JP2008140531A - Semiconductor device and memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源電圧より低い電圧を生成する降圧回路を搭載した半導体装置及びメモリに関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a memory equipped with a step-down circuit that generates a voltage lower than a power supply voltage.
DRAMでは、通常ワード等を駆動する厚膜系のトランジスタと、ロジック部分を駆動する薄膜系のトランジスタとを有している。薄膜系のトランジスタは、例えば2.5V程度、厚膜系は例えば3.3V程度までの電圧を扱うことが可能となっている。ところがメモリセルは、消費電力削減の観点から例えば1.8V程度で動作させる。そこで、外部電圧VDD0を例えば1.8Vに降圧させる降圧回路が必要となる(例えば特許文献1参照)。 A DRAM usually has a thick film transistor for driving a word or the like and a thin film transistor for driving a logic portion. Thin-film transistors can handle voltages up to, for example, about 2.5V, and thick-film transistors can handle voltages up to, for example, about 3.3V. However, the memory cell is operated at, for example, about 1.8 V from the viewpoint of reducing power consumption. Therefore, a step-down circuit that steps down the external voltage VDD0 to 1.8 V, for example, is required (see, for example, Patent Document 1).
図18は、従来のメモリ及びその周辺に設けられる降圧回路を示す図である。図18に示すように、降圧回路部110は、例えば3.3Vなどの外部システムの電源VDD0を供給する電源端子111と、降圧回路112、113を有する。I/Oインターフェース31などは、外部電源VDD0がそのまま供給される。また、周辺ロジック回路20には、外部電源DVV0を例えば2.5Vなどに降圧した降圧電圧V1が供給される。このため、降圧回路部110は降圧回路112を有する。降圧回路112は、外部電圧VDD0から降圧電圧V1を生成する。また、メモリセル21は更に低い例えば1.8Vなどの降圧電圧V2が供給される。このため降圧回路部110は降圧回路113を有する。降圧回路113は、外部電圧VDD0から降圧電圧V2を生成する。
FIG. 18 is a diagram showing a conventional memory and a step-down circuit provided in the periphery thereof. As shown in FIG. 18, the step-
ところで、特許文献2に記載されているように、オーバードライブ方式では、図19に示すように、ワード線を活性化してワード線昇圧電圧VPPまで立ち上げた後、ビット線を活性化してHigh側のビット線(T)をアレイ用内部降圧電圧VDL、Low側のビット線(B)を接地電圧VSSまでそれぞれ開いて増幅する。この際、オーバードライブ用起動パルスFASAP1Tを発生して、High側のビット線(T)をオーバードライブ用電圧VDDAまで開いた後、VDL用センスアンプ起動信号FASAP2Tを発生してアレイ用内部降圧電圧VDLで安定させる。
しかしながら、降圧回路を設けることでメモリセルアレイの電源降圧化を図ることができるものの、このように高い電源電圧VDD0から低い電圧を生成するためには、厚膜トランジスタを使用した降圧回路が必要となり、応答性が悪く、またカレントミラー電流が大きくなり消費電流が大きいという問題点がある。 However, although it is possible to reduce the power supply voltage of the memory cell array by providing a step-down circuit, in order to generate a low voltage from such a high power supply voltage VDD0, a step-down circuit using a thick film transistor is required. There is a problem that the response is poor and the current mirror current is large and the current consumption is large.
また、段降圧回路を設けてオーバードライブを実現しようとすると、オーバードライブ電圧を電源電位とし、通常電圧を降圧電圧とする必要がある。よって、降圧回路は、結局VDDに合わせた厚膜のトランジスタで構成する必要があり、上述したように応答性が悪く高速化を阻害することとなる。 Further, when it is intended to realize overdrive by providing a stage voltage step-down circuit, it is necessary to set the overdrive voltage as the power supply potential and the normal voltage as the step-down voltage. Therefore, the step-down circuit needs to be composed of a thick film transistor matched to VDD after all, and as described above, the response is poor and the increase in speed is hindered.
本発明に係る半導体装置は、外部から供給される電源電圧より低い第1の降圧電圧を生成する第1の降圧回路と、前記第1の降圧電圧より低い第2の降圧電圧を生成する第2の降圧回路とを備え、前記第1の降圧回路は前記電源電圧以上の耐圧を有し、前記第2の降圧回路は前記第1の降圧電圧以上の耐圧を有するものである。 A semiconductor device according to the present invention includes a first step-down circuit that generates a first step-down voltage lower than a power supply voltage supplied from the outside, and a second step that generates a second step-down voltage that is lower than the first step-down voltage. The first step-down circuit has a withstand voltage higher than the power supply voltage, and the second step-down circuit has a withstand voltage higher than the first step-down voltage.
本発明にかかるメモリは、複数のバンクに共通に設けられ電源電圧から当該電源電圧より低い第1の降圧電圧を生成する第1の降圧回路と、各バンクに個別に設けられ前記第1の降圧電圧から当該第1の降圧電圧より低い第2の降圧電圧を生成する第2の降圧回路と、前記第2の降圧電圧で駆動される複数のメモリバンクとを有し、前記第1の降圧回路は前記電源電圧以上の耐圧を有し、前記第2の降圧回路は前記第1の降圧電圧以上の耐圧を有するものである。 The memory according to the present invention is provided in common to a plurality of banks and generates a first step-down voltage lower than the power supply voltage from the power supply voltage, and the first step-down voltage provided individually in each bank. A first step-down circuit including a second step-down circuit that generates a second step-down voltage lower than the first step-down voltage from a voltage; and a plurality of memory banks driven by the second step-down voltage. Has a breakdown voltage higher than the power supply voltage, and the second step-down circuit has a breakdown voltage higher than the first step-down voltage.
本発明においては、第2の降圧回路が外部から供給される電源電圧より低い第1の降圧電圧から第2の降圧電圧を生成する。よって、第1の降圧電圧以上の耐圧を有するため、外部から供給される電源電圧から第2の降圧電圧を生成する回路に比して低い耐圧のトランジスタで構成することができる。 In the present invention, the second step-down circuit generates the second step-down voltage from the first step-down voltage lower than the power supply voltage supplied from the outside. Therefore, since it has a withstand voltage equal to or higher than the first step-down voltage, it can be configured with a transistor having a withstand voltage lower than that of a circuit that generates the second step-down voltage from a power supply voltage supplied from the outside.
本発明によれば、応答が速く消費電力を削減することができる半導体装置及びメモリを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device and a memory that can respond quickly and reduce power consumption.
