JP2007234226A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DRAMのようなクロック端子を有しデータを入出力する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a clock terminal, such as a DRAM, for inputting and outputting data.
クロック端子を有しデータを入出力する従来の半導体装置の例として、DRAMにおけるクロック信号について説明する。
図9は、従来のDRAMの構成を示すブロック図である。図9では、クロック信号に関わる構成を示している。DRAM101は、クロック入力バッファ103、DRAMコア104、DQ出力部105及びDLL(Delayed Locked Loop)106を具備する。
A clock signal in a DRAM will be described as an example of a conventional semiconductor device having a clock terminal and inputting / outputting data.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional DRAM. FIG. 9 shows a configuration related to a clock signal. The
クロック入力バッファ103は、DRAM101の外部から伝送された外部クロック信号を入力される。そして、外部クロック信号をそのまま(又は増幅して)内部クロック信号としてDRAMコア104及びDLL106へ出力する。
DRAMコア104は、内部クロック信号に基づいて、データの読出し、書込み、消去等の動作を行う。特に、読出し動作を行なった場合、出力信号(読出しデータ)をDQ信号としてDQ出力部105へ出力する。
DLL106は、内部クロック信号に基づいて、内部クロック信号を所定の遅延時間分だけ遅延させて改めて内部クロック信号としてDQ出力部105へ出力する。
DQ出力部105は、DQ信号を、DLL106から出力された内部クロック信号のタイミングでDRAM101の外部へ出力する。
The
The
The
The
DQ信号をDRAM101から出力する出力端子であるDQ端子は、外部クロック信号をDRAM101へ入力する入力端子であるCLK端子と近い位置にある。そのため、DRAM101のデータ読出し時に、DQ端子(又はその近傍)とCLK端子(又はその近傍)との間でクロストークが発生する場合がある。その場合、データ読出し時のDQ信号の同相成分クロストークノイズを受けて、DRAM101へ入力される外部クロック信号のタイミングノイズが大きくなる。
A DQ terminal that is an output terminal for outputting a DQ signal from the
DRAMのようなクロック端子を有し、データを入出力する半導体装置において、外部から供給されるクロック信号に載ったノイズによる影響を受けないようにする技術が求められている。
DRAMのような外部クロック端子を有し、データを入出力する半導体装置において、外部へ出力するデータ出力信号と、外部から供給されるクロック信号との間のクロストークの影響を抑制する技術が望まれている。
In a semiconductor device having a clock terminal such as a DRAM and inputting / outputting data, there is a demand for a technique for preventing the influence of noise on a clock signal supplied from the outside.
In a semiconductor device having an external clock terminal such as a DRAM and inputting / outputting data, a technique for suppressing the influence of crosstalk between a data output signal output to the outside and a clock signal supplied from the outside is desired. It is rare.
従って、本発明の目的は、外部から供給されるクロック信号に載ったノイズによる影響を受けることのない半導体装置を提供することである。
また、本発明の他の目的は、外部へ出力するデータ出力信号と、外部から供給されるクロック信号との間のクロストークの影響を抑制することが可能な半導体装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that is not affected by noise on a clock signal supplied from the outside.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing the influence of crosstalk between a data output signal output to the outside and a clock signal supplied from the outside.
以下に、[発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers and symbols are added in parentheses in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Embodiments of the Invention]. However, these numbers and symbols should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
従って、上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、内部クロック発生部(2)と、データ管理部(4)とを具備する。
内部クロック発生部(2)は、外部クロック信号(CLK0)に基づいて、外部クロック信号(CLK0)に対して同期制御された内部クロック信号(CLK)を出力する。データ管理部(4)は、内部クロック信号(CLK)を用いて、データ処理の動作を行う。
そして、データ管理部(4)は、その動作に基づいて、内部クロック発生部(2)でのその同期制御を制御する。
上記データ処理としては、データの読出し、書込み、消去などがある。
Therefore, in order to solve the above problems, the semiconductor device of the present invention includes an internal clock generation unit (2) and a data management unit (4).
The internal clock generator (2) outputs an internal clock signal (CLK) controlled in synchronization with the external clock signal (CLK0) based on the external clock signal (CLK0). The data management unit (4) performs data processing using the internal clock signal (CLK).
The data management unit (4) controls the synchronization control in the internal clock generation unit (2) based on the operation.
The data processing includes data reading, writing, and erasing.
また、本発明の半導体装置において、データ管理部(4)は、その動作がデータの読み出しの場合、その同期制御を中断又は抑制するように内部クロック生成部(2)を制御する。 In the semiconductor device of the present invention, when the operation is data reading, the data management unit (4) controls the internal clock generation unit (2) so as to interrupt or suppress the synchronization control.
また、本発明の半導体装置は、内部クロック発生部(2)と、データ管理部(4)とを具備する。
内部クロック発生部(2)は、外部クロック信号(CLK0)に基づいて、外部クロック信号(CLK0)に対して同期制御された内部クロック信号(CLK)を出力する。データ管理部(4)は、内部クロック信号(CLK)を用いて、データ処理の動作を行う。
そして、内部クロック生成部(2)は、その動作がデータの読み出しの場合、内部クロック信号(CLK)を自励発振する。
In addition, the semiconductor device of the present invention includes an internal clock generation unit (2) and a data management unit (4).
The internal clock generator (2) outputs an internal clock signal (CLK) controlled in synchronization with the external clock signal (CLK0) based on the external clock signal (CLK0). The data management unit (4) performs data processing using the internal clock signal (CLK).
The internal clock generator (2) self-oscillates the internal clock signal (CLK) when the operation is data reading.
また、本発明の半導体装置は、データ管理部(4)が、その動作に基づいて、内部クロック発生部(2)を制御する制御信号(CTS)を出力する。そして、内部クロック発生部(2)は、制御信号(CTS)に基づいて、その同期制御を行う。 In the semiconductor device of the present invention, the data management unit (4) outputs a control signal (CTS) for controlling the internal clock generation unit (2) based on the operation. Then, the internal clock generator (2) performs the synchronization control based on the control signal (CTS).
また、本発明の半導体装置は、内部クロック生成部(2)が、フェイズロックトループ回路(PLL)を含む。 In the semiconductor device of the present invention, the internal clock generator (2) includes a phase-locked loop circuit (PLL).
更に、本発明の半導体装置は、内部クロック生成部(2)が、同期判定部(11)と、発振制御部(12)と、制御発振部(13)とを備える。
同期判定部(11)は、内部クロック信号(CLK)と外部クロック信号(CLK0)とに基づいて、内部クロック信号(CLK)と外部クロック信号(CLK0)との同期状態を示す同期判定信号(PD1、PD2)を出力する。発振制御部(12)は、同期判定信号(PD1、PD2)と制御信号(CTS)とに基づいて、内部クロック信号(CLK)の特性を制御する発振制御信号(CT)を出力する。制御発振部(13)は、発振制御信号(CT)に基づいて、新たな内部クロック信号(CLK)を出力する。
そして、制御発振部(13)は、新たな内部クロック信号(CLK)を同期判定部(11)へ出力する。
Furthermore, in the semiconductor device of the present invention, the internal clock generation unit (2) includes a synchronization determination unit (11), an oscillation control unit (12), and a control oscillation unit (13).
The synchronization determination unit (11) is based on the internal clock signal (CLK) and the external clock signal (CLK0), and indicates a synchronization determination signal (PD1) indicating a synchronization state between the internal clock signal (CLK) and the external clock signal (CLK0). , PD2). The oscillation control unit (12) outputs an oscillation control signal (CT) for controlling the characteristics of the internal clock signal (CLK) based on the synchronization determination signals (PD1, PD2) and the control signal (CTS). The control oscillation unit (13) outputs a new internal clock signal (CLK) based on the oscillation control signal (CT).
Then, the control oscillation unit (13) outputs a new internal clock signal (CLK) to the synchronization determination unit (11).
