JP2008125095A - Semiconductor circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体回路装置に関し、さらに詳しくは、階層電源構成を有する半導体回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor circuit device, and more particularly to a semiconductor circuit device having a hierarchical power supply configuration.
近年の半導体メモリにおいては、動作電源電圧の低下に伴い、トランジスタのしきい値も低下させる傾向にある。トランジスタのしきい値を低下させると、サブスレッショルドリーク電流が増大することになるが、これを防止するために、種々のSCRC(Subthreshold Current Reduced Cntrol )技術が開発されている(たとえば特許文献1参照)。 In recent semiconductor memories, the threshold value of a transistor tends to decrease as the operating power supply voltage decreases. When the threshold value of the transistor is lowered, the subthreshold leakage current increases. In order to prevent this, various SCRC (Subthreshold Current Reduced Control) techniques have been developed (see, for example, Patent Document 1). ).
一方、DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)の内部制御はロウ系およびコラム系の動作に分割されているが、近年の多バンク化や各バンクごとの独立動作化に伴い、バンク制御用の回路構成が複雑になり、また、チップ全体としての回路数が増加し、その結果、待機時のリーク電流が増加する傾向にある。 On the other hand, internal control of DRAM (Dynamic Random Access Memory) is divided into row and column operations, but with the recent increase in the number of banks and the independent operation for each bank, the circuit configuration for bank control has been increased. In addition, the number of circuits as a whole chip increases, and as a result, the standby leakage current tends to increase.
上述したSCRC技術によれば、このような待機時におけるサブスレッショルドリーク電流を低減するために、メイン電源線およびメイン接地線の他にサブ電源線およびサブ接地線を設け、待機時にH(論理ハイ)レベルの信号を出力するCMOSインバータ回路のような論理回路をメイン電源線とサブ電源線との間に接続し、L(論理ロー)レベルの信号を出力するCMOSインバータ回路のような論理回路をサブ電源線とメイン接地線との間に接続し、待機時にサブ電源線およびサブ接地線をそれぞれメイン電源線およびメイン接地線から電気的に切離すようにした階層電源構成が提案されている。 According to the SCRC technique described above, in order to reduce the subthreshold leakage current during standby, the sub power supply line and the sub ground line are provided in addition to the main power supply line and the main ground line. A logic circuit such as a CMOS inverter circuit that outputs a L (logic low) level signal by connecting a logic circuit such as a CMOS inverter circuit that outputs a level signal between the main power supply line and the sub power supply line. A hierarchical power supply configuration has been proposed in which a sub power supply line and a main ground line are connected to each other, and the sub power supply line and the sub ground line are electrically disconnected from the main power supply line and the main ground line, respectively, during standby.
このような階層電源構成においては、Hレベルの信号を出力するCMOSインバータ回路中のPチャネルMOSトランジスタのソースはメイン電源線に接続されているが、NチャネルMOSトランジスタのソースはサブ接地線に接続されている。そのため、待機時にはNチャネルMOSトランジスタのソース電位は接地電位よりも高くなり、その結果、NチャネルMOSトランジスタのサブスレッショルドリーク電流が低減される。一方、Lレベルの信号を出力するCMOSインバータ回路中のNチャネルMOSトランジスタのソースはメイン接地線に接続されているが、PチャネルMOSトランジスタのソースはサブ電源線に接続されている。そのため、待機時にPチャネルMOSトランジスタのソース電位は電源電位よりも低くなり、その結果、このPチャネルMOSトランジスタのサブスレッショルドリーク電流が低減される。
待機時における出力信号の論理レベルが定かな論理回路については上述した階層電源構成を採用することができるが、定かでない論理回路については階層電源構成を採用することができない。そのため、このような論理回路についてはメイン電源線とメイン接地線との間に接続せざるを得ず、待機時におけるサブスレッショルドリーク電流を低減することができなかった。 The above-described hierarchical power supply configuration can be adopted for a logic circuit whose output signal logic level is fixed during standby, but the hierarchical power supply configuration cannot be adopted for an uncertain logic circuit. For this reason, such a logic circuit has to be connected between the main power supply line and the main ground line, and the subthreshold leakage current during standby cannot be reduced.
特にラッチ回路においては、待機時にいずれの論理レベルの信号がラッチされるか定かでないため、上述した階層電源構成によりサブスレッショルドリーク電流を低減することはできなかった。 In particular, in the latch circuit, since it is not certain which signal of the logic level is latched during standby, the subthreshold leakage current cannot be reduced by the hierarchical power supply configuration described above.
この発明の目的は、待機時における出力信号の論理レベルが不定の論理回路についてもサブスレッショルドリーク電流を低減することが可能な半導体回路装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor circuit device capable of reducing a subthreshold leakage current even for a logic circuit in which the logic level of an output signal during standby is indefinite.
この発明のもう1つの目的は、ラッチ回路におけるサブスレッショルドリーク電流を低減することが可能な半導体回路装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor circuit device capable of reducing subthreshold leakage current in a latch circuit.
この発明の1つの局面に従うと、動作モードおよび待機モードを有する半導体回路装置は、メイン電源線と、サブ電源線と、第1のスイッチング素子と、メイン接地線と、サブ接地線と、第2のスイッチング素子と、第1のバッファ電源線と、第1のバッファ接地線と、第2のバッファ電源線と、第2のバッファ接地線と、複数の第1の論理回路と、複数の第2の論理回路と、選択手段とを備える。メイン電源線は、電源電圧を受ける。第1のスイッチング素子は、メイン電源線とサブ電源線との間に接続され、動作モード時にオンになりかつ待機モード時にオフになる。メイン接地線は、接地電圧を受ける。第2のスイッチング素子は、メイン接地線とサブ接地線との間に接続され、動作モード時にオンになりかつ待機モード時にオフになる。第1の論理回路の各々は、第1のバッファ電源線と第1のバッファ接地線との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルの出力信号を供給する。第2の論理回路の各々は、第2のバッファ電源線と第2のバッファ接地線との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルと相補的な第2の論理レベルの出力信号を供給する。選択手段は、待機モード時に複数の第1の論理回路が第1の論理レベルとして論理ハイレベルの信号を供給しかつ複数の第2の論理回路が第2の論理レベルとして論理ローレベルの出力信号を供給するとき、第1のバッファ電源線をメイン電源線に接続し、第1のバッファ接地線をサブ接地線に接続し、第2のバッファ電源線をサブ電源線に接続しかつ第2のバッファ接地線をメイン接地線に接続する。選択手段はまた、待機モード時に複数の第1の論理回路は第1の論理レベルとして論理ローレベルの出力信号を供給しかつ複数の第2の論理回路が第2の論理レベルとして論理ハイレベルの出力信号を供給するとき、第1のバッファ電源線をサブ電源線に接続し、第1のバッファ接地線をメイン接地線に接続し、第2のバッファ電源線をメイン電源線に接続し、かつ第2のバッファ接地線をサブ接地線に接続する。 According to one aspect of the present invention, a semiconductor circuit device having an operation mode and a standby mode includes a main power supply line, a sub power supply line, a first switching element, a main ground line, a sub ground line, and a second power supply line. Switching elements, a first buffer power supply line, a first buffer ground line, a second buffer power supply line, a second buffer ground line, a plurality of first logic circuits, and a plurality of second logic circuits. The logic circuit and selection means are provided. The main power supply line receives a power supply voltage. The first switching element is connected between the main power supply line and the sub power supply line, and is turned on in the operation mode and turned off in the standby mode. The main ground line receives a ground voltage. The second switching element is connected between the main ground line and the sub ground line, and is turned on in the operation mode and turned off in the standby mode. Each of the first logic circuits is connected between the first buffer power supply line and the first buffer ground line, and supplies an output signal of the first logic level in the standby mode. Each of the second logic circuits is connected between the second buffer power supply line and the second buffer ground line, and outputs a second logic level output signal complementary to the first logic level in the standby mode. Supply. In the standby mode, the selection unit supplies a logic high level signal as a first logic level by a plurality of first logic circuits and an output signal at a logic low level as a second logic level by a plurality of second logic circuits. , The first buffer power line is connected to the main power line, the first buffer ground line is connected to the sub-ground line, the second buffer power line is connected to the sub-power line, and the second Connect the buffer ground wire to the main ground wire. The selection means also supplies the logic low level output signal as the first logic level and the plurality of second logic circuits as the logic high level as the second logic level in the standby mode. When supplying an output signal, the first buffer power line is connected to the sub power line, the first buffer ground line is connected to the main ground line, the second buffer power line is connected to the main power line, and The second buffer ground line is connected to the sub ground line.
好ましくは、上記選択手段は、第1のセレクタと、第2のセレクタと、第3のセレクタと、第4のセレクタとを含む。第1のセレクタは、メイン電源線またはサブ電源線を選択して第1のバッファ電源線に接続する。第2のセレクタは、メイン接地線またはサブ接地線を選択して第1のバッファ接地線に接続する。第3のセレクタは、メイン電源線またはサブ電源線を選択して第2のバッファ電源線に接続する。第4のセレクタは、メイン接地線またはサブ接地線を選択して第2のバッファ接地線に接続する。 Preferably, the selection means includes a first selector, a second selector, a third selector, and a fourth selector. The first selector selects the main power supply line or the sub power supply line and connects it to the first buffer power supply line. The second selector selects the main ground line or the sub ground line and connects it to the first buffer ground line. The third selector selects the main power supply line or the sub power supply line and connects it to the second buffer power supply line. The fourth selector selects the main ground line or the sub ground line and connects it to the second buffer ground line.
さらに好ましくは、上記第1のセレクタは、第1のPチャネルMOSトランジスタと、第2のPチャネルMOSトランジスタとを含む。第1のPチャネルMOSトランジスタは、メイン電源線と第1のバッファ電源線との間に接続される。第2のPチャネルMOSトランジスタは、サブ電源線と第1のバッファ電源線との間に接続される。上記第2のセレクタは、第1のNチャネルMOSトランジスタと、第2のNチャネルMOSトランジスタとを含む。第1のNチャネルMOSトランジスタは、メイン接地線と第1のバッファ接地線との間に接続される。第2のNチャネルMOSトランジスタは、サブ接地線と第1のバッファ接地線との間に接続される。上記第3のセレクタは、第3のPチャネルMOSトランジスタと、第4のPチャネルMOSトランジスタとを含む。第3のPチャネルMOSトランジスタは、メイン電源線と第2のバッファ電源線との間に接続される。第4のPチャネルMOSトランジスタは、サブ電源線と第2のバッファ電源線との間に接続される。上記第4のセレクタは、第3のNチャネルMOSトランジスタと、第4のNチャネルMOS
トランジスタとを含む。第3のNチャネルMOSトランジスタは、メイン接地線と第2のバッファ接地線との間に接続される。第4のNチャネルMOSトランジスタは、サブ接地線と第2のバッファ接地線との間に接続される。
More preferably, the first selector includes a first P-channel MOS transistor and a second P-channel MOS transistor. The first P-channel MOS transistor is connected between the main power supply line and the first buffer power supply line. The second P-channel MOS transistor is connected between the sub power supply line and the first buffer power supply line. The second selector includes a first N channel MOS transistor and a second N channel MOS transistor. The first N-channel MOS transistor is connected between the main ground line and the first buffer ground line. The second N channel MOS transistor is connected between the sub ground line and the first buffer ground line. The third selector includes a third P channel MOS transistor and a fourth P channel MOS transistor. The third P-channel MOS transistor is connected between the main power supply line and the second buffer power supply line. The fourth P-channel MOS transistor is connected between the sub power supply line and the second buffer power supply line. The fourth selector includes a third N-channel MOS transistor and a fourth N-channel MOS transistor.
A transistor. The third N-channel MOS transistor is connected between the main ground line and the second buffer ground line. The fourth N-channel MOS transistor is connected between the sub ground line and the second buffer ground line.
上記半導体回路装置においては、論理回路から供給されるべき出力信号の論理レベルに応じて論理回路がメイン電源線とサブ接地線との間またはサブ電源線とメイン接地線との間に選択的に接続されるため、待機モード時における出力信号の論理レベルが不定の論理回路であっても階層電源構成の採用によりサブスレッショルドリーク電流が低減される。 In the semiconductor circuit device, the logic circuit is selectively connected between the main power supply line and the sub ground line or between the sub power supply line and the main ground line in accordance with the logic level of the output signal to be supplied from the logic circuit. Therefore, even if the logic level of the output signal in the standby mode is indefinite, the subthreshold leakage current is reduced by adopting the hierarchical power supply configuration.
