JP2014229338A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of a semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a transistor T1 having one end connected to a main IO line MIOB and the other end to which a power source potential VDD is supplied; a transistor T2 having one end connected to a main IO line MIOT and the other end to which the power source potential VDD is supplied; a transistor T3 having one end connected to the main IO line MIOB and the other end to which a ground potential VSS is supplied; a transistor T4 having one end connected to the main IO line MIOT and the other end to which the ground potential VSS is supplied; and a control circuit 55 controlling the on/off states of the transistors T1-T4 based on data to be supplied to a main IO line pair MIO. When turned on, the transistors T1, T2 supply a first potential lower than the power source potential VDD to the corresponding main IO line. When turned on, the transistors T3, T4 supply the ground potential VSS to the corresponding main IO line.

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、ライトドライバを有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a write driver.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体装置では、メモリセルへのライトデータの書き込みにライトドライバが用いられる。ライトドライバは、メインIO線対の電位をライトデータに応じて制御するものであり、メインIO線対の一方(メインIO線MIOT)及び他方(メインIO線MIOB)にそれぞれの出力端子が接続された2つのCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor field-effect transistor)を含んで構成される。以下、メインIO線MIOTに接続されたCMOSを「トゥルー側CMOS」と称し、メインIO線MIOBに接続されたCMOSを「バー側CMOS」と称する。   In a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a write driver is used for writing write data to a memory cell. The write driver controls the potential of the main IO line pair according to the write data, and each output terminal is connected to one (main IO line MIOT) and the other (main IO line MIOB) of the main IO line pair. 2 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor field-effect transistor). Hereinafter, the CMOS connected to the main IO line MIOT is referred to as “true side CMOS”, and the CMOS connected to the main IO line MIOB is referred to as “bar side CMOS”.

トゥルー側CMOS及びバー側CMOSはともに、Pチャンネル型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)(PMOS)とNチャンネル型MOSFET(NMOS)とが、電源電位VDDが供給される電源配線と接地電位VSSが供給される電源配線との間に直列に接続された構成を有している。メインIO線MIOTをハイ、メインIO線MIOBをローとする場合には、トゥルー側CMOSのPMOS及びバー側CMOSのNMOSがオン、他の2つのトランジスタがオフとされる。一方、メインIO線MIOTをロー、メインIO線MIOBをハイとする場合には、トゥルー側CMOSのNMOS及びバー側CMOSのPMOSがオン、他の2つのトランジスタがオフとされる。こうすることでメインIO線対間にVDD−VSSの電位差が生じ、この電位差が、センスアンプ及びビット線対を通じてメモリセルに書き込まれる。   In both the true side CMOS and the bar side CMOS, a P-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) (PMOS) and an N-channel MOSFET (NMOS) are connected to the power supply wiring to which the power supply potential VDD is supplied and to the ground. The power supply wiring to which the potential VSS is supplied is connected in series. When the main IO line MIOT is set high and the main IO line MIOB is set low, the true side CMOS PMOS and the bar side CMOS NMOS are turned on, and the other two transistors are turned off. On the other hand, when the main IO line MIOT is set to low and the main IO line MIOB is set to high, the true side CMOS NMOS and the bar side CMOS PMOS are turned on, and the other two transistors are turned off. By doing so, a potential difference of VDD-VSS is generated between the main IO line pair, and this potential difference is written into the memory cell through the sense amplifier and the bit line pair.

特許文献1の図4には、上記のような構造のライトドライバを有する半導体装置が開示されている。   FIG. 4 of Patent Document 1 discloses a semiconductor device having a write driver having the above structure.

特開2009−13035号公報JP 2009-13035 A

ところで、上記のようにトランジスタのオンオフを行う場合、オンオフの切り替えごとに、メインIO線対に電流が流れることになる。電流が流れるということは、電力が消費されるということを意味する。近年の半導体装置においては低消費電力化の要請がますます厳しくなっており、このような電流(充放電電流)による電力消費をできるだけ抑えることが求められている。   By the way, when the transistor is turned on and off as described above, a current flows through the main IO line pair every time the transistor is turned on and off. The flow of current means that power is consumed. In recent years, the demand for lower power consumption in semiconductor devices has become stricter, and it is required to suppress power consumption due to such a current (charge / discharge current) as much as possible.