更に、本発明の半導体装置は、外部クロック端子(55−1)と、出力端子(52−1/53−1/54−1)と、反転出力端子(52−2/53−2/54−2)とを具備する。
外部クロック端子(55−1)は、外部クロック信号(CLK0)を外部から入力される。出力端子(52−1/53−1/54−1)は、外部クロック端子(55−1)の近傍に配設され、データを示すデータ信号(DQ1/DQ2/DQ3)を外部へ出力する。反転出力端子(52−2/53−2/54−2)は、出力端子(52−1/53−1/54−1)と外部クロック端子(55−1)の近傍に配設され、データ信号(DQ1/DQ2/DQ3)を反転した反転データ信号(DQ1B/DQ2B/DQ3B)を外部へ出力する。
Furthermore, the semiconductor device of the present invention includes an external clock terminal (55-1), an output terminal (52-1 / 53-1 / 54-1), and an inverted output terminal (52-2 / 53-2 / 54-). 2).
The external clock terminal (55-1) receives an external clock signal (CLK0) from the outside. The output terminal (52-1 / 53-1 / 54-1) is disposed in the vicinity of the external clock terminal (55-1), and outputs a data signal (DQ1 / DQ2 / DQ3) indicating data to the outside. The inverting output terminal (52-2 / 53-2 / 54-2) is arranged in the vicinity of the output terminal (52-1 / 53-1 / 54-1) and the external clock terminal (55-1), and data An inverted data signal (DQ1B / DQ2B / DQ3B) obtained by inverting the signal (DQ1 / DQ2 / DQ3) is output to the outside.
更に、本発明の半導体装置は、出力端子(52−1/53−1/54−1)と外部クロック端子(55−1)との距離、及び、反転出力端子(52−2/53−2/54−2)と外部クロック端子(55−1)との距離は、予め設定された相違の範囲内で等しい。 Furthermore, the semiconductor device of the present invention has a distance between the output terminal (52-1 / 53-1 / 54-1) and the external clock terminal (55-1), and an inverted output terminal (52-2 / 53-2). / 54-2) and the external clock terminal (55-1) are equal in distance within a preset range.
更に、本発明の半導体装置は、外部クロック端子(55−1)の近傍に配設され、外部クロック信号(CLK0)を反転した反転外部クロック信号(CLK0B)を外部から入力される反転外部クロック端子(55−2)を更に具備する。
そして、出力端子(52−1/53−1/54−1)と外部クロック端子(55−1)及び反転外部クロック端子(55−2)の組との距離、及び、反転出力端子(52−2/53−2/54−2)と組との距離は、予め設定された相違の範囲内で等しい。
Further, the semiconductor device of the present invention is disposed in the vicinity of the external clock terminal (55-1), and is an inverted external clock terminal that receives an inverted external clock signal (CLK0B) obtained by inverting the external clock signal (CLK0) from the outside. (55-2).
The distance between the output terminal (52-1 / 53-1 / 54-1) and the set of the external clock terminal (55-1) and the inverted external clock terminal (55-2), and the inverted output terminal (52- The distance between 2 / 53-2 / 54-2) and the pair is equal within a preset range of difference.
更に、本発明の半導体装置は、データ信号(DQ1/DQ2/DQ3)に基づいて、反転データ信号(DQ1B/DQ2B/DQ3B)を反転出力端子(52−2/53−2/54−2)へ出力する反転データ信号出力部(62)を更に具備する。 Furthermore, the semiconductor device of the present invention transfers the inverted data signal (DQ1B / DQ2B / DQ3B) to the inverted output terminal (52-2 / 53-2 / 54-2) based on the data signal (DQ1 / DQ2 / DQ3). An inverted data signal output unit (62) for outputting is further provided.
更に、本発明の半導体装置は、反転出力端子(52−2/53−2/54−2)が、反転出力端子(52−2/53−2/54−2)の近傍で終端(67)されている。 Furthermore, in the semiconductor device of the present invention, the inverting output terminal (52-2 / 53-2 / 54-2) is terminated (67) in the vicinity of the inverting output terminal (52-2 / 53-2 / 54-2). Has been.
本発明により、外部から供給されるの外部クロック信号に載ったノイズの侵入を防ぎ、外部へ出力するDQ信号と外部クロック信号との間のクロストークノイズを抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent intrusion of noise on an external clock signal supplied from the outside, and to suppress crosstalk noise between the DQ signal output to the outside and the external clock signal.
以下、本発明である半導体装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明である半導体装置を適用したDRAMの実施の形態における構成について説明する。
図1は、本発明である半導体装置を適用したDRAMの実施の形態における構成を示すブロック図である。図1では、クロック信号に関わる構成を示している。
First, the configuration of an embodiment of a DRAM to which a semiconductor device according to the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a DRAM to which a semiconductor device according to the present invention is applied. FIG. 1 shows a configuration related to a clock signal.
本発明である半導体装置を適用したDRAMは、DRAM内に内部クロック信号生成回路(PLL)を内蔵する。そして、外部クロック信号と内部クロック信号とを隔離し、外部クロックに同期するように発振制御された内部クロック信号を用いて動作を行う。また、Read時(データ読出し時)には内部クロック生成回路の発振制御を停止(または抑制)し、Read時に発生する外部クロック信号のクロックノイズから内部クロック信号を守る。
また、外部クロック信号用の端子周辺に設けられているDQ信号用のDQ端子の近傍に、その反転信号であるDQB信号を出力するDQB端子(及びDQB信号を生成するDQB出力部)を設ける。DQ信号による外部クロック信号へのクロストークノイズは、DQB信号によるクロストークノイズと相殺するので、外部クロック信号におけるクロストークノイズを低減することが出来る。
A DRAM to which a semiconductor device according to the present invention is applied includes an internal clock signal generation circuit (PLL) in the DRAM. Then, the external clock signal and the internal clock signal are isolated from each other, and the operation is performed using the internal clock signal whose oscillation is controlled so as to be synchronized with the external clock. In addition, the oscillation control of the internal clock generation circuit is stopped (or suppressed) at the time of reading (data reading), and the internal clock signal is protected from the clock noise of the external clock signal generated at the time of reading.
In addition, a DQB terminal (and a DQB output unit for generating a DQB signal) that outputs a DQB signal that is an inverted signal thereof is provided in the vicinity of the DQ terminal for the DQ signal provided around the terminal for the external clock signal. Since the crosstalk noise to the external clock signal due to the DQ signal cancels the crosstalk noise due to the DQB signal, the crosstalk noise in the external clock signal can be reduced.
図1の各構成について説明する。
DRAM1は、PLL(Phase Locked Loop)2、クロック入力バッファ3、DRAMコア4、DQ出力部5及びDLL(Delayed Locked Loop)6を具備する。
クロック入力バッファ3は、DRAM1の外部から入力される外部クロック信号CLK0に基づいて、外部クロック信号CLK0そのままの(又は増幅した)外部クロックバッファ信号CLK_INBUFをPLL2へ出力する。
PLL2は、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFと発振制御固定信号CTS(後述)に基づいて、内部クロック信号CLKをDRAMコア4及びDLL6へ出力する。
DRAMコア4は、内部クロック信号CLKを用い、制御信号(図示されず)に基づいて、データの読出し、書込み、消去等の動作を行なう。その際、発振制御固定信号CTSをPLL2へ出力する。データの読出し時、読み出したデータとしてのデータ出力信号DQ_DATAをDQ出力部5へ出力する。
DLL6は、内部クロック信号CLKに基づいて、内部クロック信号CLKを所定の遅延時間分だけ遅延させた遅延内部クロック信号CLK_DOUTをDQ出力部5へ出力する。
DQ出力部5は、データ出力信号DQ_DATAと遅延内部クロック信号CLK_DOUTに基づいて、データ出力信号DQ_DATAを遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQ_OUTとしてDRAM1の外部へ出力する。
Each configuration of FIG. 1 will be described.
