JP2013026910A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce current consumption.SOLUTION: A semiconductor device includes: a differential amplifier (MN1, MN2 in Fig. 2) for amplifying a potential difference appearing between first and second input terminals on the basis of first and second power supplies; a bias transistor (MN3 in Fig. 2) for controlling a bias current for operating the differential amplifier; a current mirror circuit (MP1, MP2 in Fig. 2) for loading the differential amplifier; and a bias control circuit having first and second transistors (MP4, MP6 in Fig. 2) opposite in conductivity type to the bias transistor having control ends connected to a diode connection side of the current mirror circuit and connected in series between the first and second power supplies, and having a connection node between the first and second transistors connected to a control end of the bias transistor.

Description

本発明は、半導体装置に係り、特に、入力回路として差動増幅器を備える半導体装置に係る。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a differential amplifier as an input circuit.

差動増幅器は、半導体装置における入力回路等に幅広く用いられている。近年、アナログ回路で用いられる電源電圧は、消費電力低減、高速化などを目的として低下する傾向がある。このようなアナログ回路に適用することを目的に、低電圧電源で利用可能な出力精度の高い差動増幅器が特許文献1等において開示されている。   Differential amplifiers are widely used in input circuits and the like in semiconductor devices. In recent years, power supply voltages used in analog circuits tend to decrease for the purpose of reducing power consumption and speeding up. For the purpose of applying to such an analog circuit, a differential amplifier with high output accuracy that can be used with a low-voltage power supply is disclosed in Patent Document 1 and the like.

図5は、特許文献1に記載の差動増幅器の回路図である。図5において、差動増幅器110は、差動増幅部からなるメイン差動増幅回路111と、メイン差動増幅回路111が出力する信号を増幅しオープンドレイン出力回路131で増幅された出力信号を出力する。バイアス制御差動増幅回路121は、メイン差動増幅回路111の差動増幅部の差動出力信号に含まれるオフセット電圧を検出し、検出したオフセット電圧に基づいてメイン差動増幅回路111の差動増幅部の動作点を制御して出力信号に含まれるオフセット電圧を低減する。   FIG. 5 is a circuit diagram of the differential amplifier described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 5, a differential amplifier 110 amplifies a signal output from the main differential amplifier circuit 111 and the main differential amplifier circuit 111 including a differential amplifier, and outputs an output signal amplified by the open drain output circuit 131. To do. The bias control differential amplifier circuit 121 detects an offset voltage included in the differential output signal of the differential amplifier unit of the main differential amplifier circuit 111, and the differential of the main differential amplifier circuit 111 is based on the detected offset voltage. The offset voltage included in the output signal is reduced by controlling the operating point of the amplifier.

メイン差動増幅回路111においてNMOS MN1は、ゲートが負入力端子IN(−)に接続される。NMOS MN2は、ゲートが正入力端子IN(+)に接続され、ソースがNMOS MN1のソースに接続される。NMOS MN3は、ソースが接地電位VSSに、ドレインがNMOS MN1のソースに接続され、ゲートを回路点BCONT1とする。PMOS MP1は、ソースが電源VDDに、回路点DOP1を示すドレインがNMOS MN1のドレインに、ゲートが自身のドレインに接続される。PMOS MP2は、ソースが電源VDDに、回路点DON1を示すドレインがNMOS MN2のドレインに、ゲートがPMOS MP1のゲートに接続される。   In the main differential amplifier circuit 111, the gate of the NMOS MN1 is connected to the negative input terminal IN (−). The NMOS MN2 has a gate connected to the positive input terminal IN (+) and a source connected to the source of the NMOS MN1. The NMOS MN3 has a source connected to the ground potential VSS, a drain connected to the source of the NMOS MN1, and a gate as a circuit point BCONT1. The source of the PMOS MP1 is connected to the power supply VDD, the drain indicating the circuit point DOP1 is connected to the drain of the NMOS MN1, and the gate is connected to its own drain. The source of the PMOS MP2 is connected to the power supply VDD, the drain indicating the circuit point DON1 is connected to the drain of the NMOS MN2, and the gate is connected to the gate of the PMOS MP1.

