIG. 3 shows a configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図4】半導体記憶装置200の動作を示すタイムチャ
ートを示す。
FIG. 4 is a time chart showing the operation of the semiconductor memory device 200.

【図5】Vp、Vg、VDD及びVREFの関係を示
す。
FIG. 5 shows the relationship between Vp, Vg, VDD and VREF.

【図6】差動増幅回路100の構成を示す。FIG. 6 shows a configuration of a differential amplifier circuit 100.

【図7】高速動作時の半導体記憶装置200の動作を示
すタイムチャートを示す。
FIG. 7 is a time chart showing the operation of the semiconductor memory device 200 during high speed operation.

【図8】Vg電圧検知回路11の構成を示す。FIG. 8 shows a configuration of a Vg voltage detection circuit 11.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準電圧発生回路 2 昇圧ポンプ回路 3 Vp電圧検知回路 4 差動増幅回路 5 パルス発生回路 6 ロウデコーダ 7 メモリセルアレイ 8 カラムデコーダ 9 センスアンプ 11 Vg電圧検知回路 12 パルス発生回路 100 差動増幅回路 101 Pチャネルトランジスタ 102 Pチャネルトランジスタ 103 Nチャネルトランジスタ 104 Nチャネルトランジスタ 105 制御回路 106 レベルシフタ 107 ラッチ回路 110 データラッチ 111 ワード線 112 ビット線 113 昇圧電源回路 120 半導体記憶装置 121 CPU 130 マイコン装置 200 半導体記憶装置 201 昇圧電源回路 1 Reference voltage generation circuit 2 Boost pump circuit 3 Vp voltage detection circuit 4 Differential amplifier circuit 5 pulse generation circuit 6 Row decoder 7 memory cell array 8 column decoder 9 sense amplifier 11 Vg voltage detection circuit 12 pulse generation circuit 100 differential amplifier circuit 101 P-channel transistor 102 P-channel transistor 103 N-channel transistor 104 N-channel transistor 105 control circuit 106 level shifter 107 Latch circuit 110 data latch 111 word lines 112 bit line 113 Boost power supply circuit 120 semiconductor memory device 121 CPU 130 Microcomputer device 200 semiconductor memory device 201 Boost power supply circuit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリアレイを有する半導体記憶装置で
あって、 メモリセルに記憶された情報を読み出す機能を有する読
出手段と、 メモリセルに記憶された情報の読み出しのために、外部
から供給される電圧を昇圧してメモリセルに供給する機
能を有する昇圧手段と、 読出サイクルの開始後に前記昇圧手段に昇圧を開始させ
る開始制御手段と、 前記昇圧手段により昇圧された電圧が、メモリセルに記
憶された情報の読み出しに要する所定値に達した事象を
検知し、当該事象の検知がなされた時に前記読出手段に
読み出し動作を開始させる検知手段と、 前記検知手段により前記事象の検知がなされた時から前
記読み出し動作に要する所定時間が経過した後に前記昇
圧手段に昇圧を停止させる停止制御手段とを備えること
を特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a memory array, the reading means having a function of reading information stored in a memory cell, and externally supplied for reading the information stored in the memory cell. Boosting means having a function of boosting the voltage and supplying the voltage to the memory cell, start control means for causing the boosting means to start boosting after the start of the read cycle, and the voltage boosted by the boosting means is stored in the memory cell. Detecting an event that has reached a predetermined value required for reading the information, and causing the reading means to start the reading operation when the event is detected; and a time when the event is detected by the detecting means. And a stop control means for stopping the boosting of the boosting means after a predetermined time required for the read operation has elapsed. Apparatus.