The DRAM 1 includes a PLL (Phase Locked Loop) 2, a clock input buffer 3, a DRAM core 4, a DQ output unit 5, and a DLL (Delayed Locked Loop) 6.
Based on the external clock signal CLK0 input from the outside of the DRAM 1, the clock input buffer 3 outputs an external clock buffer signal CLK_INBUF as it is (or amplified) to the PLL 2 as it is (or amplified).
The PLL 2 outputs an internal clock signal CLK to the DRAM core 4 and the DLL 6 based on an external clock buffer signal CLK_INBUF and an oscillation control fixed signal CTS (described later).
The DRAM core 4 uses the internal clock signal CLK and performs operations such as data reading, writing, and erasing based on a control signal (not shown). At that time, the oscillation control fixed signal CTS is output to the PLL2. When data is read, a data output signal DQ_DATA as read data is output to the DQ output unit 5.
The DLL 6 outputs a delayed internal clock signal CLK_DOUT obtained by delaying the internal clock signal CLK by a predetermined delay time to the DQ output unit 5 based on the internal clock signal CLK.
Based on the data output signal DQ_DATA and the delayed internal clock signal CLK_DOUT, the DQ output unit 5 outputs the data output signal DQ_DATA to the outside of the DRAM 1 as DQ_OUT at the timing of the delayed internal clock signal CLK_DOUT.
PLL2は、クロック発生回路である。DRAM1において、外部クロック信号CLK0と同期している外部クロックバッファ信号CLK_INBUFと同期した内部クロック信号CLKを発生する。PLL2は、同期判定部11、発振制御部12及び制御発振部13を備える。
PLL2 is a clock generation circuit. In DRAM 1, an internal clock signal CLK synchronized with an external clock buffer signal CLK_INBUF that is synchronized with an external clock signal CLK0 is generated. The PLL 2 includes a
図2は、同期判定部11の構成を示す回路図である。
同期判定部11は、内部クロック信号CLK及び外部クロックバッファ信号CLK_INBUFに基づいて、同期判定信号PD1及び同期判定信号PD2を出力する。同期判定部11は、遅延回路A21−1〜21−2、遅延回路B22−1〜22−2、Dフリップフロップ23−1〜23−2を備える。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the
The
遅延回路A21−1及び遅延回路A21−2は、それぞれ内部クロック信号CLK及び外部クロックバッファ信号CLK_INBUFを入力され、その信号を遅延させる。そして、それぞれDフリップフロップ23−1及びDフリップフロップ23−2へ遅延した信号を出力する。遅延回路A21−1及び遅延回路A21−2は、同じ構成のもので遅延時間は等しい。 The delay circuit A 21-1 and the delay circuit A 21-2 receive the internal clock signal CLK and the external clock buffer signal CLK_INBUF, respectively, and delay the signals. Then, delayed signals are output to the D flip-flop 23-1 and the D flip-flop 23-2, respectively. The delay circuit A21-1 and the delay circuit A21-2 have the same configuration and have the same delay time.
遅延回路B22−1及び遅延回路B22−2は、それぞれ外部クロックバッファ信号CLK_INBUF及び内部クロック信号CLKを入力され、その信号を遅延させる。そして、それぞれDフリップフロップ23−2及びDフリップフロップ23−1へ遅延した信号を出力する。遅延回路B22−1及び遅延回路B22−2は、遅延回路A21−1及び遅延回路A21−2と同様の構成であるが回路定数が異なる。すなわち、遅延時間において、より大きく遅延する(遅延時間が大きい)ように設計されている。 The delay circuit B22-1 and the delay circuit B22-2 are inputted with the external clock buffer signal CLK_INBUF and the internal clock signal CLK, respectively, and delay the signals. Then, delayed signals are output to the D flip-flop 23-2 and the D flip-flop 23-1, respectively. The delay circuit B22-1 and the delay circuit B22-2 have the same configuration as the delay circuit A21-1 and the delay circuit A21-2, but have different circuit constants. That is, the delay time is designed to be more delayed (large delay time).
Dフリップフロップ23−1及びDフリップフロップ23−2は、それぞれD端子に遅延回路A21−1及び遅延回路B22−2の出力を入力される。また、それぞれClk端子に遅延回路B22−1及び遅延回路A21−2を入力される。そして、D端子及びClk端子の入力に基づいて、Dフリップフロップ23−1及びDフリップフロップ23−2は、それぞれQ端子から同期判定信号PD1及び同期判定信号PD2を出力する。 The outputs of the delay circuit A21-1 and the delay circuit B22-2 are input to the D terminals of the D flip-flop 23-1 and the D flip-flop 23-2, respectively. Further, the delay circuit B22-1 and the delay circuit A21-2 are input to the Clk terminals, respectively. Based on the inputs of the D terminal and the Clk terminal, the D flip-flop 23-1 and the D flip-flop 23-2 output the synchronization determination signal PD1 and the synchronization determination signal PD2 from the Q terminal, respectively.
Dフリップフロップの前段の遅延回路における遅延時間の差によって、Dフリップフロップ23−1では内部クロック信号CLKが“速い”傾向に判定され、Dフリップフロップ23−2では内部クロック信号CLKが“遅い”傾向に判定される。言い換えれば内部クロック信号CLKと外部クロックバッファ信号CLK_INBUF信号の立上がりタイミングが”同時(just)”の場合,Dフリップフロップ1では”速い(fast)”,Dフリップフロップ2では”遅い(slow)”と判定される。 The internal clock signal CLK is judged to be “fast” in the D flip-flop 23-1 by the difference in delay time in the delay circuit in the preceding stage of the D flip-flop, and the internal clock signal CLK is “slow” in the D flip-flop 23-2. Judged by trend. In other words, when the rising timing of the internal clock signal CLK and the external clock buffer signal CLK_INBUF is “just”, the D flip-flop 1 is “fast” and the D flip-flop 2 is “slow”. Determined.
図3は、発振制御部12の構成を示す回路図である。
発振制御部12は、同期判定部11の出力である同期判定信号PD1及び同期判定信号PD2と、発振制御固定信号CTSとに基づいて、発振制御信号CT(アナログ)を出力する。発振制御部12は、制御回路25、チャージポンプ26、バッファ27を備える。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
The
制御回路25は、同期判定信号PD1及び同期判定信号PD2と、発振制御固定信号CTSとの入力に基づいて、チャージポンプを制御するポンプ制御信号PCS1及びポンプ制御信号PCS2を出力する。制御回路25は、NORゲート30−2、NORゲート30−3及びインバータ30−1を備える。NORゲート30−2は、同期判定信号PD1と発振制御固定信号CTSとに基づいて、ポンプ制御信号PCS1を出力する。NORゲート30−3は、同期判定信号PD2を入力されたインバータ30−1の出力と発振制御固定信号CTSとに基づいて、ポンプ制御信号PCS2を出力する。
The
チャージポンプ26は、ポンプ制御信号PCS1及びポンプ制御信号PCS2の入力に基づいて、出力電圧Vsを出力する。チャージポンプ26は、電流源31−1及び電流源31−2、チャージポンプ容量37を備える。電流源31−1は、ポンプ制御信号PCS1に基づいて、チャージポンプ容量37の充電(電流の押し込み)を行う。電流源31−2は、ポンプ制御信号PCS2に基づいて、チャージポンプ容量37の放電(電流の引き抜き)を行う。チャージポンプ容量37は、接続点bにおいて、充放電される電荷容量に基づく電位を発生する。その電位は出力電圧Vsとなる。
The charge pump 26 outputs an output voltage Vs based on the input of the pump control signal PCS1 and the pump control signal PCS2. The charge pump 26 includes a current source 31-1, a current source 31-2, and a
電流源31−1は、インバータ32−1、MOSトランスファゲート33−1、P型MOSトランジスタ34−1、P型MOSトランジスタ35−1及びN型MOSトランジスタ36−1を備える。
インバータ32−1は、入力側を制御回路25の出力側(ポンプ制御信号PCS1側)に、出力側をMOSトランスファゲートのP型MOSトランジスタのゲートに接続している。
MOSトランスファゲート33−1は、N型MOSトランジスタのゲートに制御回路25の出力側(ポンプ制御信号PCS1側)を、P型MOSトランジスタのゲートにインバータ32−1の出力側を、ソースにP型MOSトランジスタ34−1のドレインを、ドレインに接続点aをそれぞれ接続している。
P型MOSトランジスタ34−1は、ソースに電源Vccを、ゲートにP型MOSトランジスタ35−1のゲートを、ドレインにMOSトランスファゲート33−1のソースをそれそれ接続している。
P型MOSトランジスタ35−1は、ソースに電源Vccを、ゲートにP型MOSトランジスタ34−1のゲートを、ドレインに自身のゲート及びN型MOSトランジスタ36−1のソースをそれそれ接続している。
N型MOSトランジスタ36−1は、ソースにP型MOSトランジスタ35−1のドレインを、ゲートに自身のソースを、ドレインに接地をそれぞれ接続している。
The current source 31-1 includes an inverter 32-1, a MOS transfer gate 33-1, a P-type MOS transistor 34-1, a P-type MOS transistor 35-1, and an N-type MOS transistor 36-1.