実施の形態1.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1(a)は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置を示すブロック図である。図1(a)に示すように、半導体装置1は、降圧回路部10、基準電圧発生回路26、センスアンプS1〜S4(21)、セルアレイSA1〜SA4(22)、ロウデコーダ23、コマンド制御部24、カラムデコーダ25、昇圧回路27及びI/Oインターフェース31等を有する。降圧回路部10は、第1降圧回路12及び第2降圧回路13などを有する。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a block diagram showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the
基準電圧発生回路26は、外部システムからの外部電圧VDD0に基づき例えば2.5V等の基準電圧VREF1、例えば1.8V等の基準電圧VREF2を生成し、それぞれ第1降圧回路12、第2降圧回路13に供給する。第1降圧回路は、外部システムからの外部電圧VDD0が供給され、VREF1に基づき第1の降圧電圧(第1の内部電圧)VINT1(=VREF1)を生成する。
The reference
第2降圧回路13は、第1降圧回路12からVINT1が供給され、基準電圧VREF2に基づき第2降圧回路(第2の内部電圧)VINT2(VREF2)を生成する。
The second step-down
ロウデコーダ23は、昇圧回路27により電源電圧VDD0を昇圧した電圧を選択ワード線に供給する。また、ロウアドレスを生成してセンスアンプS1〜S4に入力する。カラムデコーダ25は、カラムアドレスを生成してセンスアンプS1〜S4に入力する。コマンド制御部24は、ロウデコーダ23及びカラムデコーダ25がシリアル信号からロウアドレス、カラムアドレスを生成するための信号を振り分ける。これらロウデコーダ23、カラムデコーダ25、コマンド制御部24は、第1降圧回路12が生成した第1の降圧電圧VINT1により動作する。
The
I/Oインターフェース31はメモリセルアレイ22と外部端子32との間のデータのやり取りを制御する。このI/Oインターフェース31は外部電圧に基づき動作する。
The I /
ここで、本実施の形態においては、降圧回路を2種類有する。すなわち、先ず、図1(b)に示すように、例えば3.3Vなどの外部電圧VDD0から例えば2.5V等の第1の降圧電圧VINT1を生成する第1降圧回路12を有する。そしてさらに、図1(c)に示すように、第1の降圧電圧VINT1からさらに低い例えば1.8Vなどの第2の降圧電圧VINT2を生成する第2降圧回路13を有する。
Here, in this embodiment, there are two types of step-down circuits. That is, first, as shown in FIG. 1B, the first step-down
このため、第1降圧回路12は電源電圧相当又はそれ以上の耐圧を有し、第2降圧回路13は第1の降圧電圧相当又はそれ以上の耐圧を有するよう構成される。すなわち、第1降圧回路を構成するトランジスタの酸化膜の厚さは第2降圧回路を構成するトランジスタの酸化膜の厚さより厚いものとなっている。
For this reason, the first step-down
図2は、図1に示す降圧回路部分を更に詳細に示すブロック図である。なお、図2に示す降圧回路部において図1に示す半導体装置と同一の構成要素は同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図2に示すように、降圧回路部10は、電圧変換をする第1降圧回路12、第2降圧回路131〜134、電源保護回路16、17、切替回路15を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing the step-down circuit portion shown in FIG. 1 in more detail. In the step-down circuit unit shown in FIG. 2, the same components as those of the semiconductor device shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As illustrated in FIG. 2, the step-down
第1降圧回路12は、上述したように外部システムからの外部電源VDD0を第1の降圧電圧VINT1に電圧変換する回路であり、生成した第1の降圧電圧VINT1を周辺ロジック回路20及び第2降圧回路131〜134に供給する。
As described above, the first step-down
切替回路15は、外部電源を供給する電源端子11と第2降圧回路131〜134との間に設けられており、この切替回路15をONすることで、第1降圧回路12からの第1の降圧電圧VINT1ではなく、外部電源が第2降圧回路131〜134に直接供給されるように構成されている。この切替回路15は、アルミマスタスライス等のマスク的な切替でもよく、テストモード、フューズ情報等による電気的な信号切替でもよい。ここで、外部電源の電圧が第1の降圧電圧と同じ場合、すなわち外部電源が低い場合には、第1降圧回路は不要である。本実施の形態においては、この切替回路15を有するため、第1降圧回路12を使用せず、電源端子11からの外部電圧を直接第2降圧回路131〜134や、周辺ロジック回路20に供給することができる。
また、電源端子11からの外部電源供給ラインには電源保護回路16がスイッチSW1を介して接続されている。また、第1の降圧電圧供給ラインには、スイッチSW2を介して電源保護回路17が接続されている。スイッチSW1、スイッチSW2は、上述と同様、アルミマスタスライス等のマスク的な切替でもよく、テストモード、フューズ情報等による電気的な信号切替でもよい。外部電源が第1降圧回路12に供給されている場合は、スイッチSW1をオンして電源保護回路16を動作させる。また、外部電源が第1降圧回路12を介さず直接第2降圧回路13に供給されている場合は、スイッチSW2をオンして電源保護回路17を動作させる。
A
第2降圧回路131〜134は、上述したように第1の降圧電圧VINT1を電圧変換して第2の降圧電圧VINT2を生成する。第2降圧回路13は、第1の降圧電圧VINT1は外部電圧より低いので、第1降圧回路12より耐圧が低いトランジスタを使用することができる。すなわち、酸化膜厚が薄いトランジスタを使用することができるため、切替速度が向上し、低消費電力を実現する。
As described above, the second step-down
本実施の形態においては、外部電源を降圧する第1降圧回路12と、この第1降圧回路12が降圧した第1の降圧回路VINT1を更に降圧する第2降圧回路13を設けることで、外部電源から第2の降圧電圧を生成するのに比して、第2降圧回路13として酸化膜厚が薄いトランジスタからなる降圧回路を使用することができる。したがって、酸化膜厚が薄いため、カレントミラー電流を減少させ、応答性を向上することができる。
In the present embodiment, an external power source is provided by providing a first step-
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、DRAMにおいてセンスアンプの増幅の効率を向上させるために、セルデータ増幅の初期に、センスアンプ駆動にリストア電圧よりも高い電圧を使用する「オーバードライブ方式」がある。その方式を本願の降圧回路に適用すれば、より効果的に安定した降圧電圧をDRAMコアに供給することができる。さらに、そのオーバードライブを、全ての降圧回路に適用するか、又は一部の降圧回路に適用するなどしてもよく、更にはオーバードライブの実施タイミングを最適化することにより、より効果的に降圧電圧を供給できることは言うまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in order to improve the amplification efficiency of the sense amplifier in the DRAM, there is an “overdrive method” in which a voltage higher than the restore voltage is used for driving the sense amplifier at the initial stage of cell data amplification. If this method is applied to the step-down circuit of the present application, a more effective and stable step-down voltage can be supplied to the DRAM core. Furthermore, the overdrive may be applied to all step-down circuits, or may be applied to some step-down circuits, and more effectively by optimizing the overdrive execution timing. Needless to say, voltage can be supplied.
