JP2012244577A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device that allows the performance test of a ZQ calibration circuit without preparing an external resistive element for the performance test.SOLUTION: A semiconductor device comprises: an external terminal; a calibration circuit that is connected to the external terminal and performs calibration using an external resistive element connected to the external terminal; an internal resistive element; and a switch that is provided between the internal resistive element and the external terminal. The switch is in conduction state, and then the internal resistive element is electrically connected to a ZQ terminal in the state that the external resistive element is not connected to the external terminal. Consequently, the calibration can be performed using the internal resistive element instead of the external resistive element.

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、ZQキャリブレーション回路を備えた半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a ZQ calibration circuit.

半導体装置に含まれる電気・電子素子の特性は、その製造プロセスや、電源電圧、周囲の温度などに依存する。半導体装置の出力ドライバのインピーダンスが不適切な値の場合、出力ドライバから出力端子を介して外部へ出力される信号は、出力端子において一部反射され、後続して出力される信号の波形に歪を生じさせる。その結果、半導体装置から外部へ出力される信号の高速伝送が不可能になる。   The characteristics of electric / electronic elements included in a semiconductor device depend on the manufacturing process, power supply voltage, ambient temperature, and the like. If the impedance of the output driver of the semiconductor device is an inappropriate value, the signal output from the output driver to the outside via the output terminal is partially reflected at the output terminal and distorted in the waveform of the signal output subsequently. Give rise to As a result, high-speed transmission of signals output from the semiconductor device to the outside becomes impossible.

そこで、関連する半導体装置では、ZQ端子と呼ばれる外部端子と、それに接続されるZQキャリブレーション回路と呼ばれるインピーダンス調整回路とを設け、ZQ端子に接続される所定の抵抗値を持つ外部抵抗素子を利用して、出力ドライバのインピーダンスを調整できるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, in a related semiconductor device, an external terminal called a ZQ terminal and an impedance adjustment circuit called a ZQ calibration circuit connected thereto are provided, and an external resistance element having a predetermined resistance value connected to the ZQ terminal is used. Thus, the impedance of the output driver can be adjusted (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−219865号公報JP 2008-218655

関連する半導体装置は、回路基板等に搭載されたときに、ZQ端子に同回路基板に搭載された抵抗素子が接続されるように構成されている。このため、製造時にZQキャリブレーション回路の動作の確認テストを行うためには、動作試験用の外部抵抗素子を用意しなければならないという問題点がある。   The related semiconductor device is configured such that when mounted on a circuit board or the like, a resistance element mounted on the circuit board is connected to the ZQ terminal. Therefore, there is a problem that an external resistance element for an operation test must be prepared in order to perform a confirmation test of the operation of the ZQ calibration circuit at the time of manufacture.

本発明は、動作試験用の外部抵抗素子を用意することなくZQキャリブレーション回路の動作試験を行うことができる半導体装置を提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of performing an operation test of a ZQ calibration circuit without preparing an external resistance element for an operation test.

本発明の一実施の形態に係る半導体装置は、外部端子と、前記外部端子に接続され、当該外部端子に接続される外部抵抗素子を利用してキャリブレーションを行うキャリブレーション回路と、内部抵抗素子と、前記内部抵抗素子と前記外部端子との間に設けられたスイッチと、を備え、前記外部端子に前記外部抵抗素子が接続されていないとき、前記スイッチを導通状態にして前記内部抵抗素子を前記ZQ端子に電気的に接続することにより、前記外部抵抗素子に代えて前記内部抵抗素子を利用して前記キャリブレーションを行えるようにした、ことを特徴とする。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes an external terminal, a calibration circuit that is connected to the external terminal and performs calibration using an external resistance element connected to the external terminal, and an internal resistance element And a switch provided between the internal resistance element and the external terminal, and when the external resistance element is not connected to the external terminal, the switch is turned on to switch the internal resistance element The calibration is performed by using the internal resistance element instead of the external resistance element by being electrically connected to the ZQ terminal.

本発明によれば、外部端子に接続される外部抵抗素子を利用してキャリブレーションを行う半導体装置に、スイッチを介して外部端子に接続される内部抵抗素子を設けたことで、外部端子に外部抵抗素子が接続されていなくても、内部抵抗素子を利用してキャリブレーションを行うことができる。   According to the present invention, the semiconductor device that performs calibration using the external resistance element connected to the external terminal is provided with the internal resistance element that is connected to the external terminal via the switch. Even if the resistance element is not connected, calibration can be performed using the internal resistance element.