The inverter 32-1 has an input side connected to the output side (pump control signal PCS1 side) of the
The MOS transfer gate 33-1 has the output side of the control circuit 25 (pump control signal PCS1 side) as the gate of the N-type MOS transistor, the output side of the inverter 32-1 as the gate of the P-type MOS transistor, and the P-type as the source. The drain of the MOS transistor 34-1 is connected to the connection point a to the drain.
In the P-type MOS transistor 34-1, the power supply Vcc is connected to the source, the gate of the P-type MOS transistor 35-1 is connected to the gate, and the source of the MOS transfer gate 33-1 is connected to the drain.
In the P-type MOS transistor 35-1, the power source Vcc is connected to the source, the gate of the P-type MOS transistor 34-1 is connected to the gate, and the gate of the P-type MOS transistor 35-1 is connected to the source of the N-type MOS transistor 36-1. .
The N-type MOS transistor 36-1 has a source connected to the drain of the P-type MOS transistor 35-1, a gate connected to its own source, and a drain connected to ground.
電流源31−2は、インバータ32−2、MOSトランスファゲート33−2、N型MOSトランジスタ34−2、P型MOSトランジスタ35−2及びN型MOSトランジスタ36−2を備える。
インバータ32−2は、入力側を制御回路25の出力側(ポンプ制御信号PCS2側)に、出力側をMOSトランスファゲートのP型MOSトランジスタのゲートに接続している。
MOSトランスファゲート33−2は、N型MOSトランジスタのゲートに制御回路25の出力側(ポンプ制御信号PCS2側)を、P型MOSトランジスタのゲートにインバータ32−2の出力側を、ソースに接続点aを、ドレインにN型MOSトランジスタ34−2のソースをそれぞれ接続している。
N型MOSトランジスタ34−2は、ソースにMOSトランスファゲート33−2のドレインを、ゲートにN型MOSトランジスタ36−2のゲートを、ドレインに接地をそれそれ接続している。
P型MOSトランジスタ35−2は、ソースに電源Vccを、ゲートに自身のドレインを、ドレインにN型MOSトランジスタ36−2のソースをそれそれ接続している。
N型MOSトランジスタ36−2は、ソースにP型MOSトランジスタ35−2のドレインを、ゲートに自身のソース及びN型MOSトランジスタ34−2のゲートを、ドレインに接地をそれぞれ接続している。
The current source 31-2 includes an inverter 32-2, a MOS transfer gate 33-2, an N-type MOS transistor 34-2, a P-type MOS transistor 35-2, and an N-type MOS transistor 36-2.
The inverter 32-2 has an input side connected to the output side (pump control signal PCS2 side) of the
The MOS transfer gate 33-2 is connected to the output side of the control circuit 25 (pump control signal PCS2 side) at the gate of the N-type MOS transistor, the output side of the inverter 32-2 at the gate of the P-type MOS transistor, and the connection point to the source. The source of the N-type MOS transistor 34-2 is connected to the drain a.
In the N-type MOS transistor 34-2, the source is connected to the drain of the MOS transfer gate 33-2, the gate is connected to the gate of the N-type MOS transistor 36-2, and the drain is connected to the ground.
In the P-type MOS transistor 35-2, the power supply Vcc is connected to the source, the drain of the P-type MOS transistor 35-2 is connected to the gate, and the source of the N-type MOS transistor 36-2 is connected to the drain.
The N-type MOS transistor 36-2 has a source connected to the drain of the P-type MOS transistor 35-2, a gate connected to its own source and the gate of the N-type MOS transistor 34-2, and a drain connected to the ground.
チャージポンプ容量37は、チャージポンプ26の接続点aとバッファ27とを結ぶ配線上の接続点bに一方を、他方に接地を接続されている。
In the
バッファ27は、出力電圧Vsに基づいて、発振制御信号CTを出力する。バッファ27は、N型MOSトランジスタ41、N型MOSトランジスタ42、P型MOSトランジスタ43、P型MOSトランジスタ44を備える。
N型MOSトランジスタ41は、ソースにP型MOSトランジスタ43のドレインを、ゲートに接続点bを、ドレインに接地をそれぞれ接続している。
P型MOSトランジスタ43は、ソースに電源Vccを、ゲートにP型MOSトランジスタ44のゲート及び自身のドレインを、ドレインにN型MOSトランジスタ41のソースをそれそれ接続している。
N型MOSトランジスタ42は、ソースにP型MOSトランジスタ44のドレイン及び自身のゲートを、ゲートに出力端子(制御発振部13と接続)を、ドレインに接地をそれそれ接続している。
P型MOSトランジスタ44は、ソースに電源Vccを、ゲートにP型MOSトランジスタ43のゲートを、ドレインにN型MOSトランジスタ42のソースをそれぞれ接続している。
The buffer 27 outputs an oscillation control signal CT based on the output voltage Vs. The buffer 27 includes an N-type MOS transistor 41, an N-
In the N-type MOS transistor 41, the drain of the P-
The P-
In the N-
In the P-
図4は、制御発振部13の構成を示す回路図である。
制御発振部13は、発振制御信号CTに基づいて、周波数及び位相を制御された内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを生成する。そして、それらを同期判定部11、DRAMコア4及びDLL6へ出力する。制御発振部13は、可変遅延回路46とバッファ50−1〜50−2を備える。そして、可変遅延回路46は、複数の単位回路46−i(i=1〜n、nは奇数、以下同じ)を備える。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the
The
図5は、可変遅延回路46の単位回路46−iの構成を示す回路図である。単位回路46−iは、入力信号CIN及びその反転信号CINBの各々を入力される2つの入力端子CIN及びそ入力端子CINB、単位回路46−iを制御する信号CBIASの入力されるバイアス入力端子CBIAS、出力信号COUTB及びその反転信号COUTの各々を出力する2つの出力端子COUTB及び出力端子COUTを有する。そして、P型MOSトランジスタ47−1及び47−2、N型MOSトランジスタ48−1、48−2及び49を備える。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the unit circuit 46-i of the
P型MOSトランジスタ47−1は、ソースに電源Vccを、ゲートに出力端子COUTを、ドレインに出力端子COUTBをそれぞれ接続している。
N型MOSトランジスタ48−1は、ソースに出力端子COUTBを、ゲートに入力端子CINを、ドレインにN型MOSトランジスタ49のソースをそれぞれ接続している。
P型MOSトランジスタ47−2は、ソースに電源Vccを、ゲートに出力端子COUTBを、ドレインに出力端子COUTをそれぞれ接続している。
N型MOSトランジスタ48−2は、ソースに出力端子COUTを、ゲートに入力端子CINBを、ドレインにN型MOSトランジスタ49のソースをそれぞれ接続している。
N型MOSトランジスタ49は、ソースにN型MOSトランジスタ48−1及び48−2のドレインを、ゲートにバイアス入力端子を、ドレインに接地をそれぞれ接続している。
In the P-type MOS transistor 47-1, the power supply Vcc is connected to the source, the output terminal COUT is connected to the gate, and the output terminal COUTB is connected to the drain.