この発明のもう1つの局面に従うと、動作モードおよび待機モードを有する半導体回路装置は、メイン電源線と、サブ電源線と、第1のスイッチング素子と、メイン接地線と、サブ接地線と、第2のスイッチング素子と、複数の第1の論理回路と、複数の第2の論理回路と、電圧供給手段とを備える。メイン電源線は、電源電圧を受ける。第1のスイッチング素子は、メイン電源線とサブ電源線との間に接続され、動作モード時にオンになりかつ待機モード時にオフになる。メイン接地線は、接地電圧を受ける。第2のスイッチング素子は、メイン接地線とサブ接地線との間に接続され、動作モード時にオンになりかつ待機モード時にオフになる。第1の論理回路の各々は、メイン電源線とサブ接地線との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルの出力信号を供給する。第2の論理回路の各々は、サブ電源線とメイン接地線との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルと相補的な第2の論理レベルの出力信号を供給する。電圧供給手段は、待機モード時に複数の第1の論理回路が第1の論理レベルとして論理ローレベルの出力信号を供給しかつ複数の第2の論理回路が第2の論理レベルとして論理ハイレベルの出力信号を供給するとき接地電圧よりも低い電圧をサブ接地線に供給する。電圧供給手段はまた、待機モード時に複数の第1の論理回路が第1の論理レベルとして論理ハイレベルの出力信号を供給してかつ複数の第2の論理回路が第2の論理レベルとして論理ローレベルの出力信号を供給するとき電源電圧よりも高い電圧をサブ電源線に供給する。 According to another aspect of the present invention, a semiconductor circuit device having an operation mode and a standby mode includes a main power supply line, a sub power supply line, a first switching element, a main ground line, a sub ground line, 2 switching elements, a plurality of first logic circuits, a plurality of second logic circuits, and voltage supply means. The main power supply line receives a power supply voltage. The first switching element is connected between the main power supply line and the sub power supply line, and is turned on in the operation mode and turned off in the standby mode. The main ground line receives a ground voltage. The second switching element is connected between the main ground line and the sub ground line, and is turned on in the operation mode and turned off in the standby mode. Each of the first logic circuits is connected between the main power supply line and the sub ground line, and supplies an output signal of the first logic level in the standby mode. Each of the second logic circuits is connected between the sub power supply line and the main ground line, and supplies an output signal having a second logic level complementary to the first logic level in the standby mode. In the standby mode, the voltage supply means supplies a plurality of first logic circuits as a first logic level as a logic low level output signal and a plurality of second logic circuits as a second logic level as a logic high level. When supplying an output signal, a voltage lower than the ground voltage is supplied to the sub-ground line. The voltage supply means also supplies a logic high level output signal as a first logic level by the plurality of first logic circuits and a logic low as the second logic level in the standby mode. When supplying a level output signal, a voltage higher than the power supply voltage is supplied to the sub power supply line.
好ましくは、上記電圧供給手段は、第1のセレクタと、第2のセレクタとを含む。第1のセレクタは、サブ電源線を電源電圧よりも高い電圧を受けるノードに選択的に接続する。第2のセレクタは、サブ接地線を接地電圧よりも低い電圧を受けるノードに選択的に接続する。 Preferably, the voltage supply means includes a first selector and a second selector. The first selector selectively connects the sub power supply line to a node receiving a voltage higher than the power supply voltage. The second selector selectively connects the sub ground line to a node receiving a voltage lower than the ground voltage.
さらに好ましくは、上記第1のセレクタは、電源電圧よりも高い電圧を受けるノードとサブ電源線との間に接続されたPチャネルMOSトランジスタを含む。上記第2のセレクタは、接地電圧よりも低い電圧を受けるノードとサブ接地線との間に接続されたNチャネルMOSトランジスタを含む。 More preferably, the first selector includes a P channel MOS transistor connected between a node receiving a voltage higher than the power supply voltage and the sub power supply line. The second selector includes an N channel MOS transistor connected between a node receiving a voltage lower than the ground voltage and the sub ground line.
上記半導体回路装置においては、論理回路から供給されるべき出力信号の論理レベルに応じて接地電圧よりも低い電圧がサブ接地線に供給されたりまたは電源電圧よりも高い電圧がサブ電源線に供給されたりするため、出力信号の論理レベルが不定な論理回路であっても階層電源構成の採用によりサブスレッショルドリーク電流が低減される。 In the semiconductor circuit device, a voltage lower than the ground voltage is supplied to the sub ground line or a voltage higher than the power supply voltage is supplied to the sub power line according to the logic level of the output signal to be supplied from the logic circuit. Therefore, even if the logic circuit has an indefinite logic level of the output signal, the subthreshold leakage current is reduced by adopting the hierarchical power supply configuration.
この発明のさらにもう1つの局面に従うと、動作モードおよび待機モードを有する半導体回路装置は、メイン電源線と、スイッチング素子と、メイン接地線と、ラッチ固定電源線と、ラッチ固定接地線と、複数の論理回路と、ラッチ回路と、遮断手段とを備える。スイッチング素子は、電源電圧を受けるノードとメイン電源線との間に接続され、動作モード時にオンになりかつ待機モード時にオフになる。ラッチ固定電源線は、電源電圧を受ける。ラッチ固定接地線は、接地電圧を受ける。論理回路の各々は、メイン電源線とメイン接地線との間に接続される。ラッチ回路は、ラッチ固定電源線とラッチ固定接地線との間に接続される。遮断手段は、待機モード時にラッチ回路への信号入力を遮断する。 According to still another aspect of the present invention, a semiconductor circuit device having an operation mode and a standby mode includes a main power supply line, a switching element, a main ground line, a latch fixed power supply line, a latch fixed ground line, A logic circuit, a latch circuit, and a shut-off means. The switching element is connected between the node receiving the power supply voltage and the main power supply line, and is turned on in the operation mode and turned off in the standby mode. The latch fixed power supply line receives a power supply voltage. The latch fixed ground line receives a ground voltage. Each of the logic circuits is connected between a main power supply line and a main ground line. The latch circuit is connected between the latch fixed power line and the latch fixed ground line. The blocking means blocks signal input to the latch circuit in the standby mode.
好ましくは、上記遮断手段は、ラッチ駆動電源線と、駆動手段と、インバータ回路とを含む。駆動手段は、動作モード時に電源電圧をラッチ駆動電源線に供給し、待機モード時に接地電圧またはそれよりも低い電圧をラッチ駆動電源線に供給する。インバータ回路は、ラッチ駆動電源線からの電圧を受け、ラッチ回路への信号入力経路に挿入される。 Preferably, the blocking means includes a latch drive power supply line, drive means, and an inverter circuit. The drive means supplies a power supply voltage to the latch drive power supply line during the operation mode, and supplies a ground voltage or a voltage lower than that to the latch drive power supply line during the standby mode. The inverter circuit receives a voltage from the latch drive power supply line and is inserted into a signal input path to the latch circuit.
あるいは、上記遮断手段は、ラッチ駆動接地線と、第1の駆動手段と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタとを含む。第1の駆動手段は、動作モード時に接地電圧をラッチ駆動接地線に供給し、待機モード時に接地電圧よりも高い電圧をラッチ駆動接地線に供給する。第1のトランジスタは、ラッチ回路の一方の入力ノードとラッチ駆動接地線との間に接続され、第1の信号を受けるゲートを有する。第2のトランジスタは、ラッチ回路の当該他方の入力ノードとラッチ駆動接地線との間に接続され、第1の信号と相補的な第2の信号を受けるゲートを有する。 Alternatively, the blocking means includes a latch drive ground line, a first drive means, a first transistor, and a second transistor. The first driving means supplies a ground voltage to the latch drive ground line in the operation mode, and supplies a voltage higher than the ground voltage to the latch drive ground line in the standby mode. The first transistor is connected between one input node of the latch circuit and the latch drive ground line, and has a gate for receiving the first signal. The second transistor is connected between the other input node of the latch circuit and the latch drive ground line, and has a gate for receiving a second signal complementary to the first signal.
さらに好ましくは、上記遮断手段はさらに、第2の駆動手段と、第3の駆動手段とを含む。第2の駆動手段は、動作モード時に電源電圧をラッチ固定電源線に供給し、待機モード時に電源電圧よりも高い電圧をラッチ固定電源線に供給する。第3の駆動手段は、動作モード時に接地電圧をラッチ固定接地線に供給し、待機モード時に接地電圧よりも高い電圧をラッチ固定接地線に供給する。 More preferably, the blocking means further includes a second driving means and a third driving means. The second driving means supplies a power supply voltage to the latch fixed power supply line in the operation mode, and supplies a voltage higher than the power supply voltage to the latch fixed power supply line in the standby mode. The third driving means supplies a ground voltage to the latch fixed ground line in the operation mode, and supplies a voltage higher than the ground voltage to the latch fixed ground line in the standby mode.
あるいは、上記遮断手段は、ラッチ駆動接地線と、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第1の駆動手段と、第2の駆動手段と、第3の駆動手段とを含む。第1のトランジスタは、ラッチ回路の一方の入力ノードとラッチ駆動接地線との間に接続され、第1の信号を受けるゲートを有する。第2のトランジスタは、ラッチ回路の当該他方の入力ノードとラッチ駆動接地線との間に接続され、第1の信号と相補的な第2の信号を受けるゲートを有する。第1の駆動手段は、動作モードにおける第1および第2の信号の入力中に接地電圧をラッチ駆動接地線に一時的に供給し、それ以外の時に電源電圧をラッチ駆動接地線に供給する。第2の駆動手段は、動作モード時に電源電圧をラッチ固定電源線に供給し、待機モード時に電源電圧よりも高い電圧をラッチ固定電源線に供給する。第3の駆動手段は、動作モードにおける第1および第2の信号の入力中に電源電圧をラッチ固定接地線に一時的に供給し、動作モードにおけるそれ以外の時に接地電圧をラッチ固定接地線に供給し、待機モード時に接地電圧よりも高い電圧をラッチ固定接地線に供給する。 Alternatively, the blocking means includes a latch drive ground line, a first transistor, a second transistor, a first drive means, a second drive means, and a third drive means. The first transistor is connected between one input node of the latch circuit and the latch drive ground line, and has a gate for receiving the first signal. The second transistor is connected between the other input node of the latch circuit and the latch drive ground line, and has a gate for receiving a second signal complementary to the first signal. The first drive means temporarily supplies the ground voltage to the latch drive ground line during input of the first and second signals in the operation mode, and supplies the power supply voltage to the latch drive ground line at other times. The second driving means supplies a power supply voltage to the latch fixed power supply line in the operation mode, and supplies a voltage higher than the power supply voltage to the latch fixed power supply line in the standby mode. The third driving means temporarily supplies the power supply voltage to the latch fixed ground line during input of the first and second signals in the operation mode, and supplies the ground voltage to the latch fixed ground line at other times in the operation mode. In the standby mode, a voltage higher than the ground voltage is supplied to the latch fixed ground line.
上記半導体回路装置においては、待機モード時にスイッチング素子がオフになるので、論理回路中にサブスレッショルドリーク電流はほとんど流れない。しかしながら、電源電圧および接地電圧はラッチ回路に供給されるので、ラッチ回路は待機モード中も継続して信号をラッチすることができる。しかも、待機モード時にラッチ回路への信号入力は遮断されるので、ラッチ回路がランダムな信号をラッチすることはない。 In the semiconductor circuit device, since the switching element is turned off in the standby mode, the subthreshold leakage current hardly flows in the logic circuit. However, since the power supply voltage and the ground voltage are supplied to the latch circuit, the latch circuit can continuously latch the signal even in the standby mode. In addition, since the signal input to the latch circuit is blocked in the standby mode, the latch circuit does not latch a random signal.
さらに好ましくは、上記半導体回路装置は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリである。上記ラッチ回路は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリにおけるロウ系のコマンド信号をラッチする。 More preferably, the semiconductor circuit device is a synchronous dynamic random access memory. The latch circuit latches a row-related command signal in the synchronous dynamic random access memory.
あるいは、上記ラッチ回路は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリにおけるロウ系のアドレス信号をラッチする。 Alternatively, the latch circuit latches a row address signal in the synchronous dynamic random access memory.
あるいは、上記ラッチ回路は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリにおけるコラム系のコマンド信号をラッチする。 Alternatively, the latch circuit latches a column-related command signal in the synchronous dynamic random access memory.
あるいは、上記ラッチ回路は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリにお
けるコラム系のアドレス信号をラッチする。
Alternatively, the latch circuit latches a column address signal in the synchronous dynamic random access memory.
上記シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリにおいては、ラッチ回路は待機モード中も継続してロウまたはコラム系のコマンドまたはアドレス信号をラッチすることができる。 In the synchronous dynamic random access memory, the latch circuit can continue to latch a row or column command or address signal even during the standby mode.
以上のようにこの発明によれば、論理回路から供給されるべき出力信号の論理レベルに応じて論理回路をメイン電源線とサブ接地線との間またはサブ電源線とメイン接地線との間に選択的に接続するように構成したため、出力信号の論理レベルが不定の論理回路であっても階層電源構成を採用することによりサブスレッショルドリーク電流を低減することができる。 As described above, according to the present invention, the logic circuit is arranged between the main power supply line and the sub ground line or between the sub power supply line and the main ground line according to the logic level of the output signal to be supplied from the logic circuit. Since it is configured to be selectively connected, the subthreshold leakage current can be reduced by adopting the hierarchical power supply configuration even if the logic level of the output signal is indefinite.
また、論理回路から供給されるべき出力信号の論理レベルに応じて接地電圧よりも低い電圧をサブ接地線に供給したりまたは電源電圧よりも高い電圧をサブ電源線に供給したりするように構成したため、出力信号の論理レベルが不定の論理回路であっても階層電源構成を採用することによりサブスレッショルドリーク電流を低減することができる。 In addition, a voltage lower than the ground voltage is supplied to the sub ground line or a voltage higher than the power supply voltage is supplied to the sub power line according to the logic level of the output signal to be supplied from the logic circuit. Therefore, even if the logic circuit of the output signal has an indefinite logic level, the subthreshold leakage current can be reduced by adopting the hierarchical power supply configuration.