【請求項2】 前記読出手段は、 複数のメモリセルのうち選択されたメモリセルのセル電
流を増幅して出力する機能を有するセンスアンプを含
み、 前記昇圧手段は、 本半導体記憶装置の外部から入力される電源電圧に基づ
き、当該電源電圧以下の一定電圧を発生する基準電圧発
生回路と、 前記電源電圧より高い電圧を発生する機能を有する昇圧
ポンプ回路と、 前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧に基づき、前記基準
電圧発生回路の発生する電圧を基準として、当該基準の
所定数倍でありかつ前記電源電圧より高い出力電圧を発
生してメモリセルに供給する機能を有する差動増幅回路
と、 前記差動増幅回路の発生する電圧を基準として、当該基
準と前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧とを比較し、比
較結果に応じて前記昇圧ポンプ回路の昇圧動作の開始及
び停止に係る制御を行うことにより、前記昇圧ポンプ回
路の発生する電圧を一定範囲に収束させる機能を有する
第1の電圧検知回路とを含み、 前記検知手段は、 前記基準電圧発生回路の発生する電圧と、前記差動増幅
回路の発生する出力電圧を降圧して得た比較用電圧とを
比較することにより、前記差動増幅回路の発生する出力
電圧が前記電源電圧より高い予め設定された電圧に達し
たという事象を検知し、当該事象が検知された時に前記
センスアンプを能動化させる第2の電圧検知回路を含
み、 前記開始制御手段は、 読出サイクルの開始後に前記第1の電圧検知回路及び前
記差動増幅回路を能動化することにより、前記昇圧手段
に昇圧を開始させ、更に、前記読出サイクルの開始後に
前記第2の電圧検知回路を能動化し、 前記停止制御手段は、 前記センスアンプが能動化されてから前記所定時間が経
過した後に、前記昇圧ポンプ回路と前記差動増幅回路と
前記第1の電圧検知回路とを機能停止状態にすることに
より、前記昇圧手段に昇圧を停止させ、更に、前記セン
スアンプが能動化されてから前記所定時間が経過した後
に、前記第2の電圧検知回路を機能停止状態にすること
を特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
2. The reading means includes a sense amplifier having a function of amplifying and outputting a cell current of a memory cell selected from a plurality of memory cells, and the boosting means is provided from outside the semiconductor memory device. A reference voltage generation circuit that generates a constant voltage equal to or lower than the power supply voltage based on the input power supply voltage, a boost pump circuit that has a function of generating a voltage higher than the power supply voltage, and a voltage generated by the boost pump circuit. Based on a voltage generated by the reference voltage generation circuit as a reference, a differential amplifier circuit having a function of generating an output voltage that is a predetermined number times the reference voltage and higher than the power supply voltage and supplying the output voltage to the memory cell, Using the voltage generated by the differential amplifier circuit as a reference, the reference is compared with the voltage generated by the booster pump circuit, and the booster pump circuit boosts voltage according to the comparison result. A first voltage detection circuit having a function of converging the voltage generated by the booster pump circuit within a certain range by performing control related to start and stop of operation, wherein the detection means includes the reference voltage generation circuit. By comparing the voltage generated by the differential amplifier circuit with a comparison voltage obtained by stepping down the output voltage generated by the differential amplifier circuit, the preset output voltage generated by the differential amplifier circuit is higher than the power supply voltage. A second voltage detection circuit that detects an event that the voltage has reached a predetermined voltage and activates the sense amplifier when the event is detected, wherein the start control means includes the first voltage detection circuit after the start of a read cycle. By activating the voltage detection circuit and the differential amplifier circuit, the boosting means is started to boost, and further, the second voltage detection circuit is activated after the start of the read cycle, The stop control means sets the step-up pump circuit, the differential amplifier circuit, and the first voltage detection circuit to a function stop state after the predetermined time has elapsed since the sense amplifier was activated. The boosting means stops boosting, and further, the second voltage detection circuit is brought into a disabled state after the lapse of the predetermined time after the sense amplifier is activated. The semiconductor memory device according to 1.
【請求項3】 前記半導体記憶装置は、更に、 前記第2の電圧検知回路により前記事象の検知された時
から前記所定時間が経過した時点で当該センスアンプの
機能を停止させるセンスアンプ停止制御回路と、 前記センスアンプの出力を当該センスアンプの機能停止
後一定期間保存するセンスアンプ出力ラッチ回路とを含
むことを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device further includes sense amplifier stop control for stopping the function of the sense amplifier when the predetermined time has elapsed from the time when the event was detected by the second voltage detection circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a circuit and a sense amplifier output latch circuit that stores the output of the sense amplifier for a certain period after the function of the sense amplifier is stopped.