In the N-type MOS transistor 48-1, the output terminal COUTB is connected to the source, the input terminal CIN is connected to the gate, and the source of the N-
In the P-type MOS transistor 47-2, the power supply Vcc is connected to the source, the output terminal COUTB is connected to the gate, and the output terminal COUT is connected to the drain.
In the N-type MOS transistor 48-2, the output terminal COUT is connected to the source, the input terminal CINB is connected to the gate, and the source of the N-
The N-
可変遅延回路46は、単位回路46−iの入力端子CIN及び入力端子CINBを、それぞれ可変遅延回路46−i+1の出力端子COUTB及び出力信号COUTへ接続している。そして、図5のような単位回路46−iによる奇数段接続の構成となっている。
The
バッファ50−1〜50−2は、それぞれ内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを、同期判定部11、DRAMコア4及びDLL6へ出力する。
The buffers 50-1 to 50-2 output the internal clock signal CLK and its inverted signal CLKB to the
DRAMコア4は、外部からの制御に基づいて、データの書込み、読出し、消去等の動作を行う。その際、PLL2で生成された内部クロック信号CLKを、従来の内部クロック信号と同様に入力され、その内部クロック信号CLKに基づいて、従来と同様に動作を行う。
DRAMコア4は、内部に発振制御固定信号出力部(図示されず)を有する。
発振制御固定信号出力部は、DRAMコア4に要求される動作の種類に応じて、発振制御固定信号CTSをPLL2へ出力する。すなわち、DRAMコア4へ動作命令を示す信号が入力された場合、その信号が発振制御固定信号出力部にも入力される。そして、その動作命令がDRAM1でのデータの読出しの命令の場合、発振制御固定信号出力部は、振制御固定信号CTSを“H”でPLL2へ出力する。それ以外の場合、発振制御固定信号CTSを“L”で出力する。
The DRAM core 4 performs operations such as data writing, reading, and erasing based on external control. At this time, the internal clock signal CLK generated by the PLL 2 is input in the same manner as the conventional internal clock signal, and the operation is performed in the same manner as the conventional one based on the internal clock signal CLK.
The DRAM core 4 has an oscillation control fixed signal output unit (not shown) inside.
The oscillation control fixed signal output unit outputs an oscillation control fixed signal CTS to the PLL 2 according to the type of operation required for the DRAM core 4. That is, when a signal indicating an operation command is input to the DRAM core 4, the signal is also input to the oscillation control fixed signal output unit. When the operation command is a command for reading data in the DRAM 1, the oscillation control fixed signal output unit outputs the oscillation control fixed signal CTS to the PLL 2 at “H”. In other cases, the oscillation control fixed signal CTS is output at “L”.
DLL6は、内部クロック信号CLKに基づいて、内部クロック信号CLKを所定の遅延時間分だけ遅延させた遅延内部クロック信号CLK_DOUTとしてDQ出力部5へ出力する。
DQ出力部5は、データ出力信号DQ_DATAと遅延内部クロック信号CLK_DOUTに基づいて、データ出力信号DQ_DATAを遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQ_OUTとして外部へ出力する。
The DLL 6 outputs to the DQ output unit 5 as a delayed internal clock signal CLK_DOUT obtained by delaying the internal clock signal CLK by a predetermined delay time based on the internal clock signal CLK.
Based on the data output signal DQ_DATA and the delayed internal clock signal CLK_DOUT, the DQ output unit 5 outputs the data output signal DQ_DATA to the outside as DQ_OUT at the timing of the delayed internal clock signal CLK_DOUT.
図6は、DQ出力部5周辺の構成を示すブロック図である。DQ出力部5は、DQ出力部61、DQB出力部62、バッファ63、DQ1端子52−1、DQ1B端子52−2、配線65−1、配線65−2及び終端67を備える。
DQ出力部61は、データ出力信号DQ_DATAと遅延内部クロック信号CLK_DOUTに基づいて、データ出力信号DQ_DATAを遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQ_OUTとして出力する。
DQ1端子52−1は、DQ出力部61から出力されたデータ出力信号DQ_OUTをDRAM1の外部の配線65−1へ出力する。
配線65−1は、データ出力信号DQ_OUTを所定の回路素子へ伝送する。
DQB出力部62は、バッファ63から出力されるデータ出力信号DQ_DATAの反転信号であるDQB_DATAと遅延内部クロック信号CLK_DOUTに基づいて、データ出力信号の反転信号DQB_DATAを遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQB_OUTとして出力する。
DQ1B端子52−2は、DQB出力部62から出力されたDQB_OUTをDRAM1の外部の配線65−2へ出力する。
配線65−2は、DQB_OUTを終端回路である終端67へ伝送する。配線65−2は短く、DRAM1近傍に終端67が設置されている。配線65−2と終端67とは、インピーダンスが整合され反射が起きないように回路定数が設定されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration around the DQ output unit 5. The DQ output unit 5 includes a
Based on the data output signal DQ_DATA and the delayed internal clock signal CLK_DOUT, the
The DQ1 terminal 52-1 outputs the data output signal DQ_OUT output from the
The wiring 65-1 transmits the data output signal DQ_OUT to a predetermined circuit element.
Based on DQB_DATA that is an inverted signal of the data output signal DQ_DATA output from the
The DQ1B terminal 52-2 outputs DQB_OUT output from the
The wiring 65-2 transmits DQB_OUT to the termination 67, which is a termination circuit. The wiring 65-2 is short and a termination 67 is provided in the vicinity of the DRAM 1. Circuit constants are set for the wiring 65-2 and the termination 67 so that impedance is matched and reflection does not occur.
図7は、DQ端子とCLK端子との端子配置の例を示す図である。
図7のDRAM1は、3つのDQ端子(DQ1端子52−1、DQ2端子53−1、DQ1端子54−1)、3つのDQB端子(DQ1B端子52−2、DQ2B端子53−2、DQ1B端子54−2)、CLK端子55−1、CLKB端子55−2、リード55及びパッド56を有する。
CLK端子55−1は、外部クロック信号CLKをDRAM1へ入力する際に用いる。CLKB端子55−2は、外部クロック信号CLK0の反転信号CLK0BをDRAM1へ入力する際に用いる。反転信号を同時に入力することにより外部クロック信号CLK0のクロストークノイズの低減を図っている。
3つのDQ端子(DQ1端子52−1、DQ2端子53−1、DQ3端子54−1)の各々は、DQ出力部61からの出力信号(DQ1_OUT、DQ2_OUT、DQ3_OUT)を、外部へ出力する際に用いる。3つのDQB端子(DQ1B端子52−2、DQ2B端子53−2、DQ1B端子54−2)の各々は、出力信号の反転信号(DQ1B_OUT、DQ2B_OUT、DQ3B_OUT)を外部へ出力する際に用いる。3つのDQB端子はチップ(DRAM1)外部で終端回路(終端67)に接続されている。
反転信号を同時に出力することにより各出力信号(DQ1_OUT、DQ2_OUT、DQ3_OUT)におけるクロストークノイズが相殺される。すなわち、クロストークノイズを低減することが出来る。それと同時に、各DQ端子の近傍に存在するCLK端子(及びCLKB端子)と各DQ端子との間で発生するクロストークノイズも相殺される。すなわち、クロストークノイズを低減することが可能となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the terminal arrangement of the DQ terminal and the CLK terminal.
7 includes three DQ terminals (DQ1 terminal 52-1, DQ2 terminal 53-1, DQ1 terminal 54-1) and three DQB terminals (DQ1B terminal 52-2, DQ2B terminal 53-2, DQ1B terminal 54). -2), CLK terminal 55-1, CLKB terminal 55-2, lead 55 and pad 56.