また、電源電圧を常に受けるラッチ固定電源線と接地電圧を常に受けるラッチ固定接地線との間にラッチ回路を接続し、待機モード時にラッチ回路への入力信号を遮断するように構成したため、ランダムな信号がラッチ回路に入力されるのを防止することができる。 In addition, since the latch circuit is connected between the latch fixed power line that always receives the power supply voltage and the latch fixed ground line that always receives the ground voltage, the input signal to the latch circuit is cut off in the standby mode. A signal can be prevented from being input to the latch circuit.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による半導体回路装置の構成を示す回路図である。図1を参照して、この半導体回路装置は、メイン電源線10と、サブ電源線12と、PチャネルMOSトランジスタ14と、メイン接地線16と、サブ接地線18と、NチャネルMOSトランジスタ20と、バッファ電源線22,24と、バッファ接地線26,28と、CMOSインバータ回路30,32と、電源セレクタ34,36,38,40とを備える。
[Embodiment 1]
1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor circuit device according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, this semiconductor circuit device includes a main
メイン電源線10は、電源電圧VCCを受ける。トランジスタ14は、メイン電源線10とサブ電源線12との間に接続され、制御信号/SCRCを受けるゲートを有する。制御信号/SCRCは、動作モード時にLレベルになり、待機モード時にHレベルになる。したがって、トランジスタ14は、動作モード時にオンになり、かつ待機モード時にオフになるスイッチング素子である。トランジスタ20は、メイン接地線16とサブ接地線18との間に接続され、制御信号SCRCを受けるゲートを有する。制御信号SCRCは上記制御信号/SCRCと相補的な信号であり、動作モード時にHレベルになり、待機モード時にLレベルになる。したがって、トランジスタ20は、動作モード時にオンになり待機モード時にオフになるスイッチング素子である。
Main
各インバータ回路32は、バッファ電源線22とバッファ接地線26との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルの信号を出力する。各インバータ回路30は、バッファ電源線24とバッファ接地線28との間に接続され、待機モード時に上記第1の論理レベルと相補的な第2の論理レベルの信号を出力する。
Each
電源セレクタ34は、メイン電源線10またはサブ電源線12を選択してバッファ電源
線22に接続する。より具体的には、電源セレクタ34は、動作モード時にメイン電源線10を選択してバッファ電源線22に接続し、待機モード時にインバータ回路32がHレベルの信号を出力するときバッファ電源線22をメイン電源線10に接続し、他方、待機モード時にインバータ回路32がLレベルの信号を出力するときバッファ電源線22をサブ電源線12に接続する。
The
電源セレクタ36は、メイン電源線10またはサブ電源線12を選択してバッファ電源線24に接続する。より具体的には、電源セレクタ36は、動作モード時にサブ電源線12を選択してバッファ電源線24に接続し、待機モード時にインバータ回路30がHレベルの信号を出力するときバッファ電源線24をメイン電源線10に接続し、他方、待機モード時にインバータ回路30がLレベルの信号を出力するときバッファ電源線24をサブ電源線12に接続する。
The
電源セレクタ38は、メイン接地線16またはサブ接地線18を選択してバッファ接地線26に接続する。より具体的には、電源セレクタ38は、動作モード時にメイン接地線16を選択してバッファ接地線26に接続し、待機モード時にインバータ回路32がHレベルの信号を出力するときバッファ接地線26をサブ接地線18に接続し、他方、インバータ回路32がLレベルの信号を出力するときバッファ接地線26をメイン接地線16に接続する。
The
電源セレクタ40は、メイン接地線16またはサブ接地線18を選択してバッファ接地線28に接続する。より具体的には、電源セレクタ40は、動作モード時にサブ接地線18を選択してバッファ接地線28に接続し、待機モード時にインバータ回路30がLレベルの信号を出力するときバッファ接地線28をメイン接地線16に接続し、他方、待機モード時にインバータ回路30がHレベルの信号を出力するときバッファ接地線28をサブ接地線18に接続する。
The
この半導体回路装置はさらに、CMOSインバータ回路42と、ラッチ回路44とを備える。このインバータ回路42は、待機モード時にかならずLレベルの入力信号に応答してHレベルの信号を出力する。そのため、このインバータ回路42はメイン電源線10とサブ接地線18との間に接続される。一方、ラッチ回路44は待機時にHまたはLレベルの信号をラッチし、その出力信号は1つに定まらない。そのため、ラッチ回路44はメイン電源線10とメイン接地線16との間に接続される。
The semiconductor circuit device further includes a
ここで、インバータ回路30,32,42の各々は、PチャネルMOSトランジスタ46と、NチャネルMOSトランジスタ48とを含む。
Here, each of
図2は、電源セレクタ36および40の構成を示す回路図である。図2を参照して、電源セレクタ36は、NOR回路361と、インバータ回路362と、PチャネルMOSトランジスタ363および364とを含む。電源セレクタ40は、NAND回路401と、インバータ回路402と、NチャネルMOSトランジスタ403および404とを含む。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of
NOR回路361は、ラッチ回路44の出力信号(インバータ回路30の入力信号)および制御信号SCRCを受ける。NOR回路361の出力信号はインバータ回路362を介してトランジスタ363のゲートに与えられるとともに、直接トランジスタ364のゲートに与えられる。したがって、制御信号SCRCがHレベルのとき、トランジスタ363はオフになり、トランジスタ364はオンになり、バッファ電源線24はサブ電源線12に短絡される。一方、制御信号SCRCがLレベルのとき、トランジスタ363および364はラッチ回路44の出力信号に応答して交互にオンまたはオフになる。より具体的には、ラッチ回路44の出力信号がHレベルのとき、トランジスタ363はオフになり、
トランジスタ364はオンになる。一方、ラッチ回路44の出力信号がLレベルのとき、トランジスタ363はオンになり、トランジスタ364はオフになる。
NOR
また、NAND回路401は、ラッチ回路44の出力信号(インバータ回路30の入力信号)および制御信号/SCRCを受ける。NAND回路401の出力信号はインバータ回路402を介してトランジスタ403のゲートに与えられるとともに、直接トランジスタ404のゲートに与えられる。したがって、制御信号/SCRCがLレベルのとき、トランジスタ403はオフになり、トランジスタ404はオンになる。一方、制御信号/SCRCがLレベルのとき、トランジスタ403および404はラッチ回路44の出力信号に応答して交互にオンまたはオフになる。より具体的には、ラッチ回路44の出力信号がHレベルのとき、トランジスタ403がオンになり、トランジスタ404がオフになる。一方、ラッチ回路44の出力信号がLレベルのとき、トランジスタ403はオフになり、トランジスタ404はオンになる。
電源セレクタ34はこの電源セレクタ36と同様に構成され、電源セレクタ38はこの電源セレクタ40と同様に構成される。
The
次に、上記のように構成された半導体回路装置の動作について説明する。この半導体回路装置は、動作モードおよび待機モードを有し、まず動作モードにおいては制御信号SCRCがHレベルになり、制御信号/SCRCがLレベルになる。そのため、トランジスタ14および20がオンになり、サブ電源線12およびサブ接地線18がそれぞれメイン電源線10およびメイン接地線16に短絡される。
Next, the operation of the semiconductor circuit device configured as described above will be described. This semiconductor circuit device has an operation mode and a standby mode. First, in the operation mode, control signal SCRC is at H level and control signal / SCRC is at L level. Therefore,
また、電源セレクタ34によりバッファ電源線22がサブ電源線12に短絡され、電源セレクタ36によりバッファ電源線24がサブ電源線12に短絡される。また、電源セレクタ38によりバッファ接地線26がサブ接地線18に短絡され、電源セレクタ40によりバッファ接地線28がサブ接地線18に短絡される。
Further, the
動作モードにおいては上記の結果、バッファ電源線22および24は電源電圧VCCを受け、バッファ接地線26および28は接地電圧VSSを受ける。したがって、この半導体回路装置は通常どおり動作する。
In the operation mode, as a result of the above, buffer
一方、待機モードにおいては制御信号SCRCがLレベルになり、制御信号/SCRCがHレベルになる。そのため、トランジスタ14および20がオフになり、サブ電源線12およびサブ接地線18がそれぞれメイン電源線10およびメイン接地線16から電気的に切離される。
On the other hand, in standby mode, control signal SCRC is at L level and control signal / SCRC is at H level. Therefore,
インバータ回路42は待機モード時に常にLレベルの入力信号を受けるため、常にHレベルの出力信号をセット信号SETとしてラッチ回路44に供給する。ここで、インバータ回路42中のPチャネルMOSトランジスタ46のソースはメイン電源線10に接続されているため、Hレベルの出力信号として電源電圧VCCが出力される。一方、NチャネルMOSトランジスタ48のソースはサブ接地線18に接続されているため、このトランジスタ48中に流れるサブスレッショルドリーク電流は低減される。
Since the
ラッチ回路44は待機モード時に常にHレベルのセット信号SETを受けるが、リセット信号RESETは1つに定まらない。そのため、ラッチ回路44は待機モード時にHレベルの信号をラッチしたり、Lレベルの信号をラッチしたりする。
The
待機モードにおけるラッチ回路44の出力信号のレベルが1つに定まらないため、待機モードにおけるインバータ回路30,32の各々の出力信号の論理レベルもまた1つに定
まらない。より具体的には、ラッチ回路44がHレベルの信号を出力している場合は、各インバータ回路30はLレベルの信号を出力し、各インバータ回路32はHレベルの信号を出力することになる。一方、ラッチ回路44がLレベルの信号を出力している場合は、各インバータ回路30はHレベルの信号を出力し、各インバータ回路32はLレベルの信号を出力することになる。
Since the level of the output signal of the
ラッチ回路44がHレベルの信号を出力している場合は、電源セレクタ36中のトランジスタ363はオフになりかつトランジスタ364はオンになり、これによりバッファ電源線24はサブ電源線12に短絡される。また、電源セレクタ40中のトランジスタ403はオンになりかつトランジスタ404はオフになり、これによりバッファ接地線28がメイン接地線16に短絡される。
When the
同様に、電源セレクタ34によりバッファ電源線22がメイン電源線10に短絡され、電源セレクタ38によりバッファ接地線26がサブ接地線18に短絡される。
Similarly, the buffer
上記の結果、Lレベルの信号を出力するインバータ回路30はすべてサブ電源線12とメイン接地線16との間に接続されることになり、Hレベルの信号を出力するインバータ回路32はすべてメイン電源線10とサブ接地線18との間に接続されることになる。そのため、インバータ回路30のPチャネルMOSトランジスタ46中に流れるサブスレッショルドリーク電流が低減されるとともに、インバータ回路32のNチャネルMOSトランジスタ48中に流れるサブスレッショルドリーク電流が低減される。
As a result, all
一方、ラッチ回路44がLレベルの信号を出力している場合は、電源セレクタ36中のトランジスタ363がオンになりかつトランジスタ364がオフになり、これによりバッファ電源線24がメイン電源線10に短絡される。また、電源セレクタ40中のトランジスタ403がオフになりかつトランジスタ404がオンになり、これによりバッファ接地線28がサブ接地線18に短絡される。同様に、電源セレクタ34によりバッファ電源線22がサブ電源線12に短絡され、電源セレクタ38によりバッファ接地線26がメイン接地線16に短絡される。
On the other hand, when the
上記の結果、Hレベルの信号を出力するインバータ回路30はすべてメイン電源線10とサブ接地線18との間に接続されることになり、Lレベルの信号を出力するインバータ回路32はすべてサブ電源線12とメイン接地線16との間に接続されることになる。そのため、インバータ回路30のNチャネルMOSトランジスタ48中に流れるサブスレッショルドリーク電流が低減され、インバータ回路32のPチャネルMOSトランジスタ46中に流れるサブスレッショルドリーク電流が低減される。
As a result, all
ところで、ラッチ回路44はメイン電源線10とメイン接地線16との間に接続されているが、このラッチ回路44中に流れるサブスレッショルドリーク電流を低減するために、このラッチ回路44は以下のように構成されるのが望ましい。
By the way, the
図3は、ラッチ回路44の構成を示す回路図である。図3を参照して、このラッチ回路44は、RSフリップフロップを形成するために相互に接続されたNAND回路441および442と、NAND回路441の電源側に互いに並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタ443および444と、NAND回路441の接地側に互いに並列に接続されたNチャネルMOSトランジスタ445および446と、NAND回路442の電源側に互いに並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタ447および448と、NAND回路442の接地側に互いに並列に接続されたNチャネルMOSトランジスタ449および450と、NAND回路451と、インバータ回路452および453と、NAND回路441の出力ノードとメイン接地線16との間に接続されたNチャネルMOSトラン
ジスタ454と、メイン電源線10とNAND回路442の出力ノードとの間に接続されたPチャネルMOSトランジスタ455とを含む。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
ここで、トランジスタ443〜450のしきい値は、好ましくは、他のトランジスタ(たとえばNAND回路441,442中のトランジスタ)のしきい値よりも大きく設定される。
Here, the threshold values of