バイアス制御差動増幅回路121は、NMOS MN4、NMOS MN5、PMOS MP4、PMOS MP5を備える。バイアス制御差動増幅回路121においてPMOS MP4は、ソースが電源VDDに、回路点DIP1を示すゲートがPMOS MP1のドレイン(回路点DOP1)に接続される。PMOS MP5は、ソースが電源VDDに、回路点DIN1を示すゲートがPMOS MP2のドレイン(回路点DON1)に、回路点SO1を示すドレインがNMOS MN3のゲートに接続される。NMOS MN4は、ソースが接地電位VSSに、ドレインがPMOS MP4のドレインに、ゲートが自身のドレインに接続される。NMOS NM5は、ソースが接地電位VSSに、ドレインがPMOS MP5のドレインに、ゲートがNMOS MN4のゲートに接続される。   The bias control differential amplifier circuit 121 includes an NMOS MN4, an NMOS MN5, a PMOS MP4, and a PMOS MP5. In the bias control differential amplifier circuit 121, the source of the PMOS MP4 is connected to the power supply VDD, and the gate indicating the circuit point DIP1 is connected to the drain of the PMOS MP1 (circuit point DOP1). In the PMOS MP5, the source is connected to the power supply VDD, the gate indicating the circuit point DIN1 is connected to the drain of the PMOS MP2 (circuit point DON1), and the drain indicating the circuit point SO1 is connected to the gate of the NMOS MN3. The NMOS MN4 has a source connected to the ground potential VSS, a drain connected to the drain of the PMOS MP4, and a gate connected to its own drain. The NMOS NM5 has a source connected to the ground potential VSS, a drain connected to the drain of the PMOS MP5, and a gate connected to the gate of the NMOS MN4.

オープンドレイン出力回路131は、PMOS MP3を備える。オープンドレイン出力回路131においてPMOS MP3は、ソースが電源VDDに、ゲートがPMOS MP2のドレイン(回路点DON1)に、ドレインが出力端子OUTに接続される。   The open drain output circuit 131 includes a PMOS MP3. In the open drain output circuit 131, the PMOS MP3 has a source connected to the power supply VDD, a gate connected to the drain of the PMOS MP2 (circuit point DON1), and a drain connected to the output terminal OUT.

各構成間の接続を整理すると、メイン差動増幅回路111の差動出力端子(DOP1、DON1)には、バイアス制御差動増幅回路121の差動入力端子(DIP1、DIN1)が接続される。メイン差動増幅回路111の対となる差動出力端子の正出力端子DOP1と負出力端子DON1は、バイアス制御差動増幅回路121の対となる正入力端子DIP1と負入力端子DIN1の差動入力端子それぞれに接続される、バイアス制御差動増幅回路121の出力SO1には、メイン差動増幅回路111の制御端子BCONT1が接続される。   When the connections between the components are arranged, the differential input terminals (DIP1, DIN1) of the bias control differential amplifier circuit 121 are connected to the differential output terminals (DOP1, DON1) of the main differential amplifier circuit 111. The positive output terminal DOP1 and the negative output terminal DON1 of the differential output terminal to be paired with the main differential amplifier circuit 111 are the differential input of the positive input terminal DIP1 and the negative input terminal DIN1 to be paired with the bias control differential amplifier circuit 121. The control terminal BCONT1 of the main differential amplifier circuit 111 is connected to the output SO1 of the bias control differential amplifier circuit 121 connected to each terminal.

このような差動増幅器110によれば、メイン差動増幅回路111の相補の出力端子に接続されるオープンドレイン出力回路131から出力される出力信号電圧における電源電圧変動の影響を低減可能とすることにより、電源電圧変動に対する安定性の高い差動増幅器とすることができる。   According to such a differential amplifier 110, it is possible to reduce the influence of the power supply voltage fluctuation on the output signal voltage output from the open drain output circuit 131 connected to the complementary output terminal of the main differential amplifier circuit 111. Thus, a differential amplifier with high stability against power supply voltage fluctuations can be obtained.