ここで、DRAMのライト動作に関して言えば、メインIO線対間の電位差は必ずしもVDD−VSSである必要はなく、より小さな値であっても十分にライトデータの書き込みは可能である。上記のようなメインIO線対の充放電電流はメインIO線対間の電位差の変動が大きいほど大きくなることから、メインIO線対間の電位差がVDD−VSSであることは、低消費電力化の観点からは無駄である。したがって、メインIO線対間の電位差を小さくすることが求められている。   Here, regarding the write operation of the DRAM, the potential difference between the main IO line pair does not necessarily need to be VDD-VSS, and write data can be sufficiently written even with a smaller value. Since the charge / discharge current of the main IO line pair as described above becomes larger as the fluctuation of the potential difference between the main IO line pairs becomes larger, the fact that the potential difference between the main IO line pairs is VDD-VSS reduces the power consumption. From the point of view, it is useless. Therefore, it is required to reduce the potential difference between the main IO line pairs.

本発明の一側面による半導体装置は、第1及び第2のデータ線からなる第1のデータ線対と、一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電源電位より低い第1の電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第1のトランジスタと、一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第2のトランジスタと、一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に前記第1の電位より低い第2の電源電位が供給され、オンであるときに前記第2の電源電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第3のトランジスタと、一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第2の電源電位が供給され、オンであるときに前記第2の電源電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第4のトランジスタと、前記第1のデータ線対に供給すべきデータに基づいて、前記第1乃至第4のトランジスタのオンオフ状態を制御する制御回路とを備えることを特徴とする。   A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a first data line pair including first and second data lines, one end connected to the first data line, and the other end supplied with a first power supply potential. And a first transistor configured to supply a first potential lower than the first power supply potential to the first data line when turned on, and one end connected to the second data line A second transistor configured to supply the first power supply potential to the second data line when the first power supply potential is supplied to the other end and is turned on; A second power supply potential lower than the first potential is supplied to the other end, and the second power supply potential is supplied to the first data line when turned on. A third transistor configured and one end connected to the second data line; A fourth transistor configured to supply the second power supply potential to the second data line when the second power supply potential is supplied to the other end and is turned on; and And a control circuit for controlling on / off states of the first to fourth transistors based on data to be supplied to the data line pair.

本発明によれば、第1のデータ線対間の電位差の最大値が、第1の電位(<第1の電源電位)と第2の電源電位の差に等しくなる。したがって、第1のデータ線対間の電位差の最大値が第1の電源電位と第2の電源電位の差に等しい場合に比べ、半導体装置の低消費電力化が実現される。   According to the present invention, the maximum value of the potential difference between the first data line pair is equal to the difference between the first potential (<first power supply potential) and the second power supply potential. Therefore, the power consumption of the semiconductor device can be reduced compared to the case where the maximum value of the potential difference between the first data line pair is equal to the difference between the first power supply potential and the second power supply potential.

本発明の好ましい実施の形態による半導体装置1の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of a semiconductor device 1 according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好ましい第1の実施の形態による半導体装置1の構成の一部(バンクBAからローカルIO線LIO0に至る部分)を示すブロック図である。Is a block diagram showing a (portion extending in the local IO line LIO0 from the bank BA 0) preferably a part of the structure the semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention. 図1に示す半導体装置1の構成の他の一部(メインIO線MIOに関連する部分)を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing another part of the configuration of the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 (part related to the main IO line MIO). 図1に示す半導体装置1の信号波形図である。FIG. 2 is a signal waveform diagram of the semiconductor device 1 shown in FIG. 1. 本発明の好ましい第2の実施の形態による半導体装置1の構成の一部(メインIO線MIOに関連する部分)を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a part of a configuration of a semiconductor device 1 according to a preferred second embodiment of the present invention (a part related to a main IO line MIO). 図3に示す半導体装置1及び図5に示す半導体装置1の信号波形図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram of the semiconductor device 1 shown in FIG. 3 and the semiconductor device 1 shown in FIG. 5.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の第1の実施の形態による半導体装置1は、1つの半導体チップに集積されたDDR4タイプのDRAMであり、図1に示すように、n+1個のバンクBA〜BAに分割されたメモリセルアレイ30を備えている。各バンクBA(kは0〜nの整数)は個別にコマンドを実行可能な単位であり、基本的に並行して動作可能である。 The semiconductor device 1 according to the first embodiment of the present invention is a DRAM of DDR4 types that are integrated into a single semiconductor chip, as shown in FIG. 1, is divided into (n + 1) of the bank BA 0 ~BA n A memory cell array 30 is provided. Each bank BA k (k is an integer of 0 to n) is a unit that can individually execute a command, and can basically operate in parallel.