NAND回路451はリセット信号RESETおよびパワーオンリセット信号/PORを受ける。NAND回路451の出力信号はインバータ452を介してNAND回路442に与えられる。パワーオンリセット信号/PORは直接トランジスタ455のゲートに与えられるとともに、インバータ453を介してトランジスタ454のゲートに与えられる。このパワーオンリセット信号/PORは電源投入時から所定期間だけLレベルになるので、トランジスタ454および455はともにオンになる。そのため、NAND回路441はLレベルの信号を出力し、NAND回路442はHレベルの信号を出力する。このようにラッチ回路44は電源投入時にリセットされる。
また、動作モードにおいては制御信号SCRCがHレベルになり、制御信号/SCRCがLレベルになるので、トランジスタ444,446,448,450がいずれもオンになる。NAND回路441および442には電源電圧VCCおよび接地電圧VSSが供給されるため、このラッチ回路44は通常どおり動作する。
In the operation mode, control signal SCRC is at H level and control signal / SCRC is at L level, so that
一方、待機モードにおいては制御信号SCRCがLレベルになり、制御信号/SCRCがHレベルになるので、トランジスタ444,446,448,450はいずれもオフになる。このラッチ回路44がHレベルの信号を出力している場合、つまりNAND回路441がHレベルの信号を出力しかつNAND回路442がLレベルの信号を出力する場合、トランジスタ443および449がオンになり、トランジスタ445および447がオフになる。したがって、NAND回路441からはHレベルの出力信号として電源電圧VCCが出力されるが、NAND回路441中に流れるサブスレッショルドリーク電流は低減される。また、NAND回路442からはLレベルの出力信号として接地電圧VSSが出力されるが、NAND回路442中に流れるサブスレッショルドリーク電流は低減される。
On the other hand, in standby mode, control signal SCRC is at L level and control signal / SCRC is at H level, so that
一方、このラッチ回路44がLレベルの信号を出力している場合、つまりNAND回路441がLレベルの信号を出力しかつNAND回路442がHレベルの信号を出力する場合は、トランジスタ445および447がオンになり、トランジスタ443および449がオフになる。したがって、NAND回路441からはLレベルの出力信号として接地電圧VSSが出力されるが、NAND回路441中に流れるサブスレッショルドリーク電流は低減される。また、NAND回路442からはHレベルの出力信号として電源電圧VCCが出力されるが、NAND回路442中に流れるサブスレッショルドリーク電流は低減される。
On the other hand, when the
以上のようにこの実施の形態1によれば、ラッチ回路44の出力信号に応じてバッファ電源線22がメイン電源線10またはサブ電源線12に接続されかつバッファ電源線24がサブ電源線12またはメイン電源線10に接続されるとともに、バッファ接地線26がサブ接地線18またはメイン接地線16に接続されかつバッファ接地線28がメイン接地線16またはサブ接地線18に接続されるので、待機モード時の出力信号の論理レベルが1つに定まらないインバータ回路30,32であっても、階層電源構成を採用することによりサブスレッショルドリーク電流を低減することができる。
As described above, according to the first embodiment, buffer
また、NAND回路441,442の出力信号に応じてトランジスタ443,445,
447,449がオンまたはオフになるので、ラッチ回路44中に流れるサブスレッショルドリーク電流も低減することができる。
Further, the
Since 447 and 449 are turned on or off, the subthreshold leakage current flowing in the
[実施の形態2]
図4は、この発明の実施の形態2による半導体回路装置の構成を示す回路図である。図4を参照して、この半導体回路装置は、上記図1の構成に加えて、外部電源線50と、負電源線52と、電圧ダウンコンバータ(VDC)54と、チャージポンプ回路56とを備える。電圧ダウンコンバータ54は外部電源電圧EVCCを降圧し、外部電源電圧EVCCよりも低い内部電源電圧IVCCを発生してメイン電源線10に供給する。チャージポンプ回路56は、接地電圧VSSよりも低い負電圧VBBを発生して負電源線52に供給する。
[Embodiment 2]
4 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor circuit device according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, this semiconductor circuit device includes an external
この半導体回路装置は、図1の電源セレクタ34,36,38,40に代えて、電源セレクタ58および60を備える。電源セレクタ58は、待機モード時にインバータ回路32がHレベルの信号を出力するとき、サブ電源線12を外部電源線50に接続することにより内部電源電圧IVCCよりも高い外部電源電圧EVCCをサブ電源線12に供給する。電源セレクタ60は、インバータ回路30がLレベルの信号を出力するとき、サブ接地線18を負電源線52に接続することにより接地電圧VSSよりも低い負電圧VBBをサブ接地線18に供給する。
This semiconductor circuit device includes
この半導体回路装置は、図1に示されるようなバッファ電源線22,24およびバッファ接地線26,28を備えていない。そのため、待機モード時に第1の論理レベルの信号を出力するインバータ回路30はメイン電源線10とサブ接地線18との間に接続され、待機モード時に第1の論理レベルと相補的な第2の論理レベルの信号を出力するインバータ回路32はサブ電源線12とメイン接地線16との間に接続される。このインバータ回路30,32は待機モード時にどのような論理レベルの信号を出力するか定かではないが、とりあえず上記のような態様で電源線10,12および接地線16,18の間に接続される。
This semiconductor circuit device does not include the buffer
図5は、電源セレクタ58および60の構成を示す回路図である。図5を参照して、電源セレクタ58は、NOR回路581と、インバータ回路582と、PチャネルMOSトランジスタ583とを含む。NOR回路581は、ラッチ回路44の出力信号(インバータ回路30の入力信号)および制御信号SCRCを受ける。NOR回路581の出力信号はインバータ回路582を介してトランジスタ583のゲートに与えられる。電源セレクタ60は、AND回路601と、NチャネルMOSトランジスタ602とを含む。AND回路601は、ラッチ回路44の出力信号(インバータ回路30の入力信号)および制御信号/SCRCを受ける。AND回路601の出力信号は直接トランジスタ602のゲートに与えられる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of
したがって、制御信号SCRCがHレベルでかつ制御信号/SCRCがLレベルのとき、トランジスタ583および602はともにオフになる。一方、制御信号SCRCがLレベルでかつ制御信号/SCRCがHレベルのとき、ラッチ回路44の出力信号に応答してトランジスタ583および602は交互にオンまたはオフになる。より具体的には、ラッチ回路4の出力信号がHレベルのとき、トランジスタ583はオフになり、トランジスタ602はオンになる。そのため、サブ接地線18が負電源線52に短絡される。一方、ラッチ回路44の出力信号がLレベルのとき、トランジスタ583はオンになり、トランジスタ602はオフになる。そのため、サブ電源線12が外部電源線50に短絡される。
Therefore, when control signal SCRC is at H level and control signal / SCRC is at L level,
次に、上記のように構成された半導体回路装置の動作について説明する。まず動作モードにおいては制御信号SCRCがHレベルになりかつ制御信号/SCRCがLレベルにな
るので、各サブ電源線12および各サブ接地線18はそれぞれメイン電源線10およびメイン接地線16に短絡される。このときトランジスタ583および602はオフになるので、サブ電源線12およびサブ接地線18はそれぞれ外部電源線50および負電源線52に接続されることはない。その結果、この半導体回路装置は通常どうり動作する。
Next, the operation of the semiconductor circuit device configured as described above will be described. First, in operation mode, control signal SCRC attains H level and control signal / SCRC attains L level, so that each sub
一方、待機モードにおいては制御信号SCRCがLレベルになりかつ制御信号/SCRCがHレベルになるので、各サブ電源線12および各サブ接地線18はそれぞれメイン電源線10およびメイン接地線16から電気的に切離される。ただし、トランジスタ14がオフになってもトランジスタ14のサブスレッショルドリーク電流によりサブ電源線12はわずかに充電される。同様に、トランジスタ20がオフになってもトランジスタ20のサブスレッショルドリーク電流によりサブ接地線16はわずかに充電される。
On the other hand, in the standby mode, control signal SCRC attains L level and control signal / SCRC attains H level, so that each sub
待機モードにおいてラッチ回路44がHレベルの信号を出力する場合は、電源セレクタ60によりサブ接地線18が負電源線52に短絡される。このとき、インバータ回路30のNチャネルMOSトランジスタ48はオンになるので、負電圧VBBがインバータ回路32のトランジスタ46および48のゲートに与えられる。インバータ回路32のNチャネルMOSトランジスタ48のソース電圧は接地電圧VSSであるので、このトランジスタ48中に流れるサブスレッショルドリーク電流が低減される。
When
一方、ラッチ回路44の出力信号がLレベルの場合、電源セレクタ58によりサブ電源線12が外部電源線50に短絡される。このとき、インバータ回路30のPチャネルMOSトランジスタ46がオンになるので、インバータ回路32のトランジスタ46および48のゲートには内部電源電圧IVCCが与えられる。このとき、インバータ回路32のNチャネルMOSトランジスタ46のソース電圧は内部電源電圧IVCCよりも高い外部電源電圧EVCCになるので、このトランジスタ46のサブスレッショルドリーク電流が低減される。
On the other hand, when the output signal of
以上のようにこの実施の形態2によれば、待機モード時にどのような論理レベルの信号を出力するか定かでないインバータ回路30,32であってもラッチ回路44の出力信号がHレベルのとき接地電圧VSSよりも低い負電圧VBBがサブ接地線18に供給され、一方、ラッチ回路44の出力信号がLレベルのとき内部電源電圧IVCCよりも高い外部電源電圧EVCCがサブ電源線12に供給されるため、インバータ回路30,32中に流れるサブスレッショルドリーク電流を低減することができる。
As described above, according to the second embodiment, even when the
[実施の形態3]
図6は、この発明の実施の形態3による半導体回路装置の構成を示す回路図である。図6を参照して、この半導体回路装置は、上記図1および図4の構成と異なり、電源電圧VCCを受けるノードとメイン電源線10との間に接続されたPチャネルMOSトランジスタ62を備える。このトランジスタ62は、動作モード時にLレベルの制御信号/SCRCに応答してオンになり、待機モード時にHレベルの制御信号/SCRCに応答してオフになる。
[Embodiment 3]
6 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor circuit device according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, this semiconductor circuit device includes a P
この半導体回路装置はさらに、NAND回路63を備える。この半導体回路装置は、図1および図4に示されるようなサブ電源線12およびサブ接地線18を備えていない。そのため、インバータ回路30,32,42、NAND回路63のような論理回路の各々は、メイン電源線10とメイン接地線16との間に接続される。
The semiconductor circuit device further includes a
この半導体回路装置はさらに、図1および図4に示されたラッチ回路44に代えてラッチ回路68を備える。この半導体回路装置はさらに、電源電圧VCCを常に受けるラッチ固定電源線64と、接地電圧VSSを常に受けるラッチ固定接地線66と、ラッチ駆動電
源線70と、ラッチ駆動接地線72と、ラッチ駆動電源線70に接続された駆動間74とを備える。
The semiconductor circuit device further includes a
ラッチ回路68の各々は、メイン電源線10およびメイン接地線16の間ではなく、ラッチ固定電源線64とラッチ固定接地線66との間に接続される。そのため、ラッチ回路68は待機モードでも信号をラッチすることが可能である。
Each of the
駆動回路74は、動作モード時に電源電圧VCCをラッチ駆動電源線70に供給し、待機モード時に接地電圧VSSをラッチ駆動電源線70に供給する。この実施の形態では、ラッチ駆動接地線72には常に接地電圧VSSが与えられる。
The
図7は、ラッチ回路68および駆動回路74の構成を示す回路図である。図7を参照して、ラッチ回路68は、相互に接続された2つのCMOSインバータ回路からなるラッチ回路76と、CMOSインバータ回路78とを含む。ラッチ回路76は、PチャネルMOSトランジスタ761および762と、NチャネルMOSトランジスタ763および764とを含む。ここで、トランジスタ761および763が1つのCMOSインバータ回路を形成し、トランジスタ762および764がもう1つのCMOSインバータ回路を形成する。ラッチ回路76は、ラッチ固定電源線64とラッチ固定接地線66との間に接続される。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the
インバータ回路78は、PチャネルMOSトランジスタ781と、NチャネルMOSトランジスタ782とを含む。インバータ回路78はラッチ駆動電源線70とラッチ駆動接地線72との間に接続され、ラッチ回路76への信号入力経路に挿入される。そのため、ラッチ回路68、より具体的にはインバータ回路78は、ラッチ駆動電源線70およびラッチ駆動接地線72間の電位差により駆動される。また、NAND回路63の出力信号はインバータ回路78を介してラッチ回路76に入力される。
駆動回路74は、動作モード時に電源電圧VCCをラッチ駆動電源線70に供給し、待機モード時に接地電圧VSSをラッチ駆動電源線70に供給する。この駆動回路74は、PチャネルMOSトランジスタ741と、NチャネルMOSトランジスタ742とを含む。動作モード時に制御信号/SCRCがLレベルになると、トランジスタ741がオンになり、電源電圧VCCがラッチ駆動電源線70に供給される。一方、待機モード時に制御信号/SCRCがHレベルになると、トランジスタ742がオンになり、接地電圧VSSがラッチ駆動電源線70に供給される。
The
次に、上記のように構成された半導体回路装置の動作について説明する。まず動作モードにおいては、制御信号/SCRCがLレベルになるので、トランジスタ62がオンになり、電源電圧VCCがメイン電源線10に供給される。これと同時にトランジスタ741がオンになり、電源電圧VCCがラッチ駆動電源線70に供給される。ラッチ固定電源線64には常に電源電圧VCCが供給され、メイン接地線16、ラッチ固定接地線66、およびラッチ駆動接地線72には常に接地電圧VSSが供給されているので、この半導体回路装置は通常どおり動作する。