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図3及び図4は、それぞれ第1降圧回路12及び第2降圧回路13の具体的構成を示す回路図である。なお、以下に示す実施の形態において、図1及び図2に示す実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。図3に示すように、第1降圧回路12は、電源検知回路121及びドライバ122を有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 3 and 4 are circuit diagrams showing specific configurations of the first step-
電源検知回路121は、NチャンネルMOSトランジスタMN11〜MN15、PチャンネルMOSトランジスタMP11、MP12を有する。ドライバ122は、NチャンネルMOSトランジスタMNpower1からなる。各トランジスタのゲート膜厚は厚膜となっている。ここで、アンプを構成するトランジスタのうち、基準電圧VREF1が入力されるMN12が第1トランジスタ、MN12と差動対を構成するMN11が第2トランジスタとして設けられている。また、後述するBANK共通オーバーチャージ信号が入力されるMN13が、MN12に並列に設けられ、VINT1の電圧を調整する電圧調整トランジスタであり、MN14がMN13に流れる電流を調整する電流調整トランジスタである。 The power supply detection circuit 121 includes N-channel MOS transistors MN11 to MN15 and P-channel MOS transistors MP11 and MP12. The driver 122 includes an N channel MOS transistor MNpower1. The gate film thickness of each transistor is thick. Here, among transistors constituting the amplifier, MN12 to which the reference voltage VREF1 is input is provided as a first transistor, and MN11 constituting a differential pair with MN12 is provided as a second transistor. Further, MN13 to which a BANK common overcharge signal (to be described later) is input is a voltage adjustment transistor that is provided in parallel to MN12 and adjusts the voltage of VINT1, and MN14 is a current adjustment transistor that adjusts the current flowing through MN13.
MP11とMP12はゲートが接続され、ソースが電源電位VDD0に接続されカレントミラーを構成する。MP12はゲートとドレインが短絡され、そのドレインにはMN14のドレインが接続され、MN14には直列にMN13が接続される。また、直列に接続されたMN14、MN13とは並列に、MN12が接続されている。さらに、MP11のドレインにはMN11のドレインが接続され、そのゲートがMNpower1のソースに接続されている。また、MN11及びMN13のソースはMN15のドレインに接続され、MN15のソースは接地され、ゲートにはVDCが供給されている。VDCの値によって電源検知回路121が動作するか否かが設定される。MN13のゲートにはOR回路101の出力が接続され、OR回路101から後述するBANK共通オーバーチャージ信号が入力される。また、MN12のゲートには、VREF1が供給され、MN14のゲートにはVrcontが供給されている。VREF1は、BANK共有オーバーチャージ信号がLowのときのVINT1の値を設定するための電圧である。Vrcontは、MN14のON抵抗の値を設定するための電圧であって、Vrcontが大きければMN14のON抵抗が小さくなる。
MP11 and MP12 have a gate connected and a source connected to the power supply potential VDD0 to form a current mirror. In MP12, the gate and drain are short-circuited, the drain of MN14 is connected to the drain, and MN13 is connected in series to MN14. Further, MN12 is connected in parallel with MN14 and MN13 connected in series. Further, the drain of MN11 is connected to the drain of MP11, and its gate is connected to the source of MNpower1. The sources of MN11 and MN13 are connected to the drain of MN15, the source of MN15 is grounded, and VDC is supplied to the gate. Whether or not the power supply detection circuit 121 operates is set according to the value of VDC. The output of the
MNpower1のドレインは電源電位VDD0に接続され、ゲートはMP11のドレイン(MN11のドレイン)と接続され、VDDACTD1が供給される。ソースが出力端子と接続されVINT1を出力する。VINT1は、上述したように、1段目降圧回路の出力電圧である。 The drain of MNpower1 is connected to the power supply potential VDD0, the gate is connected to the drain of MP11 (the drain of MN11), and VDDACTD1 is supplied. The source is connected to the output terminal and outputs VINT1. VINT1 is the output voltage of the first step-down voltage circuit as described above.
次に、この第1降圧回路12の動作について説明する。電源検知回路121においては、VINT1とVREF1の電位差を比較し、ドライバ122のゲート電圧(VDDACTD1)を制御する。すなわち、VINT1が電流消費により電圧が降下すると、VINT1<VREF1を検知し、VDDACTD1が上昇するように動作する。
Next, the operation of the first step-
ここで、BANK共通オーバーチャージ信号をゲートに入力したMN13と、VREF1をゲートに入力したMN12とは並列接続されているため、VREF1及びBANK共通オーバーチャージ信号がHighのとき、この2段のトランジスタに電流が流れ、電流検知回路121において擬似的にVREF1が高くなりオフセットが生じる。この第1降圧回路12では、後述する第2降圧回路13が大量に電流を消費することが予想されるセンス時において、予めVDDACTD1を高いレベルとし、第2降圧回路13の電流消費に備えるものである。
Here, since the MN13 that inputs the BANK common overcharge signal to the gate and the MN12 that inputs VREF1 to the gate are connected in parallel, when the VREF1 and BANK common overcharge signals are High, the two-stage transistors Current flows, and VREF1 is increased in the current detection circuit 121 in a pseudo manner, causing an offset. In this first step-
具体的に説明する。BANK共有オーバーチャージ信号がLowの場合、VINT1が低下すると、MN11に流れる電流が小さくなる。これにより、MP11に流れる電流が大きくなる。これに応じてVDDACTD1が上昇し、VINT1が上昇する。 This will be specifically described. When the BANK shared overcharge signal is Low, when VINT1 decreases, the current flowing through MN11 decreases. Thereby, the electric current which flows into MP11 becomes large. In response to this, VDDACTD1 rises and VINT1 rises.
また、BANK共通オーバーチャージがHighのとき、MN12がONのため、MN12、MN14に並列に電流が流れる。すなわち、擬似的にVREF1を上昇した状態となる。したがって、VINT1が低下する。これにより、MN11に流れる電流が減少し、MP11に流れる電流が増大する。これに応じてVDDACTD1が上昇する。 Further, when the BANK common overcharge is High, since MN12 is ON, a current flows in parallel to MN12 and MN14. That is, it becomes a state where VREF1 is increased in a pseudo manner. Therefore, VINT1 decreases. As a result, the current flowing through MN11 decreases and the current flowing through MP11 increases. In response to this, VDDACTD1 rises.