特開2010−056889号公報JP 2010-056889 A

以下の分析は本発明において与えられる。   The following analysis is given in the present invention.

ところで、図5のバイアス制御差動増幅回路121において、電源VDDから接地電位VSSへの電流のパスが、PMOS MP4、NMOS MN4の直列回路と、PMOS MP5、NMOS MN5の直列回路との2系統存在し、消費電流が多い。   By the way, in the bias control differential amplifier circuit 121 of FIG. 5, there are two current paths from the power supply VDD to the ground potential VSS: a series circuit of PMOS MP4 and NMOS MN4 and a series circuit of PMOS MP5 and NMOS MN5. However, current consumption is large.

本発明の1つのアスペクト(側面)に係る半導体装置は、第1及び第2の入力端子に現れる電位差を第1及び第2の電源に基づいて増幅する差動アンプと、差動アンプを動作させるバイアス電流を制御するバイアストランジスタと、差動アンプの負荷となるカレントミラー回路と、カレントミラー回路のダイオード接続側と其々の制御端が接続されると共に第1及び第2の電源間に直列に接続される、バイアストランジスタと逆導電型の第1及び第2のトランジスタを有し、第1及び第2のトランジスタの間の接続ノードをバイアストランジスタの制御端に接続するバイアス制御回路と、を備える。   A semiconductor device according to one aspect of the present invention operates a differential amplifier that amplifies a potential difference appearing at first and second input terminals based on first and second power supplies, and a differential amplifier. A bias transistor for controlling a bias current, a current mirror circuit serving as a load of the differential amplifier, a diode connection side of the current mirror circuit and respective control terminals are connected, and in series between the first and second power supplies A bias control circuit having first and second transistors of opposite conductivity type to the bias transistor connected, and connecting a connection node between the first and second transistors to a control terminal of the bias transistor. .

本発明によれば、バイアス制御回路における電源のパスが1系統のみであるので、消費電流を削減することができる。   According to the present invention, since there is only one power supply path in the bias control circuit, current consumption can be reduced.

本発明の一の実施例に係る半導体装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the semiconductor device which concerns on one Example of this invention. 本発明の一の実施例に係る入力回路の回路図と動作波形を示す図である。It is a figure which shows the circuit diagram and operating waveform of an input circuit which concern on one Example of this invention. リファレンス信号VREFがあるタイミングで高→低へシフトした際の各部の信号レベルを示す図である。It is a figure which shows the signal level of each part when the reference signal VREF shifts from high to low at a certain timing. 本発明の一の実施例に係る入力回路が用いられるシステムの構成図である。1 is a configuration diagram of a system in which an input circuit according to an embodiment of the present invention is used. 従来の差動増幅器の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional differential amplifier.

以下、本発明を実施するための形態について、概説する。なお、以下の概説に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be outlined. Note that the reference numerals of the drawings attached to the following outline are only examples for facilitating understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第1及び第2の入力端子に現れる電位差を第1及び第2の電源に基づいて増幅する差動アンプ(図2のMN1、MN2が相当)と、差動アンプを動作させるバイアス電流を制御するバイアストランジスタ(図2のMN3が相当)と、差動アンプの負荷となるカレントミラー回路(図2のMP1、MP2が相当)と、カレントミラー回路のダイオード接続側と其々の制御端が接続されると共に第1及び第2の電源間に直列に接続される、バイアストランジスタと逆導電型の第1及び第2のトランジスタ(図2のMP4、MP6が相当)を有し、第1及び第2のトランジスタの間の接続ノードをバイアストランジスタの制御端に接続するバイアス制御回路と、を備える。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a differential amplifier (corresponding to MN1 and MN2 in FIG. 2) that amplifies a potential difference appearing at first and second input terminals based on first and second power supplies. A bias transistor for controlling a bias current for operating the differential amplifier (corresponding to MN3 in FIG. 2), a current mirror circuit (corresponding to MP1 and MP2 in FIG. 2) serving as a load of the differential amplifier, and a current mirror circuit The first and second transistors (MP4 and MP6 in FIG. 2) having a conductivity type opposite to that of the bias transistor are connected to the diode connection side and the respective control terminals and connected in series between the first and second power supplies. And a bias control circuit that connects a connection node between the first and second transistors to a control terminal of the bias transistor.