The CLK terminal 55-1 is used when inputting the external clock signal CLK to the DRAM 1. The CLKB terminal 55-2 is used when an inverted signal CLK0B of the external clock signal CLK0 is input to the DRAM 1. The crosstalk noise of the external clock signal CLK0 is reduced by inputting the inverted signals at the same time.
Each of the three DQ terminals (DQ1 terminal 52-1, DQ2 terminal 53-1, DQ3 terminal 54-1) outputs an output signal (DQ1_OUT, DQ2_OUT, DQ3_OUT) from the
By simultaneously outputting the inversion signals, crosstalk noise in each output signal (DQ1_OUT, DQ2_OUT, DQ3_OUT) is canceled. That is, crosstalk noise can be reduced. At the same time, crosstalk noise generated between the CLK terminal (and the CLKB terminal) and the DQ terminals existing in the vicinity of each DQ terminal is canceled out. That is, crosstalk noise can be reduced.
図7(a)では、上記効果を高めるために、(CLK端子55−1、CLKB端子55−2)の組に対して、DQ1端子52−1及びDQ1B端子52−2が、予め設定された相違の範囲内で等距離になるように配列している。DQ2端子53−1及びDQ2B端子53−2、DQ3端子54−1及びDQ1B端子54−2についても同様である。 In FIG. 7A, in order to enhance the above effect, the DQ1 terminal 52-1 and the DQ1B terminal 52-2 are set in advance for the set of (CLK terminal 55-1 and CLKB terminal 55-2). They are arranged to be equidistant within the range of differences. The same applies to the DQ2 terminal 53-1, the DQ2B terminal 53-2, the DQ3 terminal 54-1, and the DQ1B terminal 54-2.
また、図7(b)では、上記効果を高めるために、DQ1端子52−1及びDQ1B端子52−2が互いに隣り合うようにし、かつ(CLK端子55−1、CLKB端子55−2)の組に対して、DQ1端子52−1及びDQ1B端子52−2が、予め設定された相違の範囲内で等距離になるように配列している。DQ2端子53−1及びDQ2B端子53−2、DQ3端子54−1及びDQ1B端子54−2についても同様である。 In FIG. 7B, in order to enhance the above effect, the DQ1 terminal 52-1 and the DQ1B terminal 52-2 are adjacent to each other, and a set of (CLK terminal 55-1 and CLKB terminal 55-2). On the other hand, the DQ1 terminal 52-1 and the DQ1B terminal 52-2 are arranged so as to be equidistant within a preset range of difference. The same applies to the DQ2 terminal 53-1, the DQ2B terminal 53-2, the DQ3 terminal 54-1, and the DQ1B terminal 54-2.
この場合、予め設定された相違の範囲は、隣接する出力端子間の距離である。
例えば、(CLK端子55−1、CLKB端子55−2)の組とDQ1端子52−1との距離s1、及び、(CLK端子55−1、CLKB端子55−2)の組とDQ1B端子52−2との距離s2を考えた場合、s1−s2≦DQ1端子52−1−DQ1B端子52−2間距離、である。
In this case, the preset range of difference is the distance between adjacent output terminals.
For example, the distance s1 between the set of (CLK terminal 55-1 and CLKB terminal 55-2) and the DQ1 terminal 52-1, and the set of (CLK terminal 55-1 and CLKB terminal 55-2) and the DQ1B terminal 52- 2 is considered, s1-s2 ≦ DQ1 terminal 52-1-DQ1B terminal 52-2 distance.
なお、図7のDQ端子については、3つのDQ端子に対して反転信号用の出力端子(DQB端子)を設けているが、本発明は、3つの場合に限定されるものではない。 As for the DQ terminal in FIG. 7, an output terminal (DQB terminal) for an inverted signal is provided for the three DQ terminals, but the present invention is not limited to three cases.
次に、本発明である半導体装置を適用したDRAMの実施の形態における動作について、図1〜図7を参照して説明する。 Next, the operation of the embodiment of the DRAM to which the semiconductor device according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
図1を参照して、外部クロック信号CLK0は、DRAM1へ入力される。そして、外部クロック信号CLK0に基づいて、クロック入力バッファ3により、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFがPLL2の同期判定部11へ伝送される。
Referring to FIG. 1, external clock signal CLK0 is input to DRAM1. Then, based on the external clock signal CLK0, the clock input buffer 3 transmits the external clock buffer signal CLK_INBUF to the
次に、図2を参照して同期判定部11の動作を説明する。
同期判定部11は、外部クロック信号CLK0がクロック入力バッファ3を通った後の外部クロックバッファ信号CLK_INBUFと内部クロック信号CLK(制御発振部13で生成)の立上がりタイミングを比較する。
Next, the operation of the
The
同期判定部11において、まず内部クロック信号CLKは、遅延回路A21−1を通り、Dフリップフロップ23−1のD端子に入る。一方、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFは、遅延回路B22−1を通り、Dフリップフロップ23−1のClk端子に入る。ここで、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFの立上がりタイミングが内部クロック立上がりタイミングより速ければ(fast)として、Dフリップフロップ23−1のQ端子から出力される同期判定信号PD1は“H”となる。外部クロックバッファ信号CLK_INBUFの立上がりタイミングが内部クロック立上がりタイミングより充分遅ければ(slow)として、Dフリップフロップ23−1のQ端子から出力される同期判定信号PD1は“L”となる。
In the
また、内部クロック信号CLKは、遅延回路B22−2を通り、Dフリップフロップ23−2のD端子に入る。一方、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFは、遅延回路A21−2を通り、Dフリップフロップ23−2のClk端子に入る。ここで、外部クロックバッファ信号CLK_INBUFの立上がりタイミングが内部クロック立上がりタイミングより充分速ければ(fast)として、Dフリップフロップ23−2のQ端子から出力される同期判定信号PD2は“H”となる。外部クロックバッファ信号CLK_INBUFの立上がりタイミングが内部クロック立上がりタイミングより遅ければ(slow)として、Dフリップフロップ2のQ端子から出力される同期判定信号PD2は“L”となる。
同期判定信号PD1及び同期判定信号PD2は、発振制御部12へ出力される。
The internal clock signal CLK passes through the delay circuit B22-2 and enters the D terminal of the D flip-flop 23-2. On the other hand, the external clock buffer signal CLK_INBUF passes through the delay circuit A 21-2 and enters the Clk terminal of the D flip-flop 23-2. Here, if the rising timing of the external clock buffer signal CLK_INBUF is sufficiently faster than the internal clock rising timing (fast), the synchronization determination signal PD2 output from the Q terminal of the D flip-flop 23-2 becomes “H”. If the rising timing of the external clock buffer signal CLK_INBUF is slower than the rising timing of the internal clock (slow), the synchronization determination signal PD2 output from the Q terminal of the D flip-flop 2 becomes “L”.