次に、第2降圧回路について説明する。図4に示すように、第2降圧回路13は、電源検知回路131及びドライバ132を有する。本実施の形態にかかる第2降圧回路13は、基本的には、第1降圧回路12と同様の構成を有している。ただし、構成するトランジスタのゲート膜厚は薄膜となっている。
Next, the second step-down circuit will be described. As shown in FIG. 4, the second step-
図4に示すように、電源検知回路131は、NチャンネルMOSトランジスタMN21〜MN25、PチャンネルMOSトランジスタMP21、MP22を有する。ドライバ132は、NチャンネルMOSトランジスタMNpower2からなる。ここで、アンプを構成するトランジスタのうち、基準電圧VREF2が入力されるMN22が第1トランジスタ、MN22と差動対を構成するMN21が第2トランジスタとして設けられている。また、後述するBANK共通オーバーチャージ信号が入力されるMN23が、MN22に並列に設けられ、VINT2の電圧を調整する電圧調整トランジスタであり、MN24がMN23に流れる電流を調整する電流調整トランジスタである。
As shown in FIG. 4, the power
MP21とMP22はゲートが接続され、ソースが電源電位VDD0に接続されカレントミラーを構成する。MP22はゲートとドレインが短絡され、そのドレインにはMN24のドレインが接続され、MN24には直列にMN23が接続される。また、直列に接続されたMN24、MN23とは並列に、MN22が接続されている。さらに、MP21のドレインにはMN21のドレインが接続され、そのゲートがMNpower2のソースに接続されている。また、MN21及びMN23のソースはMN25のドレインに接続され、MN25のソースは接地され、ゲートにはVDCが供給されている。VDCの値によって電源検知回路131が動作するか否かが設定される。MN23のゲートには後述するBANK0オーバーチャージ信号が入力される。なお、この第2降圧回路はBANK0で使用されるものとする。また、MN22のゲートには、VREF2が供給され、MN24のゲートにはVrcontが供給されている。VREF2は、BANKオーバーチャージ信号がLowのときのVINT2の値を設定するための電圧である。Vrcontは、MN24のON抵抗の値を設定するための電圧であって、Vrcontが大きければMN4のON抵抗が小さくなる。
MP21 and MP22 have a gate connected and a source connected to the power supply potential VDD0 to form a current mirror. In MP22, the gate and the drain are short-circuited, the drain of MN24 is connected to the drain, and MN23 is connected in series to MN24. The MN22 is connected in parallel with the MN24 and MN23 connected in series. Further, the drain of MP21 is connected to the drain of MN21, and the gate thereof is connected to the source of MNpower2. The sources of MN21 and MN23 are connected to the drain of MN25, the source of MN25 is grounded, and VDC is supplied to the gate. Whether or not the power
MNpower2のドレインは電源電位VINT1に接続され、ゲートはMP21のドレイン(MN21のドレイン)と接続され、VDDACTD2が供給される。ソース電位がVINT2となる。VINT2は、上述したように、2段目降圧回路の出力電圧である。 The drain of MNpower2 is connected to the power supply potential VINT1, the gate is connected to the drain of MP21 (the drain of MN21), and VDDACTD2 is supplied. The source potential becomes VINT2. VINT2 is the output voltage of the second step-down voltage circuit as described above.
次に、この第2降圧回路13の動作について説明する。BANK共有オーバーチャージ信号がLowの場合、VINT2が低下すると、MN21に流れる電流が減少する。これにより、MP21に流れる電流が大きくなる。これに応じてVDDACTD2が上昇し、VINT2が上昇する。
Next, the operation of the second step-
また、BANK共通オーバーチャージがHighのとき、MN22がONのため、MN22、MN24に並列に電流が流れる。すなわち、擬似的にVREF2を上昇した状態となる。したがって、VINT2が低下する。これにより、MN21に流れる電流が減少し、MP21に流れる電流が増大する。これに応じてVDDACTD1が上昇する。 Further, when the BANK common overcharge is High, since MN22 is ON, a current flows in parallel to MN22 and MN24. That is, VREF2 is raised in a pseudo manner. Therefore, VINT2 decreases. As a result, the current flowing through MN21 decreases and the current flowing through MP21 increases. In response to this, VDDACTD1 rises.
次に、このような第1降圧回路12、第2降圧回路13を上述した図2のようなメモリに適用した場合について説明する。図5は、センスアンプ、メモリセル及び多段降圧回路を示す図である。ここでは、n個のバンクBANKnのうちBANK0〜BANK2までのメモリセルを示している。
Next, a case where the first step-
図5に示すように、第1降圧回路12に第2降圧回路13が接続されVINT1が供給されている。第2降圧回路13は、各バンク毎に設けられ、そのセンスアンプに第2降圧電圧VINT2を供給している。ここで、本実施の形態においては、オーバーチャージを実施するため、第1降圧回路12には、BANK0〜BANK3オーバーチャージ信号が入力される。上述したように、これらの信号はOR回路101にて論理和がとられ、BANK共通オーバーチャージ信号とされる。また、第2降圧回路13には、各バンクに応じたBANKnオーバーチャージ信号が入力されている。
As shown in FIG. 5, the second step-
図6は、第1降圧回路、第2降圧回路に夫々入力される信号波形を示す図である。BANK0オーバーチャージ信号がHighになるとBANK共通オーバーチャージ信号もHIghになり、VDDACTD1の電圧が上昇する。これによりVINT1の電圧も上昇する。このとき、BANK0のVDDACTD2も上昇し、これに応じてVINT2の電圧が上昇してオーバーチャージが実現する。オーバーチャージでは、センスアンプ21に接続されたビット線BL、BLBの電位差が除々に大きくなりセンス期間が開始する。
FIG. 6 is a diagram illustrating signal waveforms input to the first step-down circuit and the second step-down circuit, respectively. When the BANK0 overcharge signal becomes High, the BANK common overcharge signal also becomes High, and the voltage of VDDACTD1 rises. As a result, the voltage of VINT1 also rises. At this time, VDDACTD2 of BANK0 also rises, and the voltage of VINT2 rises accordingly and overcharge is realized. In the overcharge, the potential difference between the bit lines BL and BLB connected to the
このように、BANKnオーバーチャージ信号に基づきMN13に電流を流して電源検知回路121にオフセットをつけ、第1降圧回路12の出力電圧を上昇させる(強制活性化をする)。本実施の形態のように、2段降圧の場合には、1段目の第1降圧回路12に接続される2段目の第2降圧回路13における消費電流に合わせ、第1降圧回路12の出力電圧を上昇させる必要がある。通常、DRAMセンスアンプは多大な電流を消費し、オーバードライブやオーバーチャージといった様々な手法が用いられるが、本実施の形態においては、BANK毎に入力するBANKnオーバーチャージ信号(センス信号)のORをとり、BANK共通オーバーチャージ信号とする。そして、第2降圧回路13のオーバードライブ、オーバーチャージのタイミングにあわせて第1降圧回路のオーバードライブ、オーバーチャージを実施することで、第2降圧回路13に供給する電荷量を補う。これにより、第1降圧回路12の応答性を改善し、第1降圧回路12の電源降下を抑えると共に、第2降圧回路13の高速動作を補償することができる。
Thus, based on the BANKn overcharge signal, a current is supplied to the
ここで、本実施の形態においては、OR回路101にBANK0〜3オーバーチャージ信号を入力してBANK共通オーバーチャージ信号を生成するものとして説明したが、図7に示すように、電源検知回路121a内でBANK0〜3オーバーチャージ信号の論理和を求めることも可能である。すなわち、MN13と並列にMN16〜MN18を接続し、MN13、MN16〜MN18にそれぞれBANK0〜3オーバーチャージ信号を入力してもよい。
In the present embodiment, the BANK 0-3 overcharge signal is input to the
次に、本実施の形態にかかる変形例について説明する。図8及び図9は、本実施の形態の変形例にかかる第1降圧回路を示す回路図である。図3に示す第1降圧回路は、VINT1とVREF1との間にオフセットを設けることで電流能力を上げ、オーバードライブ、オーバーチャージを実施するものであるが、本変形例においてはBANK共通オーバーチャージ信号によりアンプの応答性を制御する。 Next, a modification according to this embodiment will be described. 8 and 9 are circuit diagrams showing a first step-down circuit according to a modification of the present embodiment. The first step-down circuit shown in FIG. 3 increases current capability by providing an offset between VINT1 and VREF1, and performs overdrive and overcharge. In this modification, the BANK common overcharge signal is used. To control the response of the amplifier.