本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 図1の半導体装置に含まれるZQキャリブレーション回路の内部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a ZQ calibration circuit included in the semiconductor device of FIG. 1. 図2のZQキャリブレーション回路に含まれる内部抵抗回路と、第1のプルアップ回路の一部の詳細な構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a part of an internal resistance circuit and a first pull-up circuit included in the ZQ calibration circuit of FIG. 2. 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置に含まれるZQキャリブレーション回路の一部の詳細な構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration of part of a ZQ calibration circuit included in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示すブロック図である。ここでは、半導体装置としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)を例に挙げるが、本発明は、出力ドライバのインピーダンスを調整するキャリブレーション回路を備える全ての半導体装置に適用可能である。本発明が適用可能な半導体装置には、例えば、SRAM(Static RAM)、PRAM(Phase change type RAM)、フラッシュメモリが含まれる。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Here, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is taken as an example of the semiconductor device, but the present invention is applicable to all semiconductor devices having a calibration circuit for adjusting the impedance of the output driver. Semiconductor devices to which the present invention is applicable include, for example, SRAM (Static RAM), PRAM (Phase change type RAM), and flash memory.

図1の半導体装置10は、複数の外部接続端子を備える。これら外部接続端子には、例えば、電源端子(VDD,VSS)、クロック端子(CK,/CK)、コマンド端子(/RAS,/CAS,/WE)、アドレス端子(ADD)、データ入出力端子(DQ)、ZQ端子(ZQ)が含まれる。   The semiconductor device 10 in FIG. 1 includes a plurality of external connection terminals. These external connection terminals include, for example, power supply terminals (VDD, VSS), clock terminals (CK, / CK), command terminals (/ RAS, / CAS, / WE), address terminals (ADD), data input / output terminals ( DQ) and ZQ terminal (ZQ).

また、半導体装置10は、内部電圧発生回路11、クロック入力回路12、コマンド入力回路13、アドレス入力回路14、コマンドデコーダ15、アドレスラッチ回路16、メモリアレイ17、カラムデコーダ18、ロウデコーダ19、入出力回路20、テスト制御回路21、及びZQキャリブレーション回路22を含む。   Further, the semiconductor device 10 includes an internal voltage generation circuit 11, a clock input circuit 12, a command input circuit 13, an address input circuit 14, a command decoder 15, an address latch circuit 16, a memory array 17, a column decoder 18, a row decoder 19, An output circuit 20, a test control circuit 21, and a ZQ calibration circuit 22 are included.

内部電圧発生回路11は、電源端子(VDD,VSS)に供給される外部電源電圧から各種内部電圧、例えば昇圧電圧VODPP,周辺回路用内部電圧VPERI等を生成する。生成された内部電圧は、その電圧レベルに応じて各部へ供給される。   The internal voltage generation circuit 11 generates various internal voltages such as a boosted voltage VODPP, a peripheral circuit internal voltage VPERI, and the like from an external power supply voltage supplied to power supply terminals (VDD, VSS). The generated internal voltage is supplied to each unit according to the voltage level.

クロック入力回路12は、クロック端子(CK,/CK)に供給される外部クロックから内部クロックを生成し、各部へ供給する。   The clock input circuit 12 generates an internal clock from an external clock supplied to the clock terminals (CK, / CK) and supplies it to each unit.

コマンド入力回路13は、コマンド端子(/RAS,/CAS,/WE)に供給される外部コマンド信号を受け、内部コマンド信号を生成してコマンドデコーダ15へ出力する。   The command input circuit 13 receives an external command signal supplied to the command terminals (/ RAS, / CAS, / WE), generates an internal command signal, and outputs it to the command decoder 15.

アドレス入力回路14は、アドレス端子(ADD)に供給される外部アドレス信号を受け、内部アドレス信号を生成してアドレスラッチ回路16へ出力する。   The address input circuit 14 receives an external address signal supplied to the address terminal (ADD), generates an internal address signal, and outputs it to the address latch circuit 16.

コマンドデコーダ15は、コマンド入力回路からの内部コマンド信号をデコードしデコードされたコマンドを各部へ供給する。   The command decoder 15 decodes the internal command signal from the command input circuit and supplies the decoded command to each unit.

アドレスラッチ回路16は、アドレス入力回路14からの内部アドレス信号又は必要に応じて生成した内部生成アドレス信号をカラムデコーダ18、ロウデコーダ19及びテスト制御回路21へ出力する。   The address latch circuit 16 outputs an internal address signal from the address input circuit 14 or an internally generated address signal generated as necessary to the column decoder 18, the row decoder 19, and the test control circuit 21.