半導体装置は、半導体記憶装置であって、半導体記憶装置における入力回路は、差動アンプとバイアストランジスタとカレントミラー回路とバイアス制御回路とを備えるようにしてもよい。   The semiconductor device is a semiconductor memory device, and the input circuit in the semiconductor memory device may include a differential amplifier, a bias transistor, a current mirror circuit, and a bias control circuit.

入力回路は、半導体記憶装置におけるアドレス入力回路、コマンド入力回路、および入出力回路内に含まれるようにしてもよい。   The input circuit may be included in an address input circuit, a command input circuit, and an input / output circuit in the semiconductor memory device.

半導体装置は、半導体記憶装置を制御する制御装置であって、制御装置における半導体記憶装置と接続される入力回路は、差動アンプとバイアストランジスタとカレントミラー回路とバイアス制御回路とを備えるようにしてもよい。   The semiconductor device is a control device that controls the semiconductor memory device, and an input circuit connected to the semiconductor memory device in the control device includes a differential amplifier, a bias transistor, a current mirror circuit, and a bias control circuit. Also good.

以上のような半導体装置によれば、バイアス制御回路における電源のパスが第1及び第2のトランジスタの1系統のみであるので、消費電流を削減することができる。   According to the semiconductor device as described above, since the power supply path in the bias control circuit is only one system of the first and second transistors, current consumption can be reduced.

以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。   Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings in accordance with embodiments.

図1は、本発明の一の実施例に係る半導体装置の構成を示す図である。図1において、半導体装置は、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)であって、アドレス入力回路11、アドレスラッチ回路12、コマンド入力回路13、コマンドデコード回路14、モードレジスタ15、リフレッシュ制御回路16、カラムデコーダ17、ロウデコーダ18、メモリセルアレイ19、クロック入力回路20、タイミングジェネレータ21、DLL回路22、FIFO回路23、入出力回路24、内部電源発生回路25を備える。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the semiconductor device is an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), which includes an address input circuit 11, an address latch circuit 12, a command input circuit 13, a command decode circuit 14, a mode register 15, a refresh control circuit 16, and a column. A decoder 17, a row decoder 18, a memory cell array 19, a clock input circuit 20, a timing generator 21, a DLL circuit 22, a FIFO circuit 23, an input / output circuit 24, and an internal power generation circuit 25 are provided.

アドレス入力回路11は、外部からアドレス信号ADD、リファレンス信号VREFを入力してバッファリングし、アドレスラッチ回路12に出力する。アドレスラッチ回路12は、アドレス信号ADDをクロック信号ICLKのタイミングでラッチし、モードレジスタ15、カラムデコーダ17、ロウデコーダ18に出力する。   The address input circuit 11 receives an address signal ADD and a reference signal VREF from the outside, buffers them, and outputs them to the address latch circuit 12. The address latch circuit 12 latches the address signal ADD at the timing of the clock signal ICLK and outputs it to the mode register 15, the column decoder 17, and the row decoder 18.

コマンド入力回路13は、ロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、リファレンス信号VREF、リセット信号/RSTを外部から入力し、コマンドに係る信号をコマンドデコード回路14に出力する。コマンドデコード回路14は、コマンドに係る信号をクロック信号ICLKのタイミングでラッチしてデコードし、カラムアドレスのデコードタイミングをカラムデコーダ17に出力し、ロウアドレスのデコードタイミングをロウデコーダ18に出力し、モード設定タイミングをモードレジスタ15に出力し、リフレッシュタイミングをリフレッシュ制御回路16に出力し、リセット信号DLLRESETをDLL回路22に出力する。   The command input circuit 13 inputs a row address strobe signal / RAS, a column address strobe signal / CAS, a reference signal VREF, and a reset signal / RST from the outside, and outputs a signal related to the command to the command decode circuit 14. The command decode circuit 14 latches and decodes the signal related to the command at the timing of the clock signal ICLK, outputs the decode timing of the column address to the column decoder 17, and outputs the decode timing of the row address to the row decoder 18. The setting timing is output to the mode register 15, the refresh timing is output to the refresh control circuit 16, and the reset signal DLLRESET is output to the DLL circuit 22.