図8に示す例は、図3に示す電源検知回路121において、差動対を構成するMN11及びMN12と、第1の電流源としてのMN15との間に第2の電流源トランジスタとしてのMN19を直列に接続する。そして、このMN19が有効か無効かを切り替えるスイッチングトランジスタとしてのMN13を、MN19に並列に接続する。この電源検知回路121bは、MN19のゲートにはMN15と同様にVDCを入力する。また、図9に示す例は、図7と同様、電源検知回路121cにおいて、MN13にBANK共通オーバーチャージ信号を入力する替わりに、MN13に対して並列にMN16〜MN18を設け、MN13、MN16〜MN18にそれぞれBANK0〜3オーバーチャージ信号を入力している。 In the example shown in FIG. 8, in the power supply detection circuit 121 shown in FIG. 3, MN19 as a second current source transistor is connected between MN11 and MN12 constituting a differential pair and MN15 as a first current source. Connect in series. Then, MN13 as a switching transistor for switching whether MN19 is valid or invalid is connected in parallel to MN19. In the power supply detection circuit 121b, VDC is input to the gate of MN19 in the same manner as MN15. In the example shown in FIG. 9, as in FIG. 7, in the power supply detection circuit 121c, instead of inputting the BANK common overcharge signal to MN13, MN16 to MN18 are provided in parallel to MN13, and MN13, MN16 to MN18 are provided. Are supplied with BANK0-3 overcharge signals.
このように、本変形例にかかる第1降圧回路12は、第2の降圧回路13の消費電流に合わせてアンプに流れる電流を大きくしその能力を上げる。ここでは、BANKnオーバーチャージ信号に合わせてその応答性及び能力を制御している。なお、BANKnオーバーチャージ信号の替わりに後述するBANKnのVDL活性化信号をそれぞれ入力してその能力を上げることも可能である。
Thus, the first step-down
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、上記オーバーチャージではなく出力ドライバのゲート電圧を大きく変位させることで強制的に電荷を供給する能力を向上させるオーバードライブ方法に適用したものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is applied to an overdrive method for improving the ability to forcibly supply charges by greatly displacing the gate voltage of the output driver instead of the overcharge.
図10は、本実施の形態にかかる第1降圧回路12を示す図である。第1降圧回路12は電源検知回路123及びドライバ124を有する。電源検知回路123は、NチャンネルMOSトランジスタMN31〜MN36、PチャンネルMOSトランジスタMP31〜MP37、定電流源102、インバータ103を有する。ドライバ124は、PチャンネルMOSトランジスタMPpower1及びこれに直列されたNチャンネルMOSトランジスタMNRを有する。
FIG. 10 is a diagram illustrating the first step-
MP35、MP36、MP37は夫々ソースが電源電位VDD0に接続され並列接続されている。MP37のドレインはMPpower1のゲートに接続されている。MP35のゲートにはENABL信号が入力される。ENABL信号は電源検知回路123を動作させるか否かを決定する信号である。このENABL信号は、第2降圧回路が活性化するコマンドがBANKによらず入力された場合、共通して第1降圧回路を活性化するための信号である。全BANKが非活性になった時点でLowとなる。 MP35, MP36, and MP37 are connected in parallel with their sources connected to the power supply potential VDD0. The drain of MP37 is connected to the gate of MPpower1. The ENABL signal is input to the gate of MP35. The ENABL signal is a signal that determines whether or not to operate the power supply detection circuit 123. The ENABL signal is a signal for commonly activating the first step-down circuit when a command for activating the second step-down circuit is input regardless of BANK. It becomes Low when all BANKs become inactive.
MP35のドレインは、MP32及びMP31のゲートに共通に接続されている。MP31、MP32はそのゲートが相互に接続され、ソースが電源電位VDD0に接続され、カレントミラーを構成する。MP32はゲートとドレインが短絡されている。MP32のドレインにはMN34のソースが接続される。MP34はゲートとソースが短絡されている。 The drain of MP35 is commonly connected to the gates of MP32 and MP31. The gates of MP31 and MP32 are connected to each other, the source is connected to the power supply potential VDD0, and forms a current mirror. In MP32, the gate and the drain are short-circuited. The source of MN34 is connected to the drain of MP32. In MP34, the gate and the source are short-circuited.
MP31のドレインには、MN32、MN33のドレインが接続されている。MN32及びMN33は並列接続され、そのソースにMN36のドレインが接続されている。MN32のゲートにはVREF1が供給され、MN33のゲートにはBANK共通オーバーチャージ信号が入力される。MN36のソースは接地に接続された定電流源102に接続されゲートにはENABL信号が供給されている。
The drains of MN32 and MN33 are connected to the drain of MP31. MN32 and MN33 are connected in parallel, and the drain of MN36 is connected to the source. VREF1 is supplied to the gate of MN32, and a BANK common overcharge signal is input to the gate of MN33. The source of the MN 36 is connected to the constant
MP33、MP34はそのゲートが相互に接続されると共にMP36のドレインに接続され、ソースには電源電位VDD0が供給されカレントミラーを構成する。MP33のゲートとドレインは短絡されている。MP33のドレインにはまたMN31のドレインが接続され、そのソースはMP36のドレインに接続されている。そのゲートはMPpower1のドレインに接続され、当該ドレインからVINT1を出力する。 The gates of MP33 and MP34 are connected to each other and to the drain of MP36, and the power supply potential VDD0 is supplied to the source to form a current mirror. The gate and drain of MP33 are short-circuited. The drain of MP33 is also connected to the drain of MN31, and its source is connected to the drain of MP36. The gate is connected to the drain of MPpower1, and VINT1 is output from the drain.
MP34のドレインにはMN35のドレインが接続され、そのゲートがMN34のゲート及びMN34のドレインと接続され、ソースは接地されている。MN34は、ソースは接地され、ゲートには、インバータ103を介したENABLE信号が供給される。
The drain of MP34 is connected to the drain of MN35, its gate is connected to the gate of MN34 and the drain of MN34, and the source is grounded. The source of the MN 34 is grounded, and the ENABLE signal via the
ドライバ124においては、電源電圧VDD0に接続されたMNRに直列にMPpower1が接続されている。MNRのゲートにはVPPが供給されている。MPpower1のゲートはMP37及びMP34のドレインに接続され、VDDACTD1が供給されている。 In the driver 124, MPpower1 is connected in series to the MNR connected to the power supply voltage VDD0. VPP is supplied to the gate of the MNR. The gate of MPpower1 is connected to the drains of MP37 and MP34, and VDDACTD1 is supplied.