Next, the operation of the semiconductor circuit device configured as described above will be described. First, in the operation mode, since the control signal / SCRC is at the L level, the
一方、待機モードにおいては、制御信号/SCRCがHレベルになるので、トランジスタ62がオフになる。そのため、インバータ回路30,32,42およびNAND回路63は動作せず、これらのサブスレッショルドリーク電流が低減される。
On the other hand, in the standby mode, control signal / SCRC is at H level, so that
しかしながら、ラッチ固定電源線64には電源電圧VCCが常に供給されているので、ラッチ回路76は動作する。したがって、ラッチ回路76はこの半導体回路装置が待機モードになる直前にラッチしていた論理レベルの信号を待機モード中もラッチし続けること
ができる。したがって、インバータ回路30,32,42およびNAND回路63の電源は待機モード時に完全に切れているが、この半導体回路装置が動作モードに復帰したときには待機モードになる直前の状態を復活させることができる。
However, since the power supply voltage VCC is always supplied to the latch fixed
待機モードでは上述したようにNAND回路63の電源が切られるため、ラッチ回路68にランダムな論理レベルの信号が入力されるおそれがある。しかしながら、待機モードにおいては接地電圧VSSが駆動回路74からラッチ駆動電源線70に供給されるため、トランジスタ781および782はいずれもオフになる。そのため、待機モードにおいてはラッチ回路76への入力が遮断され、ランダムな信号がラッチ回路76にラッチされることはない。
In the standby mode, the
以上のようにこの実施の形態3によれば、待機モード時にラッチ回路76への信号入力が遮断されるため、インバータ回路30,32,42およびNAND回路63の電源を切ってもラッチ回路76はこの半導体回路装置が待機モードになる直前にラッチしていた論理レベルの信号を待機モードにおいても確実にラッチし続けることができる。
As described above, according to the third embodiment, since the signal input to the
この実施の形態3では駆動回路74は待機モード時に接地電圧VSSをラッチ駆動電源線70に供給しているが、これに代えて接地電圧VSSよりも低い電圧をラッチ駆動電源線70に供給する駆動回路を設けることもできる。また、ラッチ駆動接地線72には接地電圧VSSが常に供給されているが、動作モード時に接地電圧VSSをラッチ駆動接地線72に供給し、待機モード時に接地電圧VSSよりも高い電圧(たとえば電源電圧VCC)をラッチ駆動接地線72に供給する駆動回路を設けることもできる。このような駆動回路を設けた方がトランジスタ782は待機モード時により完全にオフになる。
In the third embodiment, the
また、この実施の形態3では待機モード時にラッチ回路76への信号入力を遮断するためにインバータ回路78を設けているが、これに代えて、トランジスタの数は増加するが、3状態バッファを設けることもできる。
In the third embodiment, the
[実施の形態4]
上記図7に示されたラッチ回路に代えて、図8に示されたラッチ回路を用いることもできる。この実施の形態4による半導体回路装置は、ラッチ回路76の他、NチャネルMOSトランジスタ80および82を備える。トランジスタ80はラッチ回路76の一方の入力ノードとラッチ駆動接地線72との間に接続され、信号AAを受けるゲートを有する。トランジスタ82は、ラッチ回路76の当該他方の入力ノードとラッチ駆動接地線72との間に接続され、信号AAと相補的な信号/AAを受けるゲートを有する。信号AAおよび/AAは、メイン電源線10およびメイン接地線16の間に接続された論理回路84から供給される。
[Embodiment 4]
Instead of the latch circuit shown in FIG. 7, the latch circuit shown in FIG. 8 can be used. The semiconductor circuit device according to the fourth embodiment includes N
この半導体回路装置はさらに、ラッチ駆動接地線72を駆動する駆動回路86と、ラッチ固定電源線64を駆動する駆動回路88と、ラッチ固定接地線66を駆動する駆動回路90と、メイン電源線10を駆動する駆動回路92とを備える。
The semiconductor circuit device further includes a drive circuit 86 for driving the latch
駆動回路86はPチャネルMOSトランジスタ861とNチャネルMOSトランジスタ862とを含み、制御信号SCRCがHレベルになる動作モード時に接地電圧VSSをラッチ駆動接地線72に供給し、制御信号SCRCがLレベルになる待機モード時に接地電圧VSSよりも高い電圧(ここでは電源電圧VCC)をラッチ駆動接地線72に供給する。
Drive circuit 86 includes a P-
駆動回路88は、昇圧電位発生回路881と、レベル変換回路882および883と、PチャネルMOSトランジスタ884および885とを含む。昇圧電位発生回路881は
、電源電圧VCCよりも高い電圧VPPを発生する。レベル変換回路882は、電源電圧VCCおよび接地電圧VSSの間に変化する論理レベルを、電圧VPPおよび電源電圧VCCの間で変化する論理レベルに変換する。レベル変換回路883も同様に、制御信号/SCRCの論理レベルを変換する。したがって、この駆動回路88は、制御信号SCRCがHレベルになりかつ制御信号/SCRCがLレベルになる動作モード時に電源電圧VCCをラッチ固定電源線64に供給し、制御信号SCRCがLレベルになりかつ制御信号/SCRCがHレベルになる待機モード時に電源電圧VCCよりも高い電圧VPPをラッチ固定電源線64に供給する。
Drive
駆動回路90は、中間電位発生回路901と、PチャネルMOSトランジスタ902と、NチャネルMOSトランジスタ903とを含む。中間電位発生回路901は、中間電圧VCC/2を発生する。したがって、この駆動回路90は、制御信号SCRCがHレベルになる動作モード時に接地電圧VSSをラッチ固定接地線66に供給し、制御信号SCRCがLレベルになる待機モード時に接地電圧VSSよりも高い電圧(ここでは中間電圧VCC/2)をラッチ固定接地線66に供給する。
Drive
駆動回路92はPチャネルMOSトランジスタ921とNチャネルMOSトランジスタ922とを含み、制御信号/SCRCがLレベルになる動作モード時に電源電圧VCCをメイン電源線10に供給し、制御信号/SCRCがHレベルになる待機モード時に接地電圧VSSをメイン電源線10に供給する。
Drive
次に、上記のように構成された半導体回路装置の動作を図9のタイミング図を参照して説明する。 Next, the operation of the semiconductor circuit device configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.
まず動作モードにおいては、メイン電源線10の電圧M−VCCは電源電圧VCCになる。ラッチ固定電源線64の電圧F−VCCもまた電源電圧VCCになる。ラッチ固定接地線66の電圧F−VSSは接地電圧VSSになる。ラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSもまた接地電圧VSSになる。なお、メイン接地線16の電圧M−VSSは常に接地電圧VSSである。
First, in the operation mode, the voltage M-VCC of the main
したがって、ラッチ回路76は通常どおり動作する。より具体的には、Hレベルの信号AAおよびLレベルの信号/AAが与えられると、トランジスタ80はオンになり、トランジスタ82はオフになる。そのため、ラッチ駆動接地線72からの接地電圧VSSがLレベルの信号/BBとしてラッチ回路76に入力される。ラッチ回路76はこの信号をラッチし、信号BBをHレベルにする。一方、Lレベルの信号AAおよびHレベルの信号/AAが与えられると、トランジスタ80はオフになり、トランジスタ82はオンになる。そのため、ラッチ駆動接地線72から接地電圧VSSがLレベルの信号BBとしてラッチ回路76に入力される。したがって、ラッチ回路76はこの信号をラッチし、信号/BBをHレベルにする。
Therefore, the
一方、待機モードにおいては、メイン電源線10の電圧M−VCCは接地電圧VSSになる。ラッチ固定電源線64の電圧F−VCCは電源電圧VCCよりも高い電圧VPPになる。ラッチ固定接地線66の電圧F−VSSは接地電圧VSSよりも高い中間電圧VCC/2になる。ラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSは電源電圧VCCになる。
On the other hand, in the standby mode, the voltage M-VCC of the main
したがって、図9に示されるように信号BBがLレベルになりかつ信号/BBがHレベルになる場合は、トランジスタ82のドレイン電圧が中間電圧VCC/2になりかつソース電圧が電源電圧VCCになるので、このトランジスタ82のゲートに相対的に負バイアスが印加され、リーク電流をゼロバイアス印加時に比べて削減することができる。
Therefore, as shown in FIG. 9, when signal BB goes to L level and signal / BB goes to H level, the drain voltage of
一方、信号BBがHレベルになりかつ信号/BBがLレベルになる場合は、トランジスタ80のドレイン電圧が中間電圧VCC/2になりかつソース電圧が電源電圧VCCになるので、このトランジスタ80のゲートにも相対的に負バイアスが印加され、リーク電流をゼロバイアス印加時に比べて削減することができる。
On the other hand, when the signal BB becomes H level and the signal / BB becomes L level, the drain voltage of the
このように待機モード時にはトランジスタ80および82がラッチ回路76への信号入力を遮断するため、ランダムな信号がラッチ回路76に入力されることはない。
As described above, in the standby mode, the
また、待機モード時には電圧VPPと中間電圧VCC/2との間に電位差がラッチ回路76に与えられるので、ラッチ回路76はこの半導体回路装置が待機モードになる直前の信号を待機モードにおいても確実にラッチし続けることができる。
Further, since a potential difference is applied to the
ここでの回路中、トランジスタ80および82のしきい値は低く、トランジスタ761〜764のしきい値は高く設定するのが望ましい。ラッチ回路76には信号を保持するために常時電圧が印加されており、リーク電流が発生する。このようにしきい値を設定するのは、このリーク電流を低減するためである。しかしながら、NチャネルMOSトランジスタ763および764については、待機モード時に電圧F−VSSが上昇すると基板バイアスが印加されることになり、しきい値が上昇し、リーク電流が低減されるため、しきい値の低いトランジスタを採用することも可能である。同様に、PチャネルMOSトランジスタ761および762については、待機モード時にウェル電圧を電圧VPPよりも高い電圧に駆動することによりリーク電流を低減すれば、しきい値の低いトランジスタを採用することも可能である。これにより、PチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタすべてのしきい値を単一にすることができ、しきい値設定のためのトランジスタチャネルプロファイル設定工程を削減することができ、工程の簡略化が可能となる。
In this circuit, the threshold values of the
以上のようにこの実施の形態4によれば待機モード時にトランジスタ80および82が完全にオフになるため、ランダムな信号がラッチ回路76に入力されることはない。また、待機モード時に所定電圧がラッチ回路76に供給されるため、ラッチ回路76は確実に信号をラッチすることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
なお、この実施の形態4ではラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSを待機モード時に電源電圧VCCにしているが、この電圧は接地電圧VSSよりも高ければよい。また、電圧F−VSSを中間電圧VCC/2まで上昇させているが、トランジスタ80および82がオフし、かつリーク電流を低減できる電圧であれば、いずれの電圧まで上昇させてもよい。また、ここでは、ラッチ信号を待機モード時に維持するために、ラッチ電圧を確保し、電圧F−VCCを電源電圧VCCよりも高い電圧VPPまで上昇させたが、ラッチ信号を維持できるのであれば、電圧F−VCCをあえて変化させる必要はない。
In the fourth embodiment, the voltage D-VSS of the latch
[実施の形態5]
上記図5に示された駆動回路86および90に代えて、図10に示された駆動回路94および96を設けることができる。
[Embodiment 5]
In place of the
駆動回路94は、PチャネルMOSトランジスタ941と、NチャネルMOSトランジスタ942とを含む。トランジスタ941および942のゲートにはイネーブル信号ENが与えられる。このイネーブル信号ENとしては、たとえば後述するSDRAM(シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ)におけるセンスアンプを活性化するための信号を用いることができる。したがって、この駆動回路94は、図11中の電圧D−VSSに示されるように、動作モードにおける信号AAおよび/AAの入力中に接地電圧VSSをラッチ駆動接地線72に一時的に供給し、それ以外のときに電源電圧VCCをラッチ
駆動接地線72に供給する。
Drive
駆動回路96は、PチャネルMOSトランジスタ961と、AND回路962と、NチャネルMOSトランジスタ963と、中間電位発生回路901と、PチャネルMOSトランジスタ964とを含む。トランジスタ961のゲートにはイネーブル信号/ENが与えられる。AND回路962はイネーブル信号/ENおよび制御信号SCRCを受け、その出力信号をトランジスタ963のゲートに与える。トランジスタ964のゲートには制御信号SCRCが与えられる。したがって、この駆動回路96は、図11中の電圧F−VSSに示されるように、制御信号SCRCがHレベルになる動作モードにおいて、信号AAおよび/AAの入力中に電源電圧VCCをラッチ固定接地線に一時的に供給し、それ以外のとき接地電圧VSSをラッチ固定接地線66に供給する。この駆動回路96は、制御信号SCRCがLレベルになる待機モードにおいては、接地電圧よりも高い電圧(ここでは中間電圧VCC/2)をラッチ固定接地線66へ供給する。
Drive
次に、上記のように構成された半導体回路装置の動作を図11のタイミング図を参照して説明する。 Next, the operation of the semiconductor circuit device configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.