【請求項4】 前記半導体記憶装置において、 前記第2の電圧検知回路は、 前記センスアンプを能動化させる際に所定の信号を出力
し、 前記半導体記憶装置は、 前記第2の電圧検知回路から出力される前記所定の信号
を一定期間保存し、保存結果である信号を前記センスア
ンプに伝えるセンスアンプ能動化信号ラッチ回路を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second voltage detection circuit outputs a predetermined signal when activating the sense amplifier, and the semiconductor memory device includes: 3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a sense amplifier activation signal latch circuit that stores the predetermined signal that is output for a certain period of time and transmits a signal that is a storage result to the sense amplifier.
【請求項5】 前記半導体記憶装置において、 前記差動増幅回路は、更に、 当該差動増幅回路の出力電圧を抵抗分圧して得た前記比
較用電圧を、当該差動増幅回路の機能停止時において、
当該出力電圧と同じにするように働く第1のNチャネル
トランジスタと、 前記差動増幅回路の差動回路部分の貫通電流を、当該差
動増幅回路の機能停止時において、遮断するように働く
第2のNチャネルトランジスタと、 当該Pチャネルトランジスタのゲートが前記差動増幅回
路の出力電圧となるノードに接続されており、当該差動
増幅回路の機能停止時において、当該ノードが前記昇圧
ポンプ回路の発生する電圧に短絡するように働くPチャ
ネルトランジスタとを含むことを特徴とする請求項2に
記載の半導体記憶装置。
5. In the semiconductor memory device, the differential amplifier circuit further uses the comparison voltage obtained by resistively dividing the output voltage of the differential amplifier circuit when the function of the differential amplifier circuit is stopped. At
A first N-channel transistor that operates so as to have the same output voltage, and a first N-channel transistor that operates to cut off a through current of a differential circuit portion of the differential amplifier circuit when the differential amplifier circuit stops functioning. The N-channel transistor of 2 and the gate of the P-channel transistor are connected to a node serving as an output voltage of the differential amplifier circuit, and when the function of the differential amplifier circuit is stopped, the node is the booster pump circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a P-channel transistor that works so as to be short-circuited with the generated voltage.
【請求項6】 前記半導体記憶装置において、 前記差動増幅回路は、更に、 各々が前記昇圧ポンプ回路の発生する電荷を前記差動増
幅回路に供給するように接続されている複数の電荷供給
用Pチャネルトランジスタと、 前記複数の電荷供給用Pチャネルトランジスタの一部の
ものに直接接続されており、読出モードに応じて当該電
荷供給用Pチャネルトランジスタを遮断するか遮断しな
いを切り替えるように働く遮断制御用Pチャネルトラン
ジスタとを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導
体記憶装置。
6. In the semiconductor memory device, the differential amplifier circuit is further provided with a plurality of charge supply circuits, each of which is connected to supply a charge generated by the booster pump circuit to the differential amplifier circuit. A P-channel transistor and a part of the plurality of charge-supplying P-channel transistors that are directly connected to each other, and function to switch off or not to block the charge-supplying P-channel transistor according to the read mode. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a control P-channel transistor.