メモリアレイ17は、配列形成された多数のメモリセル(図示せず)を有する。これらのメモリセルは、所定方向に沿って形成された複数のビット線とそれらに交差する方向に沿って形成された複数のワード線との交点に対応するように配置されている。各メモリセルは、一つのビット線と一つのワード線に接続される。   The memory array 17 has a large number of memory cells (not shown) arranged in an array. These memory cells are arranged so as to correspond to intersections between a plurality of bit lines formed along a predetermined direction and a plurality of word lines formed along a direction intersecting them. Each memory cell is connected to one bit line and one word line.

カラムデコーダ18は、コマンドデコーダ15からのコマンドとアドレスラッチ回路16からのアドレス信号とに基づいて、ビット線を選択する。   The column decoder 18 selects a bit line based on the command from the command decoder 15 and the address signal from the address latch circuit 16.

同様に、ロウデコーダ19は、コマンドデコーダ15からのコマンドとアドレスラッチ回路16からのアドレス信号とに基づいて、ワード線を選択する。   Similarly, the row decoder 19 selects a word line based on a command from the command decoder 15 and an address signal from the address latch circuit 16.

カラムデコーダ18によって選択されたビット線とロウデコーダによって選択されたワード線とに接続された1又は複数のメモリセルに対してデータの書き込み又は読み出しが行われる。   Data is written to or read from one or more memory cells connected to the bit line selected by the column decoder 18 and the word line selected by the row decoder.

入出力回路20は、外部からDQ端子に入力された書き込みデータをメモリアレイ17へ供給する。また、入出力回路20は、メモリアレイ17から読み出された読み出しデータをDQ端子へ出力する。入出力回路20は、読み出しデータをDQ端子へ出力する出力ドライバを備える。出力ドライバのインピーダンスは、後述するようにZQキャリブレーション回路22によるキャリブレーションによって調整される。   The input / output circuit 20 supplies write data input from the outside to the DQ terminal to the memory array 17. Further, the input / output circuit 20 outputs read data read from the memory array 17 to the DQ terminal. The input / output circuit 20 includes an output driver that outputs read data to the DQ terminal. The impedance of the output driver is adjusted by calibration by the ZQ calibration circuit 22 as will be described later.

テスト制御回路21は、コマンドデコーダ15からのコマンドとアドレスラッチ回路16からのアドレス信号とに基づいて、各種テストを行うための制御信号を生成する。本発明は、特にZQキャリブレーション回路22に関するものなので、図1では、ZQキャリブレーション回路22への制御信号しか示されていない。しかしながら、テスト制御回路21は、テスト内容に応じた制御信号を各部に供給するものである。   The test control circuit 21 generates control signals for performing various tests based on the command from the command decoder 15 and the address signal from the address latch circuit 16. Since the present invention particularly relates to the ZQ calibration circuit 22, only the control signal to the ZQ calibration circuit 22 is shown in FIG. However, the test control circuit 21 supplies a control signal corresponding to the test content to each unit.

ZQキャリブレーション回路22は、コマンドデコーダ15からのコマンド及びテスト制御回路21からの制御信号に応じて、ZQキャリブレーションを行う。ZQキャリブレーションとは、入出力回路20における出力ドライバのインピーダンス調整をいう。ZQキャリブレーション回路22の内部構成及びその動作については後に詳しく説明する。   The ZQ calibration circuit 22 performs ZQ calibration according to the command from the command decoder 15 and the control signal from the test control circuit 21. ZQ calibration refers to impedance adjustment of an output driver in the input / output circuit 20. The internal configuration and operation of the ZQ calibration circuit 22 will be described in detail later.

半導体装置10の通常動作は、公知の半導体装置と同様である。即ち、データ入出力端子に入力された書き込みデータを、外部コマンド信号及び外部アドレス信号に応じてメモリアレイ17に書き込み、また。外部コマンド信号及び外部アドレス信号に応じてメモリアレイ17から読み出したデータをデータ入出力端子へ出力する。また、これらの動作を正常に実施するために必要となるリフレッシュ動作等も、公知の半導体装置と同様に実施される。   The normal operation of the semiconductor device 10 is the same as that of a known semiconductor device. That is, the write data input to the data input / output terminal is written to the memory array 17 according to the external command signal and the external address signal. Data read from the memory array 17 is output to the data input / output terminal in response to the external command signal and the external address signal. In addition, a refresh operation and the like necessary for normally performing these operations are performed in the same manner as a known semiconductor device.