モードレジスタ15は、モード設定タイミングに合わせてDRAMの動作モードを設定する。リフレッシュ制御回路16は、リフレッシュタイミングに応じてロウデコーダ18からリフレッシュアドレスを発生するようにロウデコーダ18を制御する。   The mode register 15 sets the operation mode of the DRAM in accordance with the mode setting timing. The refresh control circuit 16 controls the row decoder 18 so as to generate a refresh address from the row decoder 18 in accordance with the refresh timing.

カラムデコーダ17は、カラムアドレスをメモリセルアレイ19に出力し、ロウデコーダ18は、ロウアドレスをメモリセルアレイ19に出力し、メモリセルアレイ19は、カラムアドレスとロウアドレスとに対応するメモリセルにアクセスする。   The column decoder 17 outputs a column address to the memory cell array 19, the row decoder 18 outputs a row address to the memory cell array 19, and the memory cell array 19 accesses memory cells corresponding to the column address and the row address.

クロック入力回路20は、外部からクロック信号CK、/CKを入力してバッファリングし、クロック信号ICLKをアドレスラッチ回路12、コマンドデコード回路14、タイミングジェネレータ21およびDLL回路22に出力する。タイミングジェネレータ21は、クロック信号ICLKに同期した各種タイミング信号を必要に応じて各部に分配し、各タイミング信号が半導体装置内を伝送する其々のタイミングを制御する。DLL回路22は、クロック信号ICLK、リセット信号DLLRESETを入力し、クロック信号ICLKの位相を調整したクロック信号LCLKをFIFO回路23および入出力回路24に出力する。   The clock input circuit 20 receives and buffers the clock signals CK and / CK from the outside, and outputs the clock signal ICLK to the address latch circuit 12, the command decode circuit 14, the timing generator 21, and the DLL circuit 22. The timing generator 21 distributes various timing signals synchronized with the clock signal ICLK to each unit as necessary, and controls each timing at which each timing signal is transmitted through the semiconductor device. The DLL circuit 22 receives the clock signal ICLK and the reset signal DLLRESET, and outputs the clock signal LCLK in which the phase of the clock signal ICLK is adjusted to the FIFO circuit 23 and the input / output circuit 24.

FIFO回路23は、メモリセルアレイ19と入出力回路24間にあって入出力データをバッファリングする。入出力回路24は、DQ端子から入力されたライトデータをFIFO回路23に出力し、また、FIFO回路23から入力されたリードデータをDQ端子に出力する。この場合、クロック信号LCLKの位相は、クロック信号LCLKに同期してDQ端子から出力されるデータ信号が外部のクロック信号CKと同期するように調整される。   The FIFO circuit 23 is located between the memory cell array 19 and the input / output circuit 24 and buffers input / output data. The input / output circuit 24 outputs the write data input from the DQ terminal to the FIFO circuit 23, and outputs the read data input from the FIFO circuit 23 to the DQ terminal. In this case, the phase of the clock signal LCLK is adjusted so that the data signal output from the DQ terminal is synchronized with the external clock signal CK in synchronization with the clock signal LCLK.

内部電源発生回路25は、外部から電源VDD、VSSを入力し、内部の電源電圧に変更して各部に電源を供給する。   The internal power supply generation circuit 25 inputs power supply VDD and VSS from the outside, changes the internal power supply voltage, and supplies power to each unit.

ここで、アドレス入力回路11、コマンド入力回路13、入出力回路24に含まれる各入力回路では、外部から入力するアドレス、コマンド、データに係るそれぞれの信号をリファレンス信号VREFと比較し、比較結果に応じて論理的なH/Lレベルを決定する。   Here, in each input circuit included in the address input circuit 11, the command input circuit 13, and the input / output circuit 24, each signal related to the address, command, and data input from the outside is compared with the reference signal VREF, and the comparison result is obtained. Accordingly, the logical H / L level is determined.