待機モードにおける動作は上記図8および図9に示され実施の形態4と同じであるから、ここでは動作モードにおける動作についてのみ説明する。 Since the operation in the standby mode is the same as that of the fourth embodiment shown in FIGS. 8 and 9, only the operation in the operation mode will be described here.
この実施の形態5では図11に示されるように、動作モードにおいてもラッチ駆動接地線72の電圧は原則的に電源電圧VCCである。そのため、トランジスタ80および82はオフになり、ランダムな信号がラッチ回路76に入力されることはない。しかしながら、この電圧D−VSSは、信号AAおよび/AAが与えられるとき、一時的に接地電圧VSSになる。ラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSが接地電圧VSSになると、信号AAおよび/AAに応答して信号BBおよび/BBがラッチ回路76に入力される。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the voltage of the latch
ラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSが接地電圧VSSになると同時に、ラッチ固定接地線66の電圧F−VSSが電源電圧VCCになるので、最初、信号BBおよび/BBはともに電源電圧VCCレベルにある。しかしながら、電圧D−VSSが電源電圧VCCになると同時に、電圧F−VSSが接地電圧VSSになるので、信号BBおよび/BBに応じて両入力ノードの間に生じた電位差が増幅される。信号AAがHレベルでありかつ信号/AAがLレベルの場合は、信号BBのレベルが電源電圧VCCを維持し、信号/BBのレベルが接地電圧VSSになる。一方、信号AAがLレベルでありかつ信号/AAがHレベルの場合は、信号BBのレベルが接地電圧VSSになり、信号/BBのレベルが電源電圧VCCを維持する。
Since the voltage D-VSS of the latch
以上のようにこの実施の形態5によれば、ラッチ駆動接地線72の電圧D−VSSおよびラッチ固定接地線66の電圧F−VSSが信号AAおよび/AAの入力に同期して電源電圧VCCおよび接地電圧VSSの間で振幅するため、ラッチ回路76が増幅機能を発揮し、その結果、ラッチ回路76は、この半導体回路装置が待機モードになる直前における信号を確実にラッチすることができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the voltage D-VSS of the latch
なお、上記実施の形態1〜5における電源電圧VCCとしては、特に明記されない限り、外部電源電圧を用いることもできるし、また、外部電源電圧よりも低い内部電源電圧を用いることもできる。同様に、接地電圧VSSとしては、特に明記されない限り、外部接地電圧を用いることもできるし、また、外部接地電圧よりも高い内部接地電圧を用いることもできる。 As the power supply voltage VCC in the first to fifth embodiments, an external power supply voltage can be used unless otherwise specified, and an internal power supply voltage lower than the external power supply voltage can be used. Similarly, an external ground voltage can be used as the ground voltage VSS unless otherwise specified, and an internal ground voltage higher than the external ground voltage can also be used.
また、この実施の形態5においては電圧F−VSSおよびG−VSSは動作モード時に
相補的に動作しているが、このような相補的動作は一例であり、要求される動作仕様に応じて変更することが可能である。たとえば、トランジスタ80および82による入力信号AA,/AAの増幅動作のマージンを大きくしたいなら、電圧F−VSSが接地電圧VSSに変化してからもしばらくの間は接地電圧VSSを維持するようにしてもよい。重要なことは、入力信号AA,/AAを増幅するラッチ回路76がダイナミックに動作する点である。
In the fifth embodiment, the voltages F-VSS and G-VSS operate in a complementary manner in the operation mode. However, such a complementary operation is an example, and is changed according to a required operation specification. Is possible. For example, if it is desired to increase the margin of the amplification operation of the input signals AA, / AA by the
[実施の形態6]
上記図8および図10に示された実施の形態4および5におけるラッチ回路は、たとえばSDRAMのロウプリデコーダに用いることができる。より具体的には、図12および図13に示されるように、ロウ系のアドレス信号ACT,PC,APC,EQ,RXQ,SEをラッチするラッチ回路98を図14に示されるように構成する。他のラッチ回路234,244も同様である。ラッチ回路98においては、図14に示されるように、トランジスタ80のゲートにPチャネルMOSトランジスタ981が接続され、トランジスタ82のゲートにPチャネルMOSトランジスタ982が接続される。このトランジスタ981のゲートには、ワンショットパルス発生回路207により信号ACTの活性時に生成されるワンショットパルス信号SHOTが与えられる。トランジスタ982のゲートには、リセット時にワンショットパルスとして生成される信号APCが与えられる。したがって、信号EQおよびRSTの入力時以外は、トランジスタ80および82のゲート電圧は接地電圧VSSになる。
[Embodiment 6]
The latch circuits in the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 8 and 10 can be used for, for example, a row predecoder of an SDRAM. More specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, a
また、ロウ系のアドレス信号をラッチするラッチ回路100(図12に示される)を図15に示されるように構成する。このラッチ回路100においても、トランジスタ80のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1001が接続され、トランジスタ82のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1002が接続される。トランジスタ1001および1002のゲートには、ワンショットパルス発生回路204により生成されるバンクヒット信号BHが与えられる。したがって、ロウアドレス信号RAおよび/RAの入力時以外は、トランジスタ80および82のゲート電圧は接地電圧VSSになる。
Further, a latch circuit 100 (shown in FIG. 12) that latches row-related address signals is configured as shown in FIG. Also in this
以上のようにこの実施の形態6によれば、ラッチ回路98は図14に示されるように構成されているため、ラッチ回路98がコマンド信号をラッチした後、電源をオフにしてもラッチ回路98はそのコマンド信号をラッチし続け、再び電源をオンにすればラッチ回路98はそのラッチしたコマンド信号を出力することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, since the
また、ラッチ回路100は図15に示されるように構成されているため、アドレス信号をラッチした後、電源をオフにしてもラッチ回路100はそのアドレス信号をラッチし続ける。したがって、再び電源をオンにすればラッチ回路100はそのラッチしたアドレス信号を出力することができる。
Since the
[SDRAMおよびロウプリデコーダの詳細]
以下、実施の形態4および5におけるラッチ回路を用いたSDRAMおよびロウプリデコーダの詳細を参考までに説明する。
[Details of SDRAM and Row Predecoder]
The details of the SDRAM and the row predecoder using the latch circuit in the fourth and fifth embodiments will be described below for reference.
図20は、このSDRAMの全体構成を示す概略ブロック図である。図20を参照して、SDRAM1000は、外部制御信号入力端子群106を介して与えられる外部制御信号/RAS、/CAS、/W、/CS等を受けて、これをデコードし、内部制御信号を発生するコントロール回路108と、コントロール回路108から出力される内部制御信号を伝達するコマンドデータバス53aおよび53bと、メモリセルが行列状に配列されるメモリセルアレイ110とを備える。
FIG. 20 is a schematic block diagram showing the overall configuration of this SDRAM. Referring to FIG. 20,
メモリセルアレイ110は、図20に示すとおり、全部で16個のメモリセルブロック100a〜100bに分割配置されている。たとえば、SDRAM1000の記憶容量が1Gビットである場合、各メモリセルブロックは64Mビットの容量を有する。各ブロックは、独立にバンクとして動作し得る構成となっている。
As shown in FIG. 20, the
SDRAM1000はさらに、クロック信号入力端子12に与えられる外部クロック信号Ext.CLKを受け、コントロール回路108により制御されて同期動作を開始し、内部クロック信号int.CLKを出力する内部同期信号発生回路114を含む。
The
内部同期信号発生回路114は、たとえば、ディレロックドループ回路(以下、DLL回路と称す)等により、外部クロック信号Ext.CLKに対して、同期した内部クロック信号int.CLKを生成する。 The internal synchronization signal generation circuit 114 is connected to the external clock signal Ext. By a delayed loop circuit (hereinafter referred to as a DLL circuit), for example. The internal clock signal int. Generate CLK.
アドレス信号入力端子群116を介して与えられる外部アドレス信号A0〜Ai(i:自然数)は、コントロール回路108の制御の下に、内部クロック信号int.CLKに同期して、SDRAM1000内に取込まれる。
External address signals A0 to Ai (i: natural number) applied through address signal
外部アドレス信号A0〜Aiのうち、所定数のビット数のデータは、アドレスバス51aを介して、バンクデコーダ22に与えられる。バンクデコーダ118からは、アドレスバス51bおよび51cを介して、デコードされたバンクアドレスB0〜B7が、各バンクに伝達される。
Of the external address signals A0 to Ai, data having a predetermined number of bits is applied to the
一方、アドレス信号入力端子群116に与えられるその他の外部アドレス信号は、アドレスバス50aおよび50bを介して、アドレスドライバ120に伝達される。アドレスドライバ120からさらに、アドレスバス50cを介して、アドレス信号は各バンク(メモリセルブロック)に伝達される。
On the other hand, other external address signals applied to address signal
SDRAM1000はさらに、メモリセルブロックの対ごとに設けられ、コントロール回路108の制御の下に、アドレスバス50cにより伝達されたロウアドレスをラッチし、プリデコードするロウプリデコーダ300と、ロウプリデコーダ300からの出力をもとに選択されたメモリセルブロックの対応する行(ワード線)を選択するロウデコーダ122と、メモリセルブロックごとに設けられ、コントロール回路108の制御の下に、アドレスバス50cにより伝達された列アドレスをラッチし、プリデコードするコラムプリデコーダ400と、コラムプリデコーダ400からの出力を伝達するコラムプリデコーダ線124と、コラムプリデコーダ線124からの出力をもとに選択されたメモリセルブロックの対応する列(ビット線対)を選択するコラムデコーダ126とを含む。
The
SDRAM1000はさらに、チップ中央部の長辺方向に沿う領域であって、外部制御信号入力端子群106およびアドレス信号入力端子群116が設けられる領域の外側に、それぞれ配置されるデータ入力端子DQ0〜DQ15およびDQ16〜DQ31と、データ入出力端子DQ0〜DQ31にそれぞれ対応して設けられる入出力バッファ回路14a〜14fと、入出力バッファと対応するメモリセルブロックとの間でデータの伝達を行なうデータバス128と、メモリセルブロック100a〜100bにそれぞれ対応して設けられ、データバス128と選択されたメモリセル列との間でデータの授受を行なうリード/ライトアンプ130とを含む。
Further,
外部制御信号入力端子群106へ与えられる信号/RASは、SDRAM1000の内部動作を開始させ、かつ内部動作の活性期間を決定するロウアドレスストローブ信号である。この信号/RASの活性化に応じて、ロウデコーダ122等のメモリセルアレイ110の行を選択する動作と関連する回路は活性状態とされる。
Signal / RAS applied to external control signal
外部制御信号入力端子群106へ与えられる信号/CASは、コラムアドレスストローブ信号であり、メモリセルアレイ110における列を選択する回路を活性状態とする。
Signal / CAS applied to external control signal
外部制御信号入力端子群106へ与えられる信号/CASは、このSDRAM1000が選択されることを示すチップセレクト信号であり、信号/Wは、SDRAM1000の書込動作を指示する信号である。
Signal / CAS applied to external control signal
信号/CS、信号/RAS、信号/CASおよび信号/Wの取込動作は、内部クロック信号int.CLKに同期して行なわれる。 The signal / CS, the signal / RAS, the signal / CAS and the signal / W are fetched by the internal clock signal int. This is performed in synchronization with CLK.
また、アドレス信号入力端子群116に与えられるアドレス信号の取込動作や、データ入出力端子DQ0〜DQ31を介してのデータの授受も内部クロック信号int.CLKに同期して行なわれる。
In addition, the operation of taking in the address signal applied to the address signal
図12は、SDRAMにおけるロウプリデコーダ300の構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 12 is a schematic block diagram showing the configuration of the
コマンドバス53bは、ロウ系の回路動作を活性化することを指示する信号Row、コラム系の回路動作を活性化することを指示する信号Clm、内部回路の回路動作の活性化を指示する信号ACT、バンクのリセット(プリチャージ)を指示する信号PC、すべてのバンクのプリチャージを指示する信号APC、ビット線等のイコライズが解除されることや、不使用ビット線をセンスアンプより切り離す作業を行なうことを指示する信号EQ、ワード線の活性化を指示する信号RXT、センスアンプの活性化を指示する信号SE等の伝達を行なう。
The
バンクアドレスバス51cは、バンクデコーダによりデコードされたバンクアドレス信号B0〜B3を伝達する。アドレスバス50cは、アドレスドライバからのロウアドレス信号の伝達を行なう。
バンクアドレス信号のうち、たとえばビットデータB3が活性状態となり、かつ信号Rowが活性状態となると、AND回路203からは活性状態の信号が出力され、これに応じてワンショットパルス発生回路204から活性なバンクヒットBHが出力される。
Among the bank address signals, for example, when the bit data B3 is activated and the signal Row is activated, an active state signal is output from the AND
これに応じて、ドライバ回路206が活性化され、信号ACTのレベルが取込まれて、レベル保持回路208にそのレベルが保持される。一方、ドライバ回路206からの出力を受けて、ワンショットパルス発生回路207はワンショットパルス信号SHOTを出力する。
In response to this, the
同様にワンショットパルス発生回路204からのバンクヒット信号BHに応じて、ドライバ回路210が活性化し、信号PCのレベルを受けて、レベル保持回路212がそのレベルを保持する。一方、ドライバ回路210からの出力を受けて、ワンショットパルス発生回路214は、レベル保持回路208に対してリセット信号RSTを出力する。インバータ220は、レベル保持回路208からの出力信号に応じて、活性化され、信号EQを受けて出力する。一方、インバータ222は信号APCに応答して活性化され、ワンショットパルス発生回路214からの信号RSTを受けてその反転信号を出力する。ラッチ回路98は、インバータ220からの出力に応じてセットされ、インバータ222からの出力に応じてリセットされる。制御信号SCRCにより活性化されるドライバ回路226は、ラッチ回路98の出力を受けて、出力し、このドライバ回路226の出力レベルを、レベル保持回路228が保持する。このレベル保持回路228の出力レベルは信号l.EQ
として対応するメモリセルブロックに対して与えられる。
Similarly,
Is given to the corresponding memory cell block.