次に、ZQキャリブレーション回路22について詳細に説明する。   Next, the ZQ calibration circuit 22 will be described in detail.

ZQキャリブレーション回路22は、例えば、図2に示すように構成される。即ち、ZQキャリブレーション回路22は、基準電圧発生部221と、第1及び第2の比較器222,223と、第1及び第2のカウンタ224,225と、第1及び第2のプルアップ回路226,227と、プルダウン回路228と、内部抵抗回路229とを備えている。   The ZQ calibration circuit 22 is configured as shown in FIG. 2, for example. That is, the ZQ calibration circuit 22 includes a reference voltage generator 221, first and second comparators 222 and 223, first and second counters 224 and 225, and first and second pull-up circuits. 226, 227, a pull-down circuit 228, and an internal resistance circuit 229.

基準電圧発生部221は、ZQキャリブレーション回路22用の高電位側内部電源電圧VDDCAの1/2の電圧を基準電圧として発生し、第1及び第2の比較器の各々の一方の入力端子に供給する。   The reference voltage generator 221 generates a voltage that is ½ of the high-potential-side internal power supply voltage VDDCA for the ZQ calibration circuit 22 as a reference voltage, and is applied to one input terminal of each of the first and second comparators. Supply.

第1の比較器222は、基準電圧発生部221からの基準電圧と、ZQ端子に表れる電圧とを比較し、比較結果を第1のカウンタへ出力する。   The first comparator 222 compares the reference voltage from the reference voltage generator 221 with the voltage appearing at the ZQ terminal, and outputs the comparison result to the first counter.

第2の比較器223は、基準電圧発生部221からの基準電圧と、第2のプルアップ回路227とプルダウン回路228との接続点Nに表れる電圧とを比較し、比較結果を第2のカウンタへ出力する。   The second comparator 223 compares the reference voltage from the reference voltage generator 221 with the voltage appearing at the connection point N between the second pull-up circuit 227 and the pull-down circuit 228, and compares the comparison result with the second counter. Output to.

第1のカウンタ224は、第1の比較器222からの比較結果に基づいて、第2のカウンタ225は、第2の比較器223からの比較結果に基づいて、それぞれカウントアップ又はカウントダウン動作を行う。第1のカウンタ224のカウント値は、第1及び第2のプルアップ回路226,227へ供給されるとともに、入出力回路へも供給される。また、第2のカウンタ225のカウント値は、プルダウン回路228へ供給されるとともに、入出力回路20へも供給される。   The first counter 224 performs a count-up or count-down operation based on the comparison result from the first comparator 222, and the second counter 225 performs a count-up or count-down operation based on the comparison result from the second comparator 223, respectively. . The count value of the first counter 224 is supplied to the first and second pull-up circuits 226 and 227 and also to the input / output circuit. The count value of the second counter 225 is supplied to the pull-down circuit 228 and also to the input / output circuit 20.

第1及び第2のプルアップ回路226,227は、入出力回路20に含まれる出力ドライバのプルアップ回路と同一に構成され、プルダウン回路228は、出力ドライバのプルダウン回路と同一に構成される。   The first and second pull-up circuits 226 and 227 are configured the same as the pull-up circuit of the output driver included in the input / output circuit 20, and the pull-down circuit 228 is configured the same as the pull-down circuit of the output driver.

第1のプルアップ回路226及び第2のプルアップ回路の各々は、内部電源電圧VDDCAとZQ端子との間に並列接続された複数のPチャネルトランジスタ(以下、PTR)を有している(図3参照)。これらのPTRは、例えば、PチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであってよい。   Each of the first pull-up circuit 226 and the second pull-up circuit includes a plurality of P-channel transistors (hereinafter referred to as PTR) connected in parallel between the internal power supply voltage VDDCA and the ZQ terminal (see FIG. 3). These PTRs may be, for example, P-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors.

第1のプルアップ回路226及び第2のプルアップ回路の各々において、複数のPTRは、第1のカウンタ224のカウント値(図3のPUC[1]〜[n])に応じてオン・オフ制御される。つまり、第1及び第2のプルアップ回路226,227のそれぞれにおいて、複数のPTRのうち、第1のカウンタ224のカウント値に応じた数のPTRがオンする。第1のプルアップ回路226においてオンしているPTRの数に応じて、ZQ端子に表れる電圧は変化する。ZQ端子に表れる電圧が基準電圧発生部221からの基準電圧と等しくなるように、第1のプルアップ回路226は制御される。また、第1のプルアップ回路226と同じ状態になるように、第2のプルアップ回路227は制御される。   In each of the first pull-up circuit 226 and the second pull-up circuit, the plurality of PTRs are turned on / off according to the count value of the first counter 224 (PUC [1] to [n] in FIG. 3). Be controlled. That is, in each of the first and second pull-up circuits 226 and 227, the number of PTRs corresponding to the count value of the first counter 224 among a plurality of PTRs is turned on. The voltage appearing at the ZQ terminal varies depending on the number of PTRs that are turned on in the first pull-up circuit 226. The first pull-up circuit 226 is controlled so that the voltage appearing at the ZQ terminal becomes equal to the reference voltage from the reference voltage generator 221. Further, the second pull-up circuit 227 is controlled so as to be in the same state as the first pull-up circuit 226.