The synchronization determination signal PD1 and the synchronization determination signal PD2 are output to the
次に、図3を参照して、発振制御部12の動作について説明する。
(1)発振制御部12において、発振制御固定信号CTSが“L”の場合
(PD1、PD2)=(H、H)の場合、制御回路25の出力(PCS1、PCS2)は、(H、L)となる。そのため、チャージポンプ26の押込側スイッチ(MOSトランスファゲート33−1)がON、引抜側スイッチ(MOSトランスファゲート33−2)がOFFとなる。それに伴い、チャージポンプ容量37が充電され、チャージポンプ26の出力電圧Vsが上昇する。そして、出力電圧Vsの上昇により、バッファ27を介して発振制御信号CTの信号電圧は上昇する。
(PD1、PD2)=(L、L)の場合、制御回路25の出力(PCS1、PCS2)は、(L、H)となる。そのため、チャージポンプ26の押込側スイッチがOFF、引抜側スイッチがONとなる。それに伴い、チャージポンプ容量37が放電され、チャージポンプ26の出力電圧Vsが下降する。そして、出力電圧Vsの減少により、バッファ27を介して発振制御信号CTは下降する。
(PD1、PD2)=(H、L)の場合、制御回路25の出力(PCS1、PCS2)は、(L、L)となる。そのため、チャージポンプ26の押込側及び引抜側スイッチが両方OFFとなる。それに伴い、チャージポンプ容量37が保持され、チャージポンプの出力電圧Vsは固定される。そして、それによりバッファ27を介して発振制御信号CTの信号電圧も固定される。
Next, the operation of the
(1) When the oscillation control fixed signal CTS is “L” in the
When (PD1, PD2) = (L, L), the outputs (PCS1, PCS2) of the
When (PD1, PD2) = (H, L), the outputs (PCS1, PCS2) of the
(2)発振制御部12において、発振制御固定信号CTSが“H”の場合
いずれの場合にも、制御回路25の出力(PCS1、PCS2)は、(L、L)となる。そのため、チャージポンプ26の押込側及び引抜側スイッチはいずれもOFFとなる。それに伴い、チャージポンプ容量37が保持され、チャージポンプ26の出力電圧Vsは一定に固定される。そして、それによりバッファ27を介して発振制御信号CTの信号電圧も固定される。
(1)又は(2)により、発振制御信号CT(アナログ)が制御発振部13へ出力される。
(2) When the oscillation control fixed signal CTS is “H” in the
The oscillation control signal CT (analog) is output to the
次に、図4、及び図5を参照して、制御発振部13の動作について説明する。
図5の単位回路46−iは、発振回路である。CIN、CINB及び発振を制御する信号(アナログ、CBIAS)に基づいて、CBIASに応じた周波数で発振し、出力信号COUTB及び出力信号COUTを出力する。そして、単位回路46−iは差動ペアである。遅延時間は、N型MOSトランジスタ49のバイアス電圧であるCBIASが高いと短くなり、低いと長くなる。CIN及びCINBの入力後、その遅延時間後に出力信号COUTB及び出力信号COUTを出力する。
Next, the operation of the
The unit circuit 46-i in FIG. 5 is an oscillation circuit. Based on CIN, CINB and a signal (analog, CBIAS) for controlling oscillation, the signal oscillates at a frequency corresponding to CBIAS, and outputs an output signal COUTB and an output signal COUT. The unit circuit 46-i is a differential pair. The delay time becomes shorter when CBIAS which is the bias voltage of the N-
制御発振部13において、発振を制御する信号は、発振制御信号CTである。
従って、各単位回路46−iには、発振制御信号CTが入力される。そして、発振制御信号CTの電圧が上昇した場合には、発振周波数は高くなる。すなわち、可変遅延回路46は、それまでよりも周波数の高い内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを生成する。また、発振制御信号CTの電圧が低下した場合には、発振周波数は低くなる。すなわち、可変遅延回路46は、それまでよりも周波数の低い内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを生成する。
発振制御信号CTの電圧が一定の場合には、発振周波数は変動しない。すなわち、可変遅延回路46は、周波数が一定の内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを自励発振する。
そして、制御発振部13は、内部クロック信号CLK及びその反転信号CLKBを、可変遅延回路46の入力端子へ帰還させると共に、バッファ47−1〜47−2を介して同期判定部11、DRAMコア4及びDLL6へ出力する。
In the
Therefore, the oscillation control signal CT is input to each unit circuit 46-i. When the voltage of the oscillation control signal CT increases, the oscillation frequency increases. That is, the
When the voltage of the oscillation control signal CT is constant, the oscillation frequency does not vary. That is, the
Then, the
これら同期判定部11、発振制御部12及び制御発振部13により、本発明の図1のDRAM1に内蔵のPLLは、発振制御固定信号CTSが“L”の場合であって、内部クロック信号CLKのタイミングが外部クロックバッファ信号CLK_INBUFのタイミングより遅い場合、制御発振部13の発振周波数を速くする。また、内部クロック信号CLKのタイミングが外部クロックバッファ信号CLK_INBUFのタイミングより速い場合、制御発振部13の発振周波数を遅くする。そして、内部クロック信号CLKのタイミングと外部クロックバッファ信号CLK_INBUFのタイミングが同時の場合、制御発振部13の発振周波数を変えない。また、発振制御固定信号CTSが“H”の場合、制御発振部の発振周波数を変えない。DRAM1はReadモード時(データ読出し時)に発振制御固定信号CTSを“H”とし、制御発振部の発振周波数を変えずに一定値を維持する。
Due to the
従って、DRAM1内部で、外部クロック信号CLK0と同期した内部クロック信号CLKを発生させることが出来る。それにより、DRAM1は、外部クロック信号CLK0の有するノイズに影響されていない内部クロック信号CLKを利用することが可能となる。
特に、DRAM1が、データ読出し時に制御発振部13の発振周波数を変えずに一定値を維持するように発振制御固定信号CTSを“H”とすれば、データ読出し時に内部クロック信号CLKを外部クロック信号CLK0のノイズの影響を全く受けないようにすることが可能となる。
Therefore, the internal clock signal CLK synchronized with the external clock signal CLK0 can be generated inside the DRAM 1. Accordingly, the DRAM 1 can use the internal clock signal CLK that is not affected by the noise of the external clock signal CLK0.
In particular, when the oscillation control fixed signal CTS is set to “H” so that the DRAM 1 maintains a constant value without changing the oscillation frequency of the
DRAMコア4は、内部クロック信号CLKを利用して、外部からの制御に基づいて、データの書き込み、読み出し、消去等の動作を行う。その際、PLL2で生成された内部クロック信号CLKを、従来の内部クロックと同様に用いて、従来と同様に動作を行う。ただし、通常は、発振制御固定信号CTSとして“L”を、DRAM1でのデータの読み出しの命令を受信した際には“H”をPLL2へ出力する。データ出力信号DQ_DATAをDQ出力部5へ出力する。
DLL6は、内部クロック信号CLKに基づいて、内部クロック信号CLKを所定の遅延時間分だけ遅延させた遅延内部クロック信号CLK_DOUTをDQ出力部5へ出力する。
The DRAM core 4 uses the internal clock signal CLK to perform operations such as data writing, reading, and erasing based on external control. At this time, the internal clock signal CLK generated by the PLL 2 is used in the same manner as the conventional internal clock, and the operation is performed as in the conventional case. However, normally, “L” is output as the oscillation control fixed signal CTS, and “H” is output to the PLL 2 when an instruction to read data in the DRAM 1 is received. The data output signal DQ_DATA is output to the DQ output unit 5.
The DLL 6 outputs a delayed internal clock signal CLK_DOUT obtained by delaying the internal clock signal CLK by a predetermined delay time to the DQ output unit 5 based on the internal clock signal CLK.
次に、図6を参照して、DQ出力部5の動作について説明する。
データ出力信号DQ_DATAは、遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQ出力部61から出力され、DQ1端子52−1を介して外部(配線65−1)へ伝送される。同様に、データ出力信号DQ_DATAの反転信号DQB_DATAは、遅延内部クロック信号CLK_DOUTのタイミングでDQB出力部62から出力され、DQ1B端子52−2を介して外部(配線65−2)へ伝送される。その際、データ出力信号DQ_DATAとDQB_DATAとは、同じタイミングでそれぞれの回路から出力される。
Next, the operation of the DQ output unit 5 will be described with reference to FIG.
The data output signal DQ_DATA is output from the
配線65−1(DQ1端子52−1)及び配線65−2(DQ1B端子52−2)からそれぞれ逆相の信号が出力されるので、DQ1端子52−1及びDQ1B端子52−2の近傍に配設された外部クロック信号CLK0用のCLK端子(図7参照)及びその周辺の配線への影響を抑制することが出来る。すなわち、外部クロック信号CLK0に載るクロストークノイズを相殺することが出来る。 Since signals of opposite phases are output from the wiring 65-1 (DQ1 terminal 52-1) and the wiring 65-2 (DQ1B terminal 52-2), respectively, they are arranged near the DQ1 terminal 52-1 and DQ1B terminal 52-2. The influence on the provided CLK terminal for the external clock signal CLK0 (see FIG. 7) and its peripheral wiring can be suppressed. That is, it is possible to cancel out the crosstalk noise included in the external clock signal CLK0.