同様にして、ラッチ回路234は、インバータ230の出力によりセットされ、インバータ232の出力によりリセットされる。
Similarly, the
ドライバ回路236は、ラッチ回路234の出力を受けて、制御信号SCRCにより活性化される。ドライバ回路236の出力レベルは、レベル保持回路238により保持され、このレベル保持回路238の出力レベルが信号l.RXTとして対応するメモリセルブロックに出力される。
ラッチ回路244は、インバータ240の出力によりセットされ、インバータ242の出力に応じてリセットされる。ドライバ回路246は、ラッチ回路244の出力を受け、制御信号SCRCにより活性化される。ドライバ回路246の出力レベルは、レベル保持回路244により保持され、このレベル保持回路244の出力レベルが信号l.SEとして対応するメモリセルブロックに与えられる。
The
一方、ラッチ回路100は、制御信号SCRCの活性化に応じてリセットされ、ワンショットパルス発生回路204からのバンクヒット信号に応じて活性化され、アドレスバス50cを介して伝達されたロウアドレス信号を保持する。ラッチ回路100からの出力は、冗長アドレスデコーダ(図示せず)に伝達されるとともに、プリデコーダ252に与えられ、プリデコードされた結果がドライバ回路254に与えられる。
On the other hand,
ドライバ回路254は、ドライバ制御回路302の出力信号により活性化される。ドライバ制御回路302は、信号APCおよびRSTを受けるNAND回路303の出力信号、レベル保持回路208の出力信号、および制御信号SCRCにより制御される。ドライバ制御回路302は、一度活性化された後、不活性化すると、信号ACTが活性期間中は、再び制御信号SCRCが活性状態となっても、ドライバ回路254を不活性状態に維持するための回路である。すなわち、このようなドライバ制御回路302によりドライバ回路254を制御することにより、一旦行アドレスがレベル保持回路256に取込まれた後、再び制御信号SCRCが活性化されるような動作が挿入された場合に、ドライバ254が活性状態となって、レベル保持回路256の保持されているプリデコーダアドレス信号がリセットされてしまうことを防止する動作を行なう。つまり、一旦ドライバ回路254が活性状態となった後、不活性化すると、アドレス信号の取込を行なう回路系であるラッチ回路100、プリデコーダ252とはリセットされているため再びドライバ回路254が活性状態となると、レベル保持回路256に保持されているプリデコードアドレス信号がリセットされてしまうことを防止する構成となっている。
The
ドライバ回路254からの出力は、それぞれレベル保持回路256により保持され、レベル保持回路256が、それぞれ対応するロウプリデコーダ線に出力される。
The output from the
図12に示したロウプリデコーダ300のうち、レベル保持回路208、212、228、238および248ならびにレベル保持回路256と、対応するメモリセルブロックを含む領域は、制御信号により制御されない領域であって、活性状態中においても、待機状態中においても、常に電源電圧VCCと接地電圧VSSとを電源電圧として動作する非階層電源領域である。
In the
これに対して、ロウプリデコーダ300の他の領域は、制御信号により制御されて、制御信号SCRCが活性状態である期間中は、電源電圧VCCおよび接地電圧VSSとを受けて動作し、制御信号SCRCがLレベルである期間中は、電源電圧VCCよりも低い電位および接地電圧VSSよりも高い電圧をそれぞれ電源電圧として動作する階層電源領域
である。
On the other hand, the other regions of
この階層電源領域に含まれる回路は、バンクが活性化されない通常の待機時においては、MOSトランジスタのサブスレッショルドリーク電流を減少させることが可能である。 The circuit included in the hierarchical power supply region can reduce the subthreshold leakage current of the MOS transistor during normal standby when the bank is not activated.
これに対して、非階層電源領域に含まれる回路、すなわちレベル保持回路208、212、228、238、248および256は、待機動作中においても、その保持するレベルが動作状態によって変化するため、これらの回路については、階層電源構成をとっていない。
In contrast, the circuits included in the non-hierarchical power supply area, that is, the
つまり、図12に示したロウプリデコーダ300においては、チップが活性期間中であっても、メモリセルからのデータを読出す等の動作を行なうために、外部からのデータを取込むための十分な期間が終了した後には、必要部分以外の回路については階層電源構成をとることで、サブスレッショルド電流を低減させる構成となっている。 In other words, row predecoder 300 shown in FIG. 12 is sufficient for taking in data from the outside in order to perform operations such as reading data from the memory cells even during the active period of the chip. After this period is over, the circuit other than the necessary portion is configured to have a hierarchical power supply configuration, thereby reducing the subthreshold current.
このようにして、階層電源領域に含まれる回路について、ラッチ回路98、234、244の出力レベルに応じて動作するドライバ回路226、236、246は、そのコマンドレベルを伝達する最初の期間だけ動作する。コマンドレベルがレベル保持回路228〜248に保持された後は、ドライバ回路226〜246は、トライステート構成をとっているため、その出力レベルはフローティング状態となる。すなわち、このドライバ回路226〜246よりも手前の回路系は、階層電源構成によりサブスレッショルド電流を低減させる状態となっても、対応するメモリセルブロック(バンク)に対して出力されている動作のコマンドは、レベル保持回路228〜248によりその状態が保持されている。
In this way, for the circuits included in the hierarchical power supply region,
アドレスバス50cから取込まれたアドレスデータも、同様にして、ラッチ回路100に取込まれた後、プリデコーダ252において、対応するメモリセルブロックに伝搬するための処理を行なった後、ドライバ回路254において一定期間だけドライブされる。その後、トライステート構成を有するドライバ回路254が制御信号SCRCの不活性化に伴って電源電圧VCCよりも低い電圧または接地電圧VSSよりも高い電圧により動作する状態となった場合でも、ドライバ回路254の出力はフローティング状態となる。
Similarly, the address data fetched from the
ドライバ回路254によりドライブされたプリデコード信号のレベルは、レベル保持回路256により保持される。以上の構成により、ドライバ回路254よりも上側の回路系は、階層電源構成により、それを構成するMOSトランジスタのサブスレッショルド電流を低減させる方向にリセットされている場合でも、メモリセルアレイに対して出力されるプリデコードアドレス信号はその状態を保持することになる。
The level of the predecode signal driven by the
図13は、図12に示されたラッチ回路98、ドライバ回路226およびレベル保持回路228の構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 13 is a schematic block diagram showing the configuration of
ドライバ回路226は、制御信号SCRCを一方の入力ノードに受け他方にラッチ回路98の一方の出力信号を受けるNAND回路2286と、一方の入力ノードに制御信号SCRCを受け、他方の入力ノードにラッチ回路224の他方の出力を受けるNAND回路2288と、NAND回路2286の出力によりゲート電位が制御され、ソースに階層電源電圧S−GND(サブ接地線の電圧)を受けるNチャネルMOSトランジスタ2290と、ゲートに、NAND回路2288の出力を受け、ソースに階層電源電圧S−VCC(サブ電源線の電圧)を受けるPチャネルMOSトランジスタ2292とを含む。このNチャネルMOSトランジスタ2290のドレインと、PチャネルMOSトランジスタ2292のドレインとが接続され、この接続ノードの電位レベルがドライバ回路226の出力電位となっている。
レベル保持回路228は、制御信号SCRC2により活性化されるラッチ回路である。制御信号SCRC2は、制御信号SCRCと同時に活性化され、後述する図16における時刻t6において、制御信号SCRCが不活性化するのに応じて、不活性となる信号である。
図16は、図12に示したプリデコード回路300の動作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart for explaining the operation of
図16において、信号B0〜B3はバンクアドレスを示す信号であり、信号Rowはロウ系(行系)の回路動作の活性化を指示するロウ系アクセス識別信号であり、信号Clmはコラム系(列系)の回路動作の活性化を指示するコラム系アクセス識別信号であり、信号ACTはバンク活性化信号である。 In FIG. 16, signals B0 to B3 are signals indicating bank addresses, a signal Row is a row access identification signal instructing activation of a row (row) circuit operation, and a signal Clm is a column (column) Column) access identification signal for instructing the activation of the circuit operation of the (system), and the signal ACT is a bank activation signal.
さらに、フラグ信号はバンクがアクセスされた(バンクがヒットした)のを受けてレベル保持回路208に保持された信号であり、信号PCは選択されたバンクのプリチャージ動作を指示するプリチャージ信号であり、信号APCはすべてのバンクのプリチャージ動作を指示するオールバンクプリチャージ信号である。
Further, the flag signal is a signal held in the
信号l.EQはレベル保持回路228により保持されるローカルビット線イコライズ信号であり、信号l.RXTはレベル保持回路238により保持されるローカルワード線活性化信号であり、信号l.SEはレベル保持回路248により保持されるローカルセンスアンプ活性化信号であり、電位MWLはメモリセルブロック(バンク)内のメインワード線の電位レベルである。
Signal l. EQ is a local bit line equalize signal held by
信号Add.ラッチは、レベル保持回路256に保持されるアドレス信号である。
次に、動作について説明する。時刻t1におけるクロック信号CLKの立上がりのエッジにおいて、デコードされたバンクアドレスのうちビットB3が活性状態であって、対応するバンクの選択が行なわれる。このとき、信号Rowも活性状態であるため、これに応じて、ワンショットパルス発生回路204から活性なワンショットパルスが出力される。これに応じて、コマンドバス53bにより伝達されている活性状態の信号ACTがドライバ回路206によりドライブされ、レベル保持回路208に、この活性な信号ACTのレベルがフラグ信号として保持される。
Signal Add. The latch is an address signal held in the
Next, the operation will be described. At the rising edge of clock signal CLK at time t1, bit B3 in the decoded bank address is active, and the corresponding bank is selected. At this time, since the signal Row is also in an active state, an active one-shot pulse is output from the one-shot
フラグ信号の活性化に応じて、ラッチ回路98には、コマンドバス53bにより伝達された信号EQのレベルが保持される。
In response to the activation of the flag signal, the level of the signal EQ transmitted by the
時刻t1においては、制御信号SCRCもHレベルとなって、階層電源領域中の回路は、すべて電源電圧VCCと接地電圧VSSとを受けて動作している。 At time t1, the control signal SCRC is also at the H level, and all the circuits in the hierarchical power supply region operate by receiving the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS.
ラッチ回路98に取込まれた信号EQのレベルは、ドライバ回路226によりドライブされ、レベル保持回路228に内部イコライズ信号l.EQとして保持される。
The level of the signal EQ taken into the
制御信号SCRC2は、レベル保持回路228、238、248のリセットを行う信号であり、信号RDDRVは、ドライバ回路254の動作を制御する信号である。時刻t1において、バンクアドレス信号B3および信号Rowが活性状態となっていることに応じて、活性状態となっている信号ACTのレベルがコマンドバス53bからレベル保持回路208に取込まれ、レベル保持回路208から出力されるフラグのレベルがHレベルに変化する。これに応じて、ドライバ制御回路302から出力されるドライバ制御信号RDDRVがHレベルとなる。また、制御信号SCRCおよびSCRC2も活性状態となる。
The control signal SCRC2 is a signal that resets the
一方、時刻t2において、コマンドバス53bにより伝達される信号RXTが、活性状態となり、このレベルがラッチ回路234に取込まれる。これに応じて、レベル保持回路238は、内部ワード線活性化信号l.RXTのレベルを活性状態に保持する。
On the other hand, at time t2, signal RXT transmitted through
続いて、時刻t3において、コマンドバス53bにより伝達された信号SEのレベルが活性状態となり、このレベルがラッチ回路244に取込まれる。これに応じてレベル保持回路248は、内部センスアンプ活性化信号l.SEのレベルを活性状態に保持する。
Subsequently, at time t3, the level of the signal SE transmitted through the
内部ワード線活性化信号l.RXTの活性化に応じて、選択された行の主ワード線の電位レベルがHレベルに変化する。 Internal word line activation signal l. In response to the activation of RXT, the potential level of the main word line in the selected row changes to the H level.