プルダウン回路228は、第2のプルアップ回路との接続点Nと低電位側内部電源電圧(又は、外部電源電圧VSS(接地電位))との間に並列接続された複数のNチャネルトランジスタ(以下、NTR)を有している。これらのNTRは、例えば、PチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであってよい。   The pull-down circuit 228 includes a plurality of N-channel transistors (hereinafter referred to as “N-channel transistors”) connected in parallel between the connection point N with the second pull-up circuit and the low-potential side internal power supply voltage (or external power supply voltage VSS (ground potential)). , NTR). These NTRs may be, for example, P-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors.

プルダウン回路228の複数のNTRは、第2のカウンタ225のカウント値に応じてオン・オフ制御される。つまり、プルダウン回路228では、複数のNTRのうち、第2のカウンタ225のカウント値に応じた数のNTRがオンする。第2のプルアップ回路227においてオンしているPTRの数と、プルダウン回路228においてオンしているNTRの数に応じて、接続点Nの電圧は変化する。接続点Nに表れる電圧が基準電圧発生部221からの基準電圧と等しくなるように、プルダウン回路228は制御される。   The plurality of NTRs of the pull-down circuit 228 are on / off controlled according to the count value of the second counter 225. That is, in the pull-down circuit 228, the number of NTRs corresponding to the count value of the second counter 225 is turned on among the plurality of NTRs. The voltage at the node N varies depending on the number of PTRs turned on in the second pull-up circuit 227 and the number of NTRs turned on in the pull-down circuit 228. The pull-down circuit 228 is controlled so that the voltage appearing at the connection point N becomes equal to the reference voltage from the reference voltage generator 221.

内部抵抗回路229は、内部抵抗素子と、この内部抵抗素子とZQ端子との間に接続されたスイッチとを有している。内部抵抗回路229の詳細については後述する。   The internal resistance circuit 229 has an internal resistance element and a switch connected between the internal resistance element and the ZQ terminal. Details of the internal resistance circuit 229 will be described later.

以上の構成において、内部抵抗回路229のスイッチがオフ状態(非導通状態)にあり、また、ZQ端子に外部抵抗素子(基準抵抗素子、例えば240オーム)が接続されているものとして、その動作について説明する。   In the above configuration, it is assumed that the switch of the internal resistance circuit 229 is in an off state (non-conducting state), and an external resistance element (reference resistance element, for example, 240 ohm) is connected to the ZQ terminal. explain.

まず、コマンドデコーダ15からのコマンド或いはテスト制御回路21からの制御信号により第1のカウンタ224が活性化される。第1のカウンタ224は、第1の比較器222からの比較結果に基づいてカウントアップ又はカウントダウン動作を行い、カウント値を第1のプルアップ回路226へ出力する。   First, the first counter 224 is activated by a command from the command decoder 15 or a control signal from the test control circuit 21. The first counter 224 performs a count-up or count-down operation based on the comparison result from the first comparator 222 and outputs a count value to the first pull-up circuit 226.

第1のプルアップ回路226は、第1のカウンタ224からのカウント値に応じてオンするPTRの数を制御する。オンしたPTRの数に応じてZQ端子に表れる電圧が変化する。   The first pull-up circuit 226 controls the number of PTRs that are turned on according to the count value from the first counter 224. The voltage appearing at the ZQ terminal changes according to the number of PTRs that are turned on.

第1の比較器222は、基準電圧発生部221からの基準電圧とZQ端子に表れる電圧とを比較し、比較結果を第1のカウンタへ出力する。   The first comparator 222 compares the reference voltage from the reference voltage generator 221 with the voltage appearing at the ZQ terminal, and outputs the comparison result to the first counter.

以上のフィードバック制御により、第1のプルアップ回路226が外部抵抗素子の抵抗値に等しいインピーダンス(抵抗値)を持つよう制御される。   Through the above feedback control, the first pull-up circuit 226 is controlled to have an impedance (resistance value) equal to the resistance value of the external resistance element.