このように構成された第1降圧回路12は、実施の形態2にかかる第1降圧回路を一般的なプッシュプルタイプに置き換えたものである。本第1降圧回路12においても、実施の形態2と同様、BANK共通オーバーチャージ信号をゲートに入力して電源検知回路にオフセットをもたらすMN33を備える。ここで、本実施の形態においても、Vrcontが入力されるMN14を設け、実施の形態2と同様、NチャンネルMOSトランジスタを縦積みするようにしてもよい。
The first step-
この第1降圧回路12においても、第2降圧回路がオーバードライブで大電流を流すのに合わせてBANK共通オーバーチャージ信号により活性化することで、第2降圧回路に供給する電荷量を補うことができる。
In the first step-
次に、本実施の形態にかかる第2降圧回路13について説明する。図11は、本実施の形態にかかる第2降圧回路を示す図である。第2降圧回路13は電源検知回路133及びドライバ134を有する。
Next, the second step-
電源検知回路133は、NチャンネルMOSトランジスタMN41〜MN44、PチャンネルMOSトランジスタMP41〜44、定電流源104、インバータ105を有する。ドライバ134はPチャンネルMOSトランジスタMPpower2を有する。
The power
MP43はソースがVINT1に接続されゲートにはインバータ105を介してBANKnオーバードライブ信号が供給される。ドレインはMP42及びMP41のゲートに共通に接続されている。このMP43は、アンプをON・OFFする第3トランジスタとして機能する。MP43はBANKnオーバードライブ信号の反転信号が供給され、ONすることでアンプの動作を停止させる。MP41及びMP42のソースはVINT1に接続されゲートは相互に接続されカレントミラーを構成する。MP42のゲートとドレインは短絡されている。MP42のドレインにはMN43のドレインが接続されている。MN43はゲートにVREF2が供給されている。また、MN43に並列にMN42が接続されており、ゲートにはMANK共通オーバーチャージ信号が供給されている。MN43のソースは接地に接続された定電流源104に接続されている。さらに、MP41のドレインにはMN41のドレインが接続され、そのゲートがMPpower2のドレインに接続されている。MN41のドレイン電圧がVDDACTD2となり、ドライバ134を構成するMPpower2のゲートに供給される。MPpower2のソースがVINT1に接続され、ドレインからVITN2を出力する。また、MPpower2のゲートにはソースがVINT1に接続されたMP44のドレインが接続されている。MP44のゲートにはVDL活性化信号が供給される。MP44のドレインには、ソースが接地されたMN44のドレインが接続される。MN44のゲートにはBANKnオーバードライブ信号が供給される。
The source of MP43 is connected to VINT1, and the BANKn overdrive signal is supplied to the gate via the
次に、この第1降圧回路12及び第2降圧回路13の動作について説明する。図12は各ノードにおける信号波形を示す図である。ENABLE信号がLowの場合は、図10におけるMP35、MP36、NP37がOFFし、よってMPpower1もOFFとなる。
Next, operations of the first step-
次に、ENABLE信号がHighで、BANK共通オーバーチャージ信号がHighのとき、図10におけるMP35、MP36、MP37はOFF、MN36がONする。また、MN33がONして、MN32、MN33に並列に電流が流れる。これにより、擬似的にVREF1を上昇した状態になる。よって、VINT1が低下し、MN35に流れる電流が増大する。同時にMN34に流れる電流が減少する。これに応じ、VDDACTD1が降下し、VINT1が上昇する。 Next, when the ENABLE signal is High and the BANK common overcharge signal is High, MP35, MP36, and MP37 in FIG. 10 are OFF, and MN36 is ON. Also, MN33 is turned on, and a current flows in parallel to MN32 and MN33. As a result, VREF1 is raised in a pseudo manner. Therefore, VINT1 decreases and the current flowing through MN35 increases. At the same time, the current flowing through MN 34 decreases. In response, VDDACTD1 falls and VINT1 rises.
次に、ENABLE信号がHighで、BANK共通オーバーチャージ信号がLowになると、図10におけるMP35、MP36、MP37はOFF、MN36がONとなる。MN33がOFFであるので、VREF1=VINT1となっている。ここでVINT1が低下するとMN35に流れる電流が増大し、MP34に流れる電流が減少する。これに応じてVDDACTD1が降下し、VINT1が上昇することで、VREF1=VINT1となるように動作する。 Next, when the ENABLE signal is High and the BANK common overcharge signal is Low, MP35, MP36, and MP37 in FIG. 10 are OFF and MN36 is ON. Since MN33 is OFF, VREF1 = VINT1. Here, when VINT1 decreases, the current flowing through MN35 increases and the current flowing through MP34 decreases. In response to this, VDDACTD1 falls and VINT1 rises so that VREF1 = VINT1.
また、第2降圧回路13においては、センス期間の初期のVDL活性化信号及びオーバードライブ信号により、ドライバ134のMPpower2をONしてVINT2を上昇させる。オーバードライブ期間が長いとVINT2はVINT1まで上昇する。オーバードライブが終了した、オーバーチャージ期間は、擬似的にVREF2を上昇した状態となる。
Further, in the second step-
VDL活性化信号がHigh、BANK共通オーバーチャージ信号がHigh、BANKnオーバードライブ信号がHighのとき、MP44がOFF、MN44がONするため、VDDACTD2がLowとなりMNpower2がONする。これにより、VINT2の電圧が上昇する。なお、MP43がOFFのため、MP21、MP22がOFFしてアンプの動作は停止する。 When the VDL activation signal is High, the BANK common overcharge signal is High, and the BANKn overdrive signal is High, MP44 is turned OFF and MN44 is turned ON, so that VDDACTD2 becomes Low and MNpower2 is turned ON. Thereby, the voltage of VINT2 rises. Since MP43 is OFF, MP21 and MP22 are OFF and the operation of the amplifier is stopped.
次に、VDL活性化信号がHigh、BANK共通オーバーチャージ信号がHighで、BANKnオーバードライブ信号がLowになるとMN44がOFFする。一方MP43がOFFする。よってアンプが動作し、MN42、MN43に電流が流れるのでこれに応じてVDDACTD2が降下し、VINT2が上昇する。
Next, when the VDL activation signal is High, the BANK common overcharge signal is High, and the BANKn overdrive signal is Low, the
更に、VDL活性化信号がHighで、BANK共通オーバーチャージ信号がLow、BANKnオーバードライブ信号がLowになると、MN42がOFFするため、VINT2=VFER2となる。 Further, when the VDL activation signal is High, the BANK common overcharge signal is Low, and the BANKn overdrive signal is Low, MN42 is turned OFF, so VINT2 = VFER2.