一方、アドレスバス50cを介して伝達されたアドレス信号は、ラッチ回路100によりラッチされ、プリデコーダ252によりプリデコードされた後、ドライバ254によりドライブされ、ロウプリデコーダ線PDLのレベルが、それぞれ対応するレベルへと駆動される。ロウプリデコーダ線PDLのレベルによりプリデコーダ252により時刻t4において、制御信号SCRCはLレベルに変化する。信号RDDRVも時刻t4でLレベルに変化する。
On the other hand, the address signal transmitted through the
すなわち、時刻t1から時刻t4までの期間が、1個のバンクの合計の回路の動作に必要とされる期間である。 That is, the period from time t1 to time t4 is a period required for the operation of the total circuit of one bank.
制御信号SCRCが不活性状態となることにより、階層電源領域中に含まれる回路は、リーク電流が小さくなるモードへと移行する。 When control signal SCRC is inactivated, the circuits included in the hierarchical power supply region shift to a mode in which leakage current is reduced.
これに対し、レベル保持回路228、238および248からそれぞれ出力される内部イコライズ信号l.EQ、内部ワード線活性化信号l.RXTおよび内部センスアンプ活性化信号l.SEは、そのレベルを保持する。
In contrast to this, internal equalize signals l.m output from
時刻t5におけるクロック信号CLKの立上がりのエッジにおいて、バンク信号B3および信号Rowが活性化状態となり、かつプリチャージ信号PCが活性状態となることにより、ドライバ回路210を介して入力された信号PCのレベルを受けて、ワンショットパルス発生回路214から出力される信号により、インバータ222、232および242が駆動され、ラッチ回路98、234および244のレベルがリセットされる。
At the rising edge of the clock signal CLK at time t5, the bank signal B3 and the signal Row are activated, and the precharge signal PC is activated, whereby the level of the signal PC input via the
一方、制御信号SCRCも時刻t5において活性状態となるので、これに応じて、信号l.EQ、l.RXTおよびl.SEもそのレベルをリセットする。また、ラッチ回路100の保持するレベルも制御信号SCRCの活性化に応じてリセットされ、これに応じて、ロウプリデコード線PDLのレベルもリセットされる。
On the other hand, since control signal SCRC is also activated at time t5, signal l. EQ, l. RXT and l. SE also resets its level. The level held by the
すなわち、時刻t4からt5の期間においては、リーク電流を減少させるために、階層電源領域中に含まれる回路はリセットされてしまうが、信号l.EQ、信号l.RXT、信号l.SEおよびロウプリデコーダ線PDLのレベルは、すべてそのレベルを保持していることになる。 That is, in the period from time t4 to t5, the circuit included in the hierarchical power supply region is reset to reduce the leakage current, but the signal l. EQ, signal l. RXT, signal l. All the levels of the SE and row predecoder lines PDL hold the levels.
以上のような構成とすることで、各々独立して動作するバンクに対して、アドレスバスを共通に設ける構成とし、アドレスバスの占有面積を減少させることが可能である。 With the above configuration, it is possible to reduce the occupied area of the address bus by providing a common address bus for the banks that operate independently.
しかも、選択され、活性化されたバンクに対するコマンド信号およびアドレス信号の取込を行なうための一定期間(時刻t1から時刻t4までの期間)が終了した後は、階層電
源領域中に含まれる回路については、リーク電流を低減することが可能であるため、待機状態におけるリーク電流を減少させるばかりでなく、バンクが活性状態となっている期間中のリーク電流をも低減させることが可能となる。
In addition, after a predetermined period (period from time t1 to time t4) for taking in the command signal and address signal for the selected and activated bank ends, the circuits included in the hierarchical power supply region Since it is possible to reduce the leakage current, it is possible not only to reduce the leakage current in the standby state, but also to reduce the leakage current during the period when the bank is in the active state.
[実施の形態7]
上記図8および図10に示された実施の形態4および5におけるラッチ回路は、図17に示されたSDRAMのコラムプリデコーダ中のラッチ回路102および104に用いることができる。他のラッチ回路524,534,548も同様である。ラッチ回路102は、コラム系のコマンド信号Read,Write,ATPC,BEND,TERM,PCCMPをラッチする。ラッチ回路104は、コラムアドレス信号をラッチする。
[Embodiment 7]
The latch circuits in the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 8 and 10 can be used for the
ラッチ回路102においては、図18に示されるように、トランジスタ80のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1021が接続され、トランジスタ82のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1022が接続される。トランジスタ1021および1022のゲートには、バンク活性時に生成されるフラグ信号BACTが与えられる。また、ラッチ回路102においては、ワイヤードOR回路516(図17)を形成するNチャネルMOSトランジスタ1024〜1028が設けられる。
In
バンク活性化の際に活性化サイクルの属性を認識させるために通常はCMOS論理回路で構成する部分も判定の高速化を図るためにワイヤードOR回路516で構成する。リセット系の信号(オ−トプリチャージATPC、バーストエンドBEND、ターミネーションTERMのワイヤードOR論理出力がトランジスタ82のゲートに与えられ、バンク活性化系の信号(バンクヒットBH)がトランジスタ80のゲートに与えられ、ラッチ回路76のHまたはLレベルを決定することによりフラグとしてのラッチの動作を決定する。バンク活性化の際、バンクヒット信号BHの入力に応じてトランジスタ80のゲート電圧はHレベルになり、トランジスタ82のゲート電圧はLレベルとなり、ラッチ回路76の出力信号/BBはLレベルになり、出力信号BBはHレベルになる。バンクの動作終了とともに、バーストエンド信号BENDが入力されると、このときバンクヒット信号BHはLレベルのため、トランジスタ80のゲート電圧はLレベルになり、トランジスタ82のゲート電圧はLレベルとなり、ラッチ回路76の出力信号/BBはHレベルになり、出力信号BBはLレベルになり、ラッチ回路76がリセットされる。
In order to recognize the attribute of the activation cycle at the time of activation of the bank, a portion usually constituted by a CMOS logic circuit is also constituted by a wired OR
一方、ラッチ回路104においては、図19に示されるように、トランジスタ80のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1041が接続され、トランジスタ82のゲートにPチャネルMOSトランジスタ1042が接続される。トランジスタ1041および1042のゲートには、ワンショットパルス発生回路512からのバンクヒット信号BHが与えられる。
On the other hand, in
[コラムプリデコーダの詳細]
以下、このSDRAMのコラムプリデコーダの詳細を参考までに説明する。
[Details of column predecoder]
The details of the SDRAM column predecoder will be described below for reference.
図17は、コラムプリデコーダ400の構成を示す概略ブロック図である。図17を参照して、コマンドバス53bを介して、読出動作を指示するためのリード系アクセス識別信号READと、書込動作を指示するためのライト系アクセス識別信号WRITEと、オートプリチャージ動作を指示するためのオートプリチャージ識別信号ATPCと、各バンク毎にバースト動作の終了を指示するためのバースト終了識別信号BENDと、コラム選択動作中に他のバンクが選択された場合、このコラム選択動作を強制的に終了させることを指示するターミネーション識別信号TERMと、プリチャージ動作の終了を指示するためのプリチャージ動作識別信号PCCMが伝達される。
FIG. 17 is a schematic block diagram showing the configuration of the
また、信号BACTは、バンクの選択に伴い、レベル保持回路208(図12)に保持されるフラグ信号である。 The signal BACT is a flag signal held in the level holding circuit 208 (FIG. 12) when a bank is selected.
コラムプリデコーダ回路34は、コマンドバス53bにより伝達される信号Clmと対応するバンクアドレス信号B3を受けるAND回路510と、AND回路510の出力が活性化するのに応じてワンショットパルス信号を出力するワンショットパルス発生回路512と、フラグ信号BACTの活性化に応じて活性化され、ワンショットパルス発生回路512の出力をドライブするドライブ回路514と、信号ATPC、信号BENDおよび信号TERMを受けるOR回路516と、ドライブ回路514の出力によりセットされ、ワイヤードOR回路516の出力によりリセットされ、コラム系の動作が活性化されたことを示すコラムフラグ信号Col.FLAGを出力するラッチ回路102とを含む。
コラムプリデコーダ回路34はさらに、コラムフラグ信号Col.FLAGの活性化に応じて活性化され、コマンドバス53bにより伝達された信号READをドライブするインバータ回路520と、信号WRITE、信号ATPC、信号BENDおよび信号TERMを受けるOR回路522と、インバータ回路520の出力によりセットされ、ワイヤードOR回路522の出力によりリセットされ、読出動作が活性化されたことを示すリードフラグ信号READ.FLAGを出力するラッチ回路524とを含む。
The
コラムプリデコーダ回路34はさらに、コラムフラグ信号Col.FLAGの活性化に応じて活性化され、コマンドバス53bにより伝達された信号WRITEをドライブするインバータ回路530と、信号READ、信号ATPC、信号BENDおよび信号TERMを受けるOR回路532と、インバータ回路530の出力によりセットされ、ワイヤードOR回路532の出力によりリセットされ、書込動作が活性化されたことを示すライトフラグ信号WRITE.FLAGを出力するラッチ回路534とを含む。
The
コラムプリデコーダ回路34はさらに、コラムフラグ信号Col.FLAGを受けて所定クロック時間遅延するシフト回路542と、フラグ信号BACTおよびシフト回路542の出力を受けるOR回路540と、OR回路540の出力の活性化に応じて活性化され、コマンドバス53bにより伝達された信号ATPCをドライブするインバータ回路544と、コマンドバス53bにより伝達された信号PCCMPを受けるインバータ回路546と、インバータ回路544の出力によりセットされ、インバータ回路546の出力によりリセットされ、オートプリチャージ動作が活性化されたことを示すオートプリチャージフラグ信号ATPC.FLAGを出力するラッチ回路548とを含む。
The
コラムプリデコーダ回路34はさらに、ワンショットパルス発生回路512の出力信号に応じて活性化され、アドレスバス50cにより伝達されたコラム信号を取りこむラッチ回路550を含む。ラッチ回路550は、制御信号SCRCの活性化に応じてリセットされる。
コラムプリデコーダ回路34はさらに、ラッチ回路550に保持されたコラムアドレスの下位ビットに応じて、活性化する列選択線(図示せず)に対応するアドレス信号の下位ビットを調整する偶数ビット調整回路552および奇数ビット調整回路554と、ラッチ回路550からの上位ビットデータをプリデコードするプリデコーダ556と、偶数ビット調整回路552からの下位ビットデータをプリデコードするプリデコーダ557と、奇数ビット調整回路554からの下位ビットデータをプリデコードするプリデコーダ558と、信号READまたは信号WRITEにより活性化され、プリデコーダ556、557および558からのプリデコード信号を所定数のクロック(たとえば、2クロック)だけ遅延して出力するシフト回路560と、冗長デコーダ(図示せず)からのアドレスが欠陥アドレスに相当しないことを示す信号Missに応じて活性化され、シフト回路560か
らの出力を受けてコラムプリデコード線のレベルをシフト回路560の出力信号に応じてドライブするドライブ回路562を含む。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図されている。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 メイン電源線、12 サブ電源線、14,62 PチャネルMOSトランジスタ、20,80,82 NチャネルMOSトランジスタ、16 メイン接地線、18 サブ接地線、22,24 バッファ電源線、26,28 バッファ接地線、30,32,46,78 CMOSインバータ回路、34,36,38,40,58,60 電源セレクタ、44,68,76,84,98,100,102,104 ラッチ回路、64 ラッチ固定電源線、66 ラッチ固定接地線、70 ラッチ駆動電源線、72 ラッチ駆動接地線、74,86,88,90,92,94,96 駆動回路。
10 main power supply line, 12 sub power supply line, 14, 62 P channel MOS transistor, 20, 80, 82 N channel MOS transistor, 16 main ground line, 18 sub ground line, 22, 24 buffer power supply line, 26, 28
Claims (2)
メイン電源線と、
電源電圧を受けるノードと前記メイン電源線との間に接続され、前記動作モード時にオンになりかつ前記待機モード時にオフになるスイッチング素子と、
メイン接地線と、
前記電源電圧を受けるラッチ固定電源線と、
接地電圧を受けるラッチ固定接地線と、
各々が前記メイン電源線と前記メイン接地線との間に接続された複数の論理回路と、
前記ラッチ固定電源線と前記ラッチ固定接地線との間に接続されたラッチ回路と、
前記待機モード時に前記ラッチ回路への信号入力を遮断する遮断手段とを備える、半導体回路装置。 A semiconductor circuit device having an operation mode and a standby mode,
The main power line,
A switching element connected between a node receiving a power supply voltage and the main power supply line, turned on in the operation mode and turned off in the standby mode;
The main ground wire,
A latch fixed power line for receiving the power supply voltage;
A latch fixed ground wire that receives a ground voltage; and
A plurality of logic circuits each connected between the main power supply line and the main ground line;
A latch circuit connected between the latch fixed power line and the latch fixed ground line;
A semiconductor circuit device comprising: a blocking unit that blocks signal input to the latch circuit in the standby mode.
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Legal Events
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A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100602 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100608 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101019 |