第1のカウンタ224の出力は第2のプルアップ回路227へも供給されるので、第2のプルアップ回路227は、第1のプルアップ回路226と同じインピーダンス(抵抗値)を持つ。   Since the output of the first counter 224 is also supplied to the second pull-up circuit 227, the second pull-up circuit 227 has the same impedance (resistance value) as the first pull-up circuit 226.

次に、コマンドデコーダ15からのコマンド或いはテスト制御回路21からの制御信号により第2のカウンタ225が活性化される。第2のカウンタ225は、第2の比較器223からの比較結果に基づいてカウントアップ又はカウントダウン動作を行い、カウント値をプルダウン回路228へ出力する。プルダウン回路228は、第2のカウンタ225のカウント値に応じてオンするNNRの数を制御する。オンしたNTRの数に応じて接続点Nに表れる電圧が変化する。   Next, the second counter 225 is activated by a command from the command decoder 15 or a control signal from the test control circuit 21. The second counter 225 performs a count up or count down operation based on the comparison result from the second comparator 223 and outputs the count value to the pull down circuit 228. The pull-down circuit 228 controls the number of NNRs that are turned on according to the count value of the second counter 225. The voltage appearing at the connection point N changes according to the number of NTRs that are turned on.

第2の比較器223は、基準電圧発生部221からの基準電圧と接続点Nに表れる電圧とを比較し、比較結果を第2のカウンタ225へ出力する。   The second comparator 223 compares the reference voltage from the reference voltage generator 221 with the voltage appearing at the connection point N, and outputs the comparison result to the second counter 225.

以上のフィードバック制御により、プルダウン回路228が第2のプルアップ回路227の抵抗値に等しい抵抗値(即ち、外部抵抗素子の抵抗値)を持つよう制御される。   With the above feedback control, the pull-down circuit 228 is controlled to have a resistance value equal to the resistance value of the second pull-up circuit 227 (that is, the resistance value of the external resistance element).

第1及び第2のカウンタ224,225のカウント値は、入出力回路20へ供給され、出力ドライバのプルパップ回路及びプルダウン回路のインピーダンス(抵抗値)が外部抵抗と等しくなるように制御(ZQキャリブレーション)される。   The count values of the first and second counters 224 and 225 are supplied to the input / output circuit 20 and controlled so that the impedance (resistance value) of the pull-up circuit and pull-down circuit of the output driver becomes equal to the external resistance (ZQ calibration). )

次に内部抵抗回路229について詳細に説明する。   Next, the internal resistance circuit 229 will be described in detail.

図3に示すように、内部抵抗回路229は、内部抵抗素子Rinと、内部抵抗素子RinとZQ端子との間に接続されたスイッチSWとを有している。内部抵抗素子Rinは、ZQ端子に接続される外部抵抗素子と同一の抵抗値(例えば、240Ω)を有する。スイッチSWは、例えば、低閾値NTRを用いて構成される。なお、低閾値とは、半導体装置10に含まれる複数のNTRが有する閾値のうち低い方を意味する。   As shown in FIG. 3, the internal resistance circuit 229 includes an internal resistance element Rin and a switch SW connected between the internal resistance element Rin and the ZQ terminal. The internal resistance element Rin has the same resistance value (for example, 240Ω) as the external resistance element connected to the ZQ terminal. The switch SW is configured using, for example, a low threshold value NTR. Note that the low threshold means a lower one of thresholds included in a plurality of NTRs included in the semiconductor device 10.

図3の構成において、スイッチSWを導通状態にすれば、外部抵抗素子を用いることなく、ZQ端子に外部抵抗素子が電気的に接続された状態を実現できる。即ち、外部抵抗素子を用いることなく上述したZQキャリブレーションを実行することができる。   In the configuration of FIG. 3, when the switch SW is turned on, a state in which the external resistance element is electrically connected to the ZQ terminal can be realized without using the external resistance element. That is, the above-described ZQ calibration can be executed without using an external resistance element.