本発明のDRAMはクロック端子周辺においてDQ出力信号とその逆相の出力信号を出力する端子を有しているので、特に、データの読出し(Read)時にクロック信号に影響するDQ信号(データ出力信号DQ_DATA)とのクロストークを相殺し,外部クロック信号に載るノイズを低減することができる。 Since the DRAM of the present invention has a terminal for outputting a DQ output signal and an output signal of the opposite phase around the clock terminal, in particular, a DQ signal (data output signal) that affects the clock signal at the time of data reading (Read). DQ_DATA) can be canceled out, and noise on the external clock signal can be reduced.
上記実施例では、DRAMコア4におけるデータ読出し時に、DRAMコア4から発振制御固定信号CTSを“H”として、PLL2の発振制御を固定するとしている。
しかし、PLL2の発振制御を固定せず、発振制御を抑制することにより、データ読出し時に内部クロック信号CLKが外部クロック信号CLK0のノイズから受ける影響を軽減させることが可能である。その機能を有する発振制御部を示したのが図8である。
In the above embodiment, when data is read from the DRAM core 4, the oscillation control fixing signal CTS is set to “H” from the DRAM core 4 to fix the oscillation control of the PLL2.
However, by suppressing the oscillation control without fixing the PLL2 oscillation control, it is possible to reduce the influence of the internal clock signal CLK from the noise of the external clock signal CLK0 when reading data. FIG. 8 shows an oscillation control unit having this function.
図8は、PLL2の発振制御を抑制することが可能な発振制御部12’の構成を示す回路図である。この回路では、図3の発振制御部12に、補助電流源28が追加されている。補助電源28は、電流源31−3及び電流源31−4を備える。電流源31−3及び電流源31−4は、入力がそれぞれ同期判定信号PD1の反転信号であるPD1’及び同期判定信号PD2である以外は、電流源31−1及び電流源31−2と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of the
補助電流源28は、発振制御固定信号CTSの影響を受けない。そして、発振制御固定信号CTSが“H”になった場合でも、同期判定信号(PD1’及びPD2’)に基づいて、チャージポンプ容量37を充放電することが出来る。
その場合、チャージポンプ容量37は、制御固定信号CTSが“L”の時より小さい電流で充放電されるので、発振制御信号CTの変動量が抑制される。従って、外部クロック信号CLK0のノイズが内部クロック信号CLKに及ぼす影響を低減できる。
The auxiliary current source 28 is not affected by the oscillation control fixed signal CTS. Even when the oscillation control fixed signal CTS becomes “H”, the
In this case, since the
本実施例では、DRAMについての例を述べている。ただし、本発明がDRAMに限定されるものではなく、各種メモリLSI(SRAMに例示されるRAM、フラッシュメモリに例示されるROM)など外部クロック端子を有し、データを入出力する半導体装置(LSI)であれば適用することが可能である。 In this embodiment, an example of a DRAM is described. However, the present invention is not limited to the DRAM, and a semiconductor device (LSI that has external clock terminals such as various memory LSIs (RAM exemplified by SRAM, ROM exemplified by flash memory) and inputs / outputs data. ) Can be applied.
1 DRAM
2 PLL
3 クロック入力バッファ
4 DRAMコア
5 DQ出力部
6 DLL
11 同期判定部
12 発振制御部
13 制御発振部
21−1 遅延回路A
21−2 遅延回路A
22−1 遅延回路B
22−2 遅延回路B
23−1 Dフリップフロップ
23−2 Dフリップフロップ
25 制御回路
26 チャージポンプ
27 バッファ
30−1 インバータ
30−2、30−3 NORゲート
31−1、31−2、31−3、31−4 電流源
32−1、32−2、32−3、32−4 インバータ
33−1、33−2、33−3、33−4 MOSトランスファゲート
34−1、34−3、35−1、35−2、35−3、35−4、43、44、47−1、47−2 P型MOSトランジスタ
34−2、34−4、35−3、36−1、36−3、36−4、41、42、48−1、48−2、49 N型MOSトランジスタ
37 チャージポンプ容量
46 可変遅延回路
46−i(i=1〜n) 単位回路
50−1、50−2 バッファ
52−1 DQ1端子
52−2 DQ1B端子
53−1 DQ2端子
53−2 DQ2B端子
54−1 DQ3端子
54−2 DQ3B端子
55−1 CLK端子
55−2 CLKB端子
56 リード
57 パッド
61 DQ出力部
62 DQB出力部
63 バッファ
65−1 配線
65−2 配線
67 終端
101 DRAM
103 クロック入力バッファ
104 DRAMコア
105 DQ出力部
106 DLL
1 DRAM
2 PLL
3 Clock input buffer 4 DRAM core 5 DQ output section 6 DLL
DESCRIPTION OF
21-2 Delay circuit A
22-1 Delay circuit B
22-2 Delay circuit B
23-1 D flip-flop 23-2 D flip-flop 25 Control circuit 26 Charge pump 27 Buffer 30-1 Inverter 30-2, 30-3 NOR gate 31-1, 31-2, 31-3, 31-4 Current source 32-1, 32-2, 32-3, 32-4 Inverters 33-1, 33-2, 33-3, 33-4 MOS transfer gates 34-1, 34-3, 35-1, 35-2, 35-3, 35-4, 43, 44, 47-1, 47-2 P-type MOS transistors 34-2, 34-4, 35-3, 36-1, 36-3, 36-4, 41, 42 48-1, 48-2, 49 N-type MOS transistor 37 Charge pump capacitance 46 Variable delay circuit 46-i (i = 1 to n) Unit circuit 50-1, 50-2 Buffer 52-1 DQ1 terminal 52- 2 DQ1B terminal 53-1 DQ2 terminal 53-2 DQ2B terminal 54-1 DQ3 terminal 54-2 DQ3B terminal 55-1 CLK terminal 55-2 CLKB terminal 56 Lead 57 Pad 61 DQ output part 62 DQB output part 63 Buffer 65-1 Wiring 65-2 Wiring 67 Termination 101 DRAM
103
Claims (5)
前記外部クロック端子の近傍に配設され、データを示すデータ信号を外部へ出力する出力端子と、
前記出力端子と前記外部クロック端子の近傍に配設され、前記データ信号を反転した反転データ信号を外部へ出力する反転出力端子と
を具備する
半導体装置。 An external clock terminal for inputting an external clock signal from the outside;
An output terminal disposed in the vicinity of the external clock terminal and outputting a data signal indicating data to the outside;
A semiconductor device comprising: an inverted output terminal that is disposed in the vicinity of the output terminal and the external clock terminal and outputs an inverted data signal obtained by inverting the data signal to the outside.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a distance between the output terminal and the external clock terminal and a distance between the inverted output terminal and the external clock terminal are equal within a preset difference range.
前記出力端子と前記外部クロック端子及び前記反転外部クロック端子の組との距離、及び、前記反転出力端子と前記組との距離は、予め設定された相違の範囲内で等しい
請求項1に記載の半導体装置。 Further comprising an inverted external clock terminal disposed in the vicinity of the external clock terminal and receiving an inverted external clock signal obtained by inverting the external clock signal from the outside,
The distance between the output terminal and the set of the external clock terminal and the inverted external clock terminal and the distance between the inverted output terminal and the set are equal within a preset range of difference. Semiconductor device.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an inverted data signal output unit that outputs the inverted data signal to the inverted output terminal based on the data signal. 5.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the inverting output terminal is terminated in the vicinity of the inverting output terminal.
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2007
- 2007-06-18 JP JP2007160164A patent/JP2007234226A/en active Pending
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