【請求項7】 前記半導体記憶装置において、 前記第2の電圧検知回路は、 カレントミラー接続された第1のPチャネルトランジス
タと第2のPチャネルトランジスタを含んで構成される
差動回路部を有し、 前記第2の電圧検知回路は、更に、 ゲートとドレインを接続した前記第1のPチャネルトラ
ンジスタに対して並列接続されており、当該第2の電圧
検知回路の機能停止時において、当該ドレインを電源電
圧に短絡するように働く第3のPチャネルトランジスタ
と、 前記第2のPチャネルトランジスタと接続され、当該第
2の電圧検知回路の機能停止時において、当該第2のP
チャネルトランジスタのドレインを接地するように働く
第1のNチャネルトランジスタと、 前記差動回路部の貫通電流を、当該第2の電圧検知回路
の機能停止時において、遮断するように働く第2のNチ
ャネルトランジスタと、 前記差動増幅回路の出力電圧のノード側に接続されてお
り、前記差動増幅回路の出力電圧を抵抗分圧して得た前
記比較用電圧を、前記第2の電圧検知回路の機能停止時
において、接地電圧にするように働く第4のPチャネル
トランジスタと、 前記差動回路部の出力を論理信号変換するための、直列
接続されたPチャネルトランジスタ及びNチャネルトラ
ンジスタのうちの当該Nチャネルトランジスタを、前記
第2の電圧検知回路の機能停止時において、遮断する遮
断部とを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体
記憶装置。
7. In the semiconductor memory device, the second voltage detection circuit has a differential circuit section including a first P-channel transistor and a second P-channel transistor connected in a current mirror. However, the second voltage detection circuit is further connected in parallel to the first P-channel transistor whose gate and drain are connected, and when the function of the second voltage detection circuit is stopped, the drain is connected. Connected to the second P-channel transistor and a third P-channel transistor that works so as to short-circuit the power supply voltage to the second P-channel transistor.
A first N-channel transistor that functions to ground the drain of the channel transistor, and a second N-channel transistor that functions to cut off a shoot-through current of the differential circuit section when the second voltage detection circuit stops functioning. A channel transistor is connected to the node side of the output voltage of the differential amplifier circuit, and the comparison voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the differential amplifier circuit is used as the comparison voltage of the second voltage detection circuit. A fourth P-channel transistor that functions to bring the voltage to the ground voltage when the function is stopped, and a P-channel transistor and a N-channel transistor connected in series for converting the output of the differential circuit unit into a logic signal. 3. The N-channel transistor according to claim 2, further comprising a cutoff unit that cuts off the N-channel transistor when the function of the second voltage detection circuit is stopped. Conductor memory device.
【請求項8】 前記半導体記憶装置において、 前記第2の電圧検知回路は、 前記差動増幅回路の出力電圧を抵抗分圧して得た前記比
較用電圧をゲート受けする第1の差動回路用Nチャネル
トランジスタに対して、前記基準電圧発生回路の発生す
る電圧をゲート受けする第2の差動回路用Nチャネルト
ランジスタの能力よりも総能力が大きくなるように前記
第1の差動回路用Nチャネルトランジスタを並列接続し
ていることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装
置。
8. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the second voltage detection circuit is for a first differential circuit which receives the comparison voltage obtained by resistance-dividing the output voltage of the differential amplification circuit. With respect to the N-channel transistor, the first differential-circuit N-type transistor has a total capacity larger than that of the second differential-circuit N-channel transistor that receives the voltage generated by the reference voltage generation circuit. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein channel transistors are connected in parallel.
【請求項9】 前記半導体記憶装置は、更に 前記昇圧ポンプ回路の発生する電圧のノードに対し、当
該昇圧ポンプ回路の機能停止時において、当該ノードが
電源電圧を下回る場合には外部電源から当該ノードに電
荷を供給するようにダイオード接続されているトランジ
スタを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体記
憶装置。
9. The semiconductor memory device further includes a node of a voltage generated by the boosting pump circuit, when the node is below a power supply voltage when the boosting pump circuit stops functioning, the node is switched from an external power supply to the node. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a transistor which is diode-connected so as to supply electric charge to.
【請求項10】 前記半導体記憶装置であって、更に前
記差動増幅回路の発生する出力電圧のノードに対し、当
該差動増幅回路の機能停止時において、当該ノードが電
源電圧を下回る場合には外部電源から当該ノードに電荷
を供給するようにダイオード接続されているトランジス
タを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶
装置。
10. The semiconductor memory device, further comprising: when the node of the output voltage generated by the differential amplifier circuit is below the power supply voltage when the node of the differential amplifier circuit stops functioning. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a transistor which is diode-connected so as to supply charges to the node from an external power supply.
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