本実施の形態においても、実施の形態2と同様に、BANK毎に入力するBANKnオーバーチャージ信号のORをとり、BANK共通オーバーチャージ信号とし、第2降圧回路13のオーバードライブのタイミングにあわせて第1降圧回路のオーバードライブを実施することで、第2降圧回路13に供給する電荷量を補う。こうして、第1降圧回路12の応答性を改善し、第1降圧回路12の電源降下を抑えると共に、第2降圧回路13の高速動作を補償することができる。
Also in the present embodiment, as in the second embodiment, the BANKn overcharge signal input for each BANK is ORed to form a BANK common overcharge signal, and the second step-
実施の形態4.
次に、実施の形態4について説明する。図13は、本実施の形態にかかる第1降圧回路を示す回路図である。本実施の形態は、実施の形態3にかかる第2降圧回路のトランジスタを厚膜化し、第1降圧回路に適用したものである。第1降圧回路12に適用するため、図11におけるN44に入力するBANKnオーバードライブ信号が、N54に入力するBANK共通オーバーチャージ信号となっている。ここで、本実施の形態においては、BANK共通オーバーチャージ信号としているが、BANKnのVDL活性化信号の論理和信号を入力するようにしてもよい。また、VDL活性化信号の替わりにENABLE信号を使用する。さらに、第1降圧電圧VINT1ではなく電源電位VDD0が供給されている。そして、VREF2の替わりにVREF1が、またBANK共通オーバーチャージ信号の替わりにBANKnオーバーチャージ信号が供給されている点が異なる。その他の点は実施の形態3と同様である。本第1降圧回路12においても、実施の形態3と同様の動作をし、図12に示すタイミングチャートとなる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 13 is a circuit diagram showing the first step-down circuit according to the present embodiment. In the present embodiment, the transistor of the second step-down circuit according to the third embodiment is thickened and applied to the first step-down circuit. In order to apply to the first step-
ここで、図3に示す実施の形態2においては、出力ドライバがNチャンネルMOSトランジスタであったのに対し、本実施の形態においては、PチャンネルMOSトランジスタとなっている。この第2降圧回路12には、図11に示す一般的なアレイ電源のオーバードライブ用の引き抜き用MOSトランジスタ(MP54、MN54)が付加されている。このトランジスタMP54、MN54は、ドライバのゲート電圧を強制的に設定する強制駆動回路として機能し、ENABLE信号がLowになるとNP54がONしてドライバ126をOFFする。
Here, in the second embodiment shown in FIG. 3, the output driver is an N-channel MOS transistor, whereas in this embodiment, it is a P-channel MOS transistor. The second step-down
この引き抜き用MOSトランジスタを、図10に示す第1降圧回路に適用した例を図14に示す。図14は、本実施の形態の変形例にかかる第1降圧回路を示す回路図である。図14に示すように、引き抜き用のMP67、MN67が追加されている。すなわち、MPpower2のゲートと接地の間に、MP67、MN67が直列に接続されている。MP67のゲートにはENABLE信号が供給される。MN67のゲートにはBANK共通オーバーチャージ信号が供給される。このBANK共通オーバーチャージ信号は、上述と同じく、BANKnのBLD活性化信号の論理和信号を入力するようにしてもよい。本回路においても図12と同じタイミングチャートとなる。 An example in which this extraction MOS transistor is applied to the first step-down circuit shown in FIG. 10 is shown in FIG. FIG. 14 is a circuit diagram showing a first step-down voltage circuit according to a modification of the present embodiment. As shown in FIG. 14, MP67 and MN67 for extraction are added. That is, MP67 and MN67 are connected in series between the gate of MPpower2 and the ground. An ENABLE signal is supplied to the gate of MP67. A BANK common overcharge signal is supplied to the gate of MN67. This BANK common overcharge signal may be input with a logical sum signal of the BANKn BLD activation signal as described above. This circuit also has the same timing chart as FIG.
実施の形態5.
次に、上述の図2に示した降圧回路部の他の例について説明する。図15は、本実施の形態にかかる降圧回路部を示す図である。本降圧回路部10においては、周辺ロジック20などに第1の降圧電圧VINT1を供給する第1降圧回路31と、メモリセルにVINT1を供給する第1降圧回路32とを設ける。アレイ動作する回路部分と周辺回路部分とを切り離すことで、ノイズの混入を防止することができる。
Embodiment 5. FIG.
Next, another example of the step-down circuit unit shown in FIG. 2 will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating the step-down circuit unit according to the present embodiment. The step-down
図16及び図17に、メモリセル部分と周辺回路部分とを分離しつつ、第1降圧回路32と第2降圧回路131〜133との間に補償容量を挿入した例を示す。図16に示すように、第1降圧回路31のドライバを構成するトランジスタのゲートと第2降圧回路131133の出力との間に補償容量1111〜1113を設ける。この補償容量1111〜1113を設けることで、第2降圧回路131〜133のドロップにより第1降圧回路32を応答させることができる。すなわち、第2降圧回路131〜133において、センス時におけるBANK毎の急激な電源降下に対し、第1降圧回路32の応答感度を高めることができる。バンク毎の電源回復は電源ドロップに対してゆっくりのため、本例のように第1降圧回路32を多バンク共通として設けてもよい。
16 and 17 show an example in which a compensation capacitor is inserted between the first step-
また、図17に示すように、バンク毎に第1降圧回路321〜323を設けてもよい。この場合、補償容量1121〜1123を第1降圧回路321〜323のドライバのゲートと、第2降圧回路131〜133の出力との間に接続する。更に、第1降圧回路321〜323を第2降圧回路131〜133から所定期間切り離すスイッチ1131〜1133を設けてもよい。この場合は、オーバーチャージのセンス時に、スイッチ1131〜1133によりオーバーチャージ期間中からセンス開始まで第1降圧回路321〜323と第2降圧回路131〜133を切り離す。ここで、オーバーチャージにより第2降圧回路131〜133の出力電圧であるBANKnのVINT2が上昇することにより、補償容量1121〜1123を介して、第1の降圧回路のPchドライバのゲート入力はドライバがOFFする方向に上昇する。この第1の降圧回路のPchドライバのゲート入力の上昇を防止するため、スイッチ1131〜1133を設け、第1降圧回路321〜323から第2降圧回路131〜133を一旦切り離し、センス動作によりVINT2が落ち込む、センス開始の時点で接続するようにすることができる。
In addition, as shown in FIG. 17, first step-down
本構成においても第2降圧回路131〜133において、センス時におけるBANK毎の急激な電源ドロップに対し第1降圧回路の応答性を改善する。また、本例のように各バンクに対し第1降圧回路321〜323、第2降圧回路131〜133を設けることで、さらに第1降圧回路321〜323の応答改善性を高めることができる。
Also in this configuration, the second step-down
10、110 降圧回路部
11、111 電源端子
12、121〜123 第1降圧回路
13、131〜134 第2降圧回路
15 切替回路
16、17 電源保護回路
20 周辺ロジック回路
21 メモリセル
22 メモリセルアレイ
23 ロウデコーダ
24 コマンド制御部
25 カラムデコーダ
26 基準電圧発生回路
31 I/Oインターフェース
32 外部端子
121、123、125、127、131 電源検知回路
122、124、126、128、132、 ドライバ
10, 110 Step-
Claims (19)
前記第1の降圧電圧より低い第2の降圧電圧を生成する第2の降圧回路とを備え、
前記第1の降圧回路は前記電源電圧以上の耐圧を有し、前記第2の降圧回路は前記第1の降圧電圧以上の耐圧を有する半導体装置。 A first step-down circuit for generating a first step-down voltage lower than a power supply voltage supplied from outside;
A second step-down circuit for generating a second step-down voltage lower than the first step-down voltage;
The first step-down circuit has a withstand voltage higher than the power supply voltage, and the second step-down circuit has a withstand voltage higher than the first step-down voltage.