次に、入力回路について説明する。図2は、1つの入力信号に対応する1個の入力回路の回路図と動作波形を示す図である。図2(A)において、図5と同一の符号は、同一物を表し、その説明を省略する。   Next, the input circuit will be described. FIG. 2 is a diagram showing a circuit diagram and operation waveforms of one input circuit corresponding to one input signal. 2A, the same reference numerals as those in FIG. 5 represent the same items, and the description thereof is omitted.

PMOSトランジスタMP4は、ソースを電源VDDに接続し、ゲートをPMOSトランジスタMP1のドレインに接続し、ドレインをPMOSトランジスタMP6のソースおよびNMOSトランジスタMN3のゲートに接続する。PMOSトランジスタMP6は、ゲートをPMOSトランジスタMP1のドレインに接続し、ドレインを電源VSSに接続する。PMOSトランジスタMP4、MP6は、PMOSトランジスタMP1のドレインの電圧NOTに応じてNMOSトランジスタMN3のゲートの電圧VNを制御するバイアス制御回路を構成する。   The PMOS transistor MP4 has a source connected to the power supply VDD, a gate connected to the drain of the PMOS transistor MP1, and a drain connected to the source of the PMOS transistor MP6 and the gate of the NMOS transistor MN3. The PMOS transistor MP6 has a gate connected to the drain of the PMOS transistor MP1, and a drain connected to the power supply VSS. The PMOS transistors MP4 and MP6 constitute a bias control circuit that controls the voltage VN of the gate of the NMOS transistor MN3 in accordance with the voltage NOT of the drain of the PMOS transistor MP1.

PMOSトランジスタMP7は、ソースを電源VDDに接続し、ゲートをNMOSトランジスタMN1のドレインに接続し、ドレインをNMOSトランジスタMN6のドレインおよびゲートに接続する。NMOSトランジスタMN6は、ソースを電源VSSに接続する。NMOSトランジスタMN7は、ドレインをPMOSトランジスタMP3のドレインに接続して出力信号OUTを出力し、ゲートをNMOSトランジスタMN6のドレインに接続し、ソースを電源VSSに接続する。PMOSトランジスタMP3は、NMOSトランジスタMN2のドレインの信号NOBを反転し、出力信号OUTとして出力するに際し、電源VDD側に駆動能力を持った出力回路として機能する。また、NMOSトランジスタMN7は、NMOSトランジスタMN1のドレインの信号NOTを正転し、出力信号OUTとして出力するに際し、電源VSS側に駆動能力を持った出力回路として機能する。   The PMOS transistor MP7 has a source connected to the power supply VDD, a gate connected to the drain of the NMOS transistor MN1, and a drain connected to the drain and gate of the NMOS transistor MN6. The NMOS transistor MN6 has a source connected to the power supply VSS. The NMOS transistor MN7 has a drain connected to the drain of the PMOS transistor MP3 and outputs an output signal OUT, a gate connected to the drain of the NMOS transistor MN6, and a source connected to the power supply VSS. The PMOS transistor MP3 functions as an output circuit having driving capability on the power supply VDD side when inverting the signal NOB of the drain of the NMOS transistor MN2 and outputting the inverted signal NOB as the output signal OUT. The NMOS transistor MN7 functions as an output circuit having a driving capability on the power supply VSS side when the signal NOT of the drain of the NMOS transistor MN1 is normally rotated and output as the output signal OUT.

以上のような構成の入力回路は、図2(B)に示すように、リファレンス信号VREF(一例として1.1V)と入力信号IN(振幅は、1.0V〜1.2V=VDDのレベル)のレベル比較から増幅した出力信号OUT(振幅は、VDD:1.2V〜VSS:0V)を出力する。   As shown in FIG. 2B, the input circuit configured as described above includes a reference signal VREF (1.1 V as an example) and an input signal IN (amplitude is a level of 1.0 V to 1.2 V = VDD). The output signal OUT (amplitude is VDD: 1.2 V to VSS: 0 V) is output from the level comparison of.