図1には示していないが、各バンクBAには互いに交差する複数のワード線と複数のビット線が設けられており、それらの交点にメモリセルが配置されている。ワード線の選択はロウデコーダ31によって行われ、ビット線の選択はカラムデコーダ33によって行われる。ビット線は、センス回路32内の対応するセンスアンプにそれぞれ接続されており、カラムデコーダ33により選択されたビット線は、対応するセンスアンプを介してデータ制御回路34に接続される。各ビット線とデータ制御回路34の間はローカルIO線及びメインIO線によって接続されるが、この点についての詳細は後述する。データ制御回路34は、ラッチ回路35を介して入出力回路36に接続される。入出力回路36は、データ端子16を介してデータDQの入出力を行う回路ブロックである。 Although not shown in Figure 1, a plurality of word lines and a plurality of bit lines which cross each other in each bank BA k is provided, the memory cells are arranged at intersections thereof. The selection of the word line is performed by the row decoder 31 k , and the selection of the bit line is performed by the column decoder 33 k . The bit lines are respectively connected to the corresponding sense amplifiers in the sense circuit 32 k , and the bit lines selected by the column decoder 33 k are connected to the data control circuit 34 via the corresponding sense amplifiers. Each bit line and the data control circuit 34 are connected by a local IO line and a main IO line, which will be described in detail later. The data control circuit 34 is connected to the input / output circuit 36 via the latch circuit 35. The input / output circuit 36 is a circuit block that inputs and outputs data DQ through the data terminal 16.

半導体装置1は、データ端子16の他に、外部端子としてクロック端子10a,10b、クロックイネーブル端子11、アドレス端子12、コマンド端子13、アラート端子14、電源端子15、データ端子16、ストローブ端子17、オンダイターミネーション(ODT)端子18、データマスク(DM)/データバスインバージョン(DBI)端子19を備えている。   In addition to the data terminal 16, the semiconductor device 1 includes clock terminals 10a and 10b, a clock enable terminal 11, an address terminal 12, a command terminal 13, an alert terminal 14, a power supply terminal 15, a data terminal 16, a strobe terminal 17, as external terminals. An on-die termination (ODT) terminal 18 and a data mask (DM) / data bus inversion (DBI) terminal 19 are provided.

ストローブ端子17は、外部ストローブ信号DQS,/DQSを入出力するための端子である。外部ストローブ信号DQS,/DQSは、データ端子16を介して入出力されるデータDQの入出力タイミングを規定するための信号であり、リードデータに対応するものとライトデータに対応するものとがある。前者は、入出力回路36からストローブ端子17を介して外部に出力される。後者は、外部からストローブ端子17を介してラッチ回路35に供給される。なお、本明細書において信号名の先頭に「/」が付されている信号は、対応する信号の反転信号又はローアクティブな信号であることを意味する。したがって、外部ストローブ信号DQS,/DQSは互いに相補の信号である。   The strobe terminal 17 is a terminal for inputting / outputting external strobe signals DQS, / DQS. The external strobe signals DQS and / DQS are signals for defining the input / output timing of the data DQ input / output via the data terminal 16, and there are signals corresponding to read data and signals corresponding to write data. . The former is output from the input / output circuit 36 to the outside via the strobe terminal 17. The latter is supplied from the outside to the latch circuit 35 via the strobe terminal 17. In the present specification, a signal having “/” at the beginning of a signal name means an inverted signal of the corresponding signal or a low active signal. Therefore, external strobe signals DQS and / DQS are complementary signals.