前記第2の降圧回路は、前記第1の酸化膜厚より薄い第2の酸化膜厚のトランジスタを有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The first step-down circuit includes a transistor having a first oxide film thickness,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second step-down circuit includes a transistor having a second oxide film thickness that is smaller than the first oxide film thickness.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first step-down circuit supplies a voltage to peripheral logic.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the second step-down circuit supplies a voltage to the memory cell.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 A switching circuit that further selects one of the power supply voltage supplied from the outside and the first step-down voltage generated by the first step-down circuit and supplies the selected voltage to the second step-down circuit; The semiconductor device according to claim 1.
前記電源電圧を前記第1の降圧回路に供給する場合は前記第1の電源保護回路をオンさせ、前記電源電圧を第2の保護回路に供給する場合は前記第2の電源保護回路をオンさせる
ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置。 A first power supply protection circuit connected to the power supply voltage line; and a second power supply protection circuit connected to the first step-down voltage line;
When supplying the power supply voltage to the first step-down circuit, the first power supply protection circuit is turned on. When supplying the power supply voltage to the second protection circuit, the second power supply protection circuit is turned on. The semiconductor device according to claim 5.
前記電源検知回路は、基準電圧をゲートに入力する第1トランジスタ及びこれと差動対を構成する第2トランジスタを有するアンプと、前記第1トランジスタに並列に接続され、第1降圧電圧を調整する電圧調整トランジスタとを有する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の半導体装置。 The first step-down circuit includes a driver and a power supply detection circuit that drives the driver,
The power supply detection circuit is connected in parallel to the first transistor for inputting a reference voltage to the gate and an amplifier having a second transistor that forms a differential pair with the first transistor, and adjusts the first step-down voltage. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a voltage adjustment transistor.
前記電源検知回路は、基準電圧をゲートに入力する第1トランジスタ及びこれと差動対を構成する第2トランジスタと、前記第1トランジスタに並列に接続され、第2降圧電圧を調整する電圧調整トランジスタとを有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の半導体装置。 The second step-down circuit includes a driver and a power supply detection circuit that drives the driver,
The power supply detection circuit includes a first transistor that inputs a reference voltage to a gate, a second transistor that forms a differential pair with the first transistor, and a voltage adjustment transistor that is connected in parallel to the first transistor and adjusts a second step-down voltage. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device includes:
ことを特徴とする請求項7又は8項記載の半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 7, wherein a logical sum signal of each overcharge signal corresponding to a plurality of memory banks is input to the voltage adjustment transistor.
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, further comprising a current adjustment transistor that adjusts a current flowing through the voltage adjustment transistor.
ことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, further comprising a third transistor that controls on / off of the amplifier.
前記PチャンネルMOSトランジスタのゲート電圧を強制的に設定する強制駆動回路を更に有する
ことを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項記載の半導体装置。 The driver comprises a P-channel MOS transistor,
The semiconductor device according to claim 7, further comprising a forcible drive circuit that forcibly sets a gate voltage of the P-channel MOS transistor.
前記電源検知回路は、基準電圧をゲートに入力する第1トランジスタ及びこれと差動対を構成する第2トランジスタと、接地に接続された第1の電流源と、前記第1の電流源と前記差動対との間に接続された第2の電流源トランジスタと、前記第2の電流源トランジスタに並列に接続され当該第2の電流源トランジスタが有効か無効かを切り替えるスイッチングトランジスタとを有する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の半導体装置。 The first step-down circuit includes a driver and a power supply detection circuit that drives the driver,
The power supply detection circuit includes: a first transistor that inputs a reference voltage to a gate; a second transistor that forms a differential pair with the first transistor; a first current source connected to ground; the first current source; A second current source transistor connected between the differential pair and a switching transistor connected in parallel to the second current source transistor and configured to switch whether the second current source transistor is valid or invalid. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記電圧調整トランジスタ及び(N−1)個のトランジスタに、それぞれN個のメモリバンクに対応したオーバーチャージ信号が入力される
ことを特徴とする請求項7又は13記載の半導体装置。 Further comprising (N-1) transistors connected in parallel to the voltage regulation transistor;
14. The semiconductor device according to claim 7, wherein an overcharge signal corresponding to each of N memory banks is input to the voltage adjustment transistor and (N−1) transistors.
各バンクに個別に設けられ前記第1の降圧電圧から当該第1の降圧電圧より低い第2の降圧電圧を生成する第2の降圧回路と、
前記第2の降圧電圧で駆動される複数のメモリバンクとを有し、
前記第1の降圧回路は前記電源電圧以上の耐圧を有し、前記第2の降圧回路は前記第1の降圧電圧以上の耐圧を有するメモリ。 A first step-down circuit that is provided in common to a plurality of banks and generates a first step-down voltage lower than the power supply voltage from the power supply voltage;
A second step-down circuit that is individually provided in each bank and generates a second step-down voltage lower than the first step-down voltage from the first step-down voltage;
A plurality of memory banks driven by the second step-down voltage;
The memory in which the first step-down circuit has a withstand voltage higher than the power supply voltage and the second step-down circuit has a withstand voltage higher than the first step-down voltage.
ことを特徴とする請求項15記載のメモリ。 A first step-down circuit that supplies the first step-down voltage to peripheral logic and a first step-down circuit that supplies the first step-down voltage to the second step-down circuit are individually provided. The memory of claim 15.
ことを特徴とする請求項15又は16記載のメモリ。 The memory according to claim 15 or 16, further comprising the first step-down circuit and the second step-down circuit for each bank of the memory banks.
ことを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項記載のメモリ。 18. The memory according to claim 15, further comprising a compensation capacitor connected between the first step-down circuit and the second step-down circuit.
ことを特徴とする請求項18記載のメモリ。 The memory according to claim 18, further comprising a switch that disconnects the first step-down circuit and the second step-down circuit for a predetermined period.
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