スイッチSWを導通状態にするため、ZQキャリブレーションセルフテストモード(ZQ CAL Self Test Mode)が規定される。外部コマンド信号により、ZQキャリブレーションセルフテストモードへのエントリが指示されると、コマンドデコーダ15から関係各部へ同モードへのエントリを指示するコマンドが出力される。テスト制御回路21は、コマンドデコード15からコマンドに応じてテストモード信号TMR(ハイレベル)を出力する。これにより、内部抵抗素子RinがZQ端子に電気的に接続された状態となる。   In order to make the switch SW conductive, a ZQ calibration self test mode (ZQ CAL Self Test Mode) is defined. When entry to the ZQ calibration self-test mode is instructed by the external command signal, a command instructing entry to the mode is output from the command decoder 15 to each related unit. The test control circuit 21 outputs a test mode signal TMR (high level) in response to a command from the command decode 15. Thereby, the internal resistance element Rin is electrically connected to the ZQ terminal.

さらに、外部コマンド信号(ZQ CALコマンド)によりZQキャリブレーションの実行が指示されると、ZQキャリブレーション回路22において、外部抵抗素子が接続されている場合と同様に、ZQキャリブレーションが実行される。   Further, when execution of ZQ calibration is instructed by an external command signal (ZQ CAL command), ZQ calibration is executed in the ZQ calibration circuit 22 in the same manner as when an external resistance element is connected.

また、テスト制御回路21は、第1及び第2のカウンタ224,225からのカウント値を監視するなどして、ZQキャリブレーション回路22の動作状態を確認する。   In addition, the test control circuit 21 checks the operation state of the ZQ calibration circuit 22 by monitoring the count values from the first and second counters 224 and 225, for example.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置10では、外部抵抗素子を用いることなく、ZQキャリブレーション回路22の動作試験を行うことができる。したがって、半導体装置10の製造途中或いは製造後の試験に、外部抵抗素子を搭載していないテストボードを使用することができる。   As described above, in the semiconductor device 10 according to the present embodiment, the operation test of the ZQ calibration circuit 22 can be performed without using an external resistance element. Therefore, it is possible to use a test board on which an external resistance element is not mounted in a test during or after manufacturing of the semiconductor device 10.

なお、半導体装置10が搭載される回路基板等には、通常、ZQ端子に接続される外部抵抗素子も搭載されるが、この外部抵抗素子に代えて、内部抵抗素子を用いるようにしてもよい。これにより、回路基板等に実装される部品点数を削減することができる。   Note that an external resistance element connected to the ZQ terminal is usually mounted on a circuit board or the like on which the semiconductor device 10 is mounted, but an internal resistance element may be used instead of the external resistance element. . Thereby, the number of parts mounted on a circuit board etc. can be reduced.

次に、図4を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置について説明する。本実施の形態に係る半導体装置の全体の構成は、第1の実施の形態に係るものと同じである。   Next, a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The overall configuration of the semiconductor device according to the present embodiment is the same as that according to the first embodiment.

本実施の形態に係る半導体装置は、図4に示すように、内部電源電圧VDDCAとZQ端子との間、及びZQ端子と低電位側内部電源電圧(又は、外部電源電圧VSS(接地電位))との間に、それぞれ短絡用スイッチとして、NチャネルトランジスタNTR1,NTR2を有している。   As shown in FIG. 4, the semiconductor device according to the present embodiment is provided between the internal power supply voltage VDDCA and the ZQ terminal, and between the ZQ terminal and the low potential internal power supply voltage (or the external power supply voltage VSS (ground potential)). , N-channel transistors NTR1 and NTR2 are provided as short-circuit switches, respectively.

外部コマンドによりZQ BIST(Built In Self Test)テストモードへのエントリが指示されると、テスト制御回路21は、テストモード信号TM1,TM2のいずれか一方を出力する(ハイレベルにする)。   When entry to the ZQ BIST (Built In Self Test) test mode is instructed by an external command, the test control circuit 21 outputs one of the test mode signals TM1 and TM2 (sets it to high level).

テストモード信号TM1,TM2は、トランジスタNTR1,NTR2を導通状態に遷移させる。トランジスタNTR1が導通状態になると、ZQ端子に表れる電圧は、内部電源電圧VDDCAに等しくなる。また、トランジスタNTR2が導通状態になると、ZQ端子に表れる電圧は、低電位側内部電源電圧に等しくなる。   Test mode signals TM1 and TM2 cause transistors NTR1 and NTR2 to transition to a conductive state. When the transistor NTR1 is turned on, the voltage appearing at the ZQ terminal becomes equal to the internal power supply voltage VDDCA. Further, when the transistor NTR2 is turned on, the voltage appearing at the ZQ terminal becomes equal to the low potential side internal power supply voltage.