次に、リファレンス信号VREFがあるタイミングで高→低へシフトした際の動作について説明する。図3は、リファレンス信号VREFがあるタイミングで高→低へシフトした際の各部の信号レベルを示す図である。   Next, an operation when the reference signal VREF is shifted from high to low at a certain timing will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating signal levels of the respective parts when the reference signal VREF is shifted from high to low at a certain timing.

まず、リファレンス信号VREFが低下する(1.1V→0.72V)と、NMOSトランジスタMN1の能力低下によりNOTのレベルが上昇する(0.57→0.57+α)。NOTはPMOSトランジスタMP4、MP6の双方のゲートに与えられ、PMOSトランジスタMP4、MP6は、其々三極管領域、飽和領域で動作するようになっている。NOTの変化による電流変化は、飽和領域で動作するMP6の方がより強く受け、MP6の能力がMP4のそれと比して大きく低下し、VNのレベルを引き上げる(0.92V+α)。すると、NMOSトランジスタMN3の能力が上昇し、NMOSトランジスタMN1を経由してNOTのレベルを下げる方向に動作する(0.57→0.57+α→0.63)。NOTのレベル低下は、PMOSトランジスタMP4、MP6のそれぞれにも作用し、結果的に図3に示す信号レベルに各接点が落ち着くこととなる。   First, when the reference signal VREF decreases (1.1 V → 0.72 V), the NOT level increases (0.57 → 0.57 + α) due to a decrease in the capability of the NMOS transistor MN1. NOT is given to the gates of both PMOS transistors MP4 and MP6, and the PMOS transistors MP4 and MP6 operate in the triode region and the saturation region, respectively. The current change due to the NOT change is more strongly received by the MP6 operating in the saturation region, and the ability of the MP6 is greatly reduced as compared with that of the MP4, raising the level of VN (0.92V + α). Then, the capability of the NMOS transistor MN3 increases, and the operation is performed in a direction of decreasing the NOT level via the NMOS transistor MN1 (0.57 → 0.57 + α → 0.63). The drop in the NOT level also acts on each of the PMOS transistors MP4 and MP6, and as a result, the respective contacts settle down to the signal levels shown in FIG.

最終的なNOT、NOBのレベル変化を抑えることでリファレンス信号VREFのレベルの変化による動作速度の変化を抑えることが可能となる。また、バイアス制御回路は、PMOSトランジスタMP4、MP6のみの1系統で構成されているため、電圧の制約がVDD>|VTP|+Vodである。差動アンプ本体、後段の擬似差動アンプの制約がVDD>VTN+Vodであり、各部の接続部の制約もこの2つの制約になる。ここでVTPは、PMOSトランジスタの閾値電圧、VTNは、NMOSトランジスタの閾値電圧、Vodは、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタの飽和電圧である。   By suppressing the final level change of NOT and NOB, it is possible to suppress the change in the operation speed due to the change in the level of the reference signal VREF. Further, since the bias control circuit is composed of only one system including the PMOS transistors MP4 and MP6, the voltage constraint is VDD> | VTP | + Vod. The restrictions of the differential amplifier main body and the pseudo differential amplifier in the subsequent stage are VDD> VTN + Vod, and the restrictions on the connection part of each part are also these two restrictions. Here, VTP is a threshold voltage of the PMOS transistor, VTN is a threshold voltage of the NMOS transistor, and Vod is a saturation voltage of the PMOS transistor and the NMOS transistor.