外部からのZQキャリブレーションコマンド、及びモードレジスタ設定コマンドに応じて、テスト制御回路21は、ZQ端子に表れる電圧が、内部電源電圧VDDCAに等しいか、あるいは低電位側内部電源電圧に等しいかを確認する。これにより、テスト制御回路21は、ZQキャリブレーション回路22の不具合を正しく検出できるか否かをテスト(BIST(built in self test)動作を確認)することができる。このテストを行った後、上述したキャリブレーションテストを行えば、テスト制御回路21の不具合と、ZQキャリブレーション回路22の不具合とを区別することができる。   In response to the external ZQ calibration command and the mode register setting command, the test control circuit 21 checks whether the voltage appearing at the ZQ terminal is equal to the internal power supply voltage VDDCA or the low potential side internal power supply voltage. To do. Thereby, the test control circuit 21 can test whether or not the malfunction of the ZQ calibration circuit 22 can be detected correctly (confirms a BIST (built in self test) operation). If the above-described calibration test is performed after this test is performed, it is possible to distinguish between a malfunction of the test control circuit 21 and a malfunction of the ZQ calibration circuit 22.

以上、本発明について代表的な実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の変更・変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、DRAMを例示したが、本発明は、出力ドライバのインピーダンスを調整するZQキャリブレーション回路を備える各種半導体装置に適用可能である。   As described above, the present invention has been described with reference to the representative embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made. For example, although the DRAM is exemplified in the above embodiment, the present invention is applicable to various semiconductor devices including a ZQ calibration circuit that adjusts the impedance of the output driver.

10 半導体装置
11 内部電圧発生回路
12 クロック入力回路
13 コマンド入力回路
14 アドレス入力回路
15 コマンドデコーダ
16 アドレスラッチ回路
17 メモリアレイ
18 カラムデコーダ
19 ロウデコーダ
20 入出力回路
21 テスト制御回路
22 ZQキャリブレーション回路
221 基準電圧発生部
222 第1の比較器
223 第2の比較器
224 第1のカウンタ
225 第2のカウンタ
226 第1のプルアップ回路
227 第2のプルアップ回路
228 プルダウン回路
229 内部抵抗回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 11 Internal voltage generation circuit 12 Clock input circuit 13 Command input circuit 14 Address input circuit 15 Command decoder 16 Address latch circuit 17 Memory array 18 Column decoder 19 Row decoder 20 Input / output circuit 21 Test control circuit 22 ZQ calibration circuit 221 Reference voltage generator 222 First comparator 223 Second comparator 224 First counter 225 Second counter 226 First pull-up circuit 227 Second pull-up circuit 228 Pull-down circuit 229 Internal resistance circuit

Claims (5)

外部端子と、
前記外部端子に接続され、当該外部端子に接続される外部抵抗素子を利用してキャリブレーションを行うキャリブレーション回路と、
内部抵抗素子と、
前記内部抵抗素子と前記外部端子との間に設けられたスイッチと、を備え、
前記外部端子に前記外部抵抗素子が接続されていない状態で、前記スイッチを導通状態にして前記内部抵抗素子を前記ZQ端子に電気的に接続することにより、前記外部抵抗素子に代えて前記内部抵抗素子を利用して前記キャリブレーションを行えるようにした、ことを特徴とする半導体装置。
An external terminal,
A calibration circuit connected to the external terminal and performing calibration using an external resistance element connected to the external terminal;
An internal resistance element;
A switch provided between the internal resistance element and the external terminal,
In a state where the external resistance element is not connected to the external terminal, the internal resistance element is substituted for the external resistance element by electrically connecting the internal resistance element to the ZQ terminal by setting the switch to a conductive state. A semiconductor device characterized in that the calibration can be performed using an element.
入力されるコマンドに基づいてテストモード信号を生成するテスト制御回路をさらに備え、
前記スイッチは前記テストモード信号によって前記導通状態に制御される、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A test control circuit for generating a test mode signal based on an input command;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the switch is controlled to be in the conductive state by the test mode signal.
外部コマンド信号を受けて内部コマンド信号を出力するコマンド入力回路と、前記内部コマンド信号をデコードして前記コマンドを生成するコマンドデコーダと、をさらに備える、ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor according to claim 2, further comprising: a command input circuit that receives an external command signal and outputs an internal command signal; and a command decoder that decodes the internal command signal and generates the command. apparatus. 前記スイッチがトランジスタスイッチであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the switch is a transistor switch. 前記外部端子と高電位側電源との間に接続される第1の短絡用スイッチと、前記外部端子と低電位側電源との間に接続される第2の短絡用スイッチ、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の半導体装置。   A first short-circuiting switch connected between the external terminal and the high-potential-side power supply; and a second short-circuiting switch connected between the external terminal and the low-potential-side power supply. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
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