図4は、本発明の一の実施例に係る入力回路が用いられるシステムの構成図である。上記においてはメモリ装置40内の入力回路を例として説明したが、これに限定されない。すなわち、図4において、メモリ装置40がコントローラ30からアドレス信号ADDやコマンド信号COMを受信するのと同様に、コントローラ30もメモリ装置40からのリードデータDATAを受信する。このようなコントローラ30の入力回路35においても、図2(A)に示す入力回路を用いることが可能であることはいうまでも無い。   FIG. 4 is a configuration diagram of a system in which an input circuit according to an embodiment of the present invention is used. In the above description, the input circuit in the memory device 40 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. That is, in FIG. 4, the controller 30 receives the read data DATA from the memory device 40 in the same manner as the memory device 40 receives the address signal ADD and the command signal COM from the controller 30. It goes without saying that the input circuit shown in FIG. 2A can also be used in the input circuit 35 of the controller 30.

さらに、以上のようにメモリ装置における入力回路を例として挙げたが、それに限らず、本発明における入力回路は、データ転送等に関わる回路全般に適用することが可能である。   Further, as described above, the input circuit in the memory device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the input circuit in the present invention can be applied to all circuits related to data transfer and the like.

なお、前述の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   It should be noted that the disclosure of the aforementioned patent document is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

11 アドレス入力回路
12 アドレスラッチ回路
13 コマンド入力回路
14 コマンドデコード回路
15 モードレジスタ
16 リフレッシュ制御回路
17 カラムデコーダ
18 ロウデコーダ
19 メモリセルアレイ
20 クロック入力回路
21 タイミングジェネレータ
22 DLL回路
23 FIFO回路
24 入出力回路
25 内部電源発生回路
30 コントローラ
35 入力回路
40 メモリ装置
MN1〜MN7 NMOSトランジスタ
MP1〜MN7 PMOSトランジスタ
11 address input circuit 12 address latch circuit 13 command input circuit 14 command decode circuit 15 mode register 16 refresh control circuit 17 column decoder 18 row decoder 19 memory cell array 20 clock input circuit 21 timing generator 22 DLL circuit 23 FIFO circuit 24 input / output circuit 25 Internal power generation circuit 30 Controller 35 Input circuit 40 Memory devices MN1 to MN7 NMOS transistors MP1 to MN7 PMOS transistors

Claims (4)

第1及び第2の入力端子に現れる電位差を第1及び第2の電源に基づいて増幅する差動アンプと、
前記差動アンプを動作させるバイアス電流を制御するバイアストランジスタと、
前記差動アンプの負荷となるカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路のダイオード接続側と其々の制御端が接続されると共に前記第1及び第2の電源間に直列に接続される、前記バイアストランジスタと逆導電型の第1及び第2のトランジスタを有し、前記第1及び第2のトランジスタの間の接続ノードを前記バイアストランジスタの制御端に接続するバイアス制御回路と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A differential amplifier that amplifies the potential difference appearing at the first and second input terminals based on the first and second power sources;
A bias transistor for controlling a bias current for operating the differential amplifier;
A current mirror circuit serving as a load of the differential amplifier;
The first and second transistors having a conductivity type opposite to that of the bias transistor are connected to the diode connection side of the current mirror circuit and the respective control terminals and connected in series between the first and second power supplies. A bias control circuit for connecting a connection node between the first and second transistors to a control terminal of the bias transistor;
A semiconductor device comprising:
請求項1記載の半導体装置は、半導体記憶装置であって、
前記半導体記憶装置における入力回路は、前記差動アンプと前記バイアストランジスタと前記カレントミラー回路と前記バイアス制御回路とを備えることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 is a semiconductor memory device,
An input circuit in the semiconductor memory device includes the differential amplifier, the bias transistor, the current mirror circuit, and the bias control circuit.
前記入力回路は、前記半導体記憶装置におけるアドレス入力回路、コマンド入力回路、および入出力回路内に含まれることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the input circuit is included in an address input circuit, a command input circuit, and an input / output circuit in the semiconductor memory device. 請求項1記載の半導体装置は、半導体記憶装置を制御する制御装置であって、
前記制御装置における前記半導体記憶装置と接続される入力回路は、前記差動アンプと前記バイアストランジスタと前記カレントミラー回路と前記バイアス制御回路とを備えることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 is a control device that controls the semiconductor memory device,
An input circuit connected to the semiconductor memory device in the control device includes the differential amplifier, the bias transistor, the current mirror circuit, and the bias control circuit.
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