クロック端子10a,10bはそれぞれ外部クロック信号CK,/CKが供給される端子である。クロック信号CK,/CKも、互いに相補の信号である。クロック端子10a,10bに供給された外部クロック信号CK,/CKは、クロック生成回路20及びDLL回路37に供給される。クロック生成回路20は、外部クロック信号CK,/CKに基づいて内部クロック信号を生成する回路である。生成された内部クロック信号は、コマンドデコーダ21、コントロールロジック22、カラムデコーダ33〜33、データ制御回路34、及びラッチ回路35などに供給される。DLL回路37は、外部クロック信号CK、/CKに基づいて位相制御された出力クロック信号を生成する回路である。出力クロック信号は、入出力回路36により、リードデータの出力タイミングを規定するタイミング信号として用いられる。 The clock terminals 10a and 10b are terminals to which external clock signals CK and / CK are supplied, respectively. The clock signals CK and / CK are also complementary signals. The external clock signals CK and / CK supplied to the clock terminals 10 a and 10 b are supplied to the clock generation circuit 20 and the DLL circuit 37. The clock generation circuit 20 is a circuit that generates an internal clock signal based on the external clock signals CK and / CK. The generated internal clock signal is supplied to the command decoder 21, the control logic 22, the column decoders 33 1 to 33 n , the data control circuit 34, the latch circuit 35, and the like. The DLL circuit 37 is a circuit that generates an output clock signal whose phase is controlled based on the external clock signals CK and / CK. The output clock signal is used by the input / output circuit 36 as a timing signal that defines the output timing of the read data.

アドレス端子12は、バンクアドレス信号BA及びアドレス信号Addressを含むアドレス信号ADDの各ビットが供給される複数の端子によって構成される。供給されたアドレス信号ADDは、ロウコントロール回路25、カラムコントロール回路26、モードレジスタ24、コマンドデコーダ21などに供給される。   The address terminal 12 includes a plurality of terminals to which each bit of the address signal ADD including the bank address signal BA and the address signal Address is supplied. The supplied address signal ADD is supplied to the row control circuit 25, the column control circuit 26, the mode register 24, the command decoder 21, and the like.

通常、アドレス信号ADDはメモリセルを特定する信号となる。この場合、バンクアドレス信号BAによって複数のバンクBAのうちの1つが特定され、アドレス信号Addressによって、バンクアドレス信号BAにより特定されるバンクBA内のメモリセルが特定される。アドレス信号Addressには、ワード線を特定するロウアドレスと、ビット線を特定するカラムアドレスとが含まれ、ロウアドレスはロウコントロール回路25に、カラムアドレスはカラムコントロール回路26にそれぞれ供給される。 Usually, the address signal ADD is a signal for specifying a memory cell. In this case, one of the plurality of banks BA k is specified by the bank address signal BA, and a memory cell in the bank BA k specified by the bank address signal BA is specified by the address signal Address. The address signal Address includes a row address that specifies a word line and a column address that specifies a bit line. The row address is supplied to the row control circuit 25 and the column address is supplied to the column control circuit 26, respectively.

ロウコントロール回路25は、バンクアドレス信号BAに基づいてバンクBAを選択するとともに、ロウアドレスに基づいて、選択したバンクBA内のロウデコーダ31を制御する機能を有している。ロウデコーダ31は、供給されたロウアドレスに基づき、上述したようにワード線の選択を行う。また、カラムコントロール回路26は、カラムアドレスに基づいてカラムデコーダ33を制御する機能を有している。カラムデコーダ33は、供給されたカラムアドレスに基づき、上述したようにビット線の選択を行う。 The row control circuit 25 has a function of selecting the bank BA k based on the bank address signal BA and controlling the row decoder 31 k in the selected bank BA k based on the row address. The row decoder 31 k, based on the supplied row address, and selects a word line as described above. The column control circuit 26 has a function of controlling the column decoder 33 k on the basis of the column address. The column decoder 33 k selects a bit line as described above based on the supplied column address.

一方、半導体装置1がモードレジスタセットモードにエントリーしている場合のアドレス信号ADDは、同時期に入力されるコマンド信号に応じた所定の情報を示す信号となる。この場合のアドレス信号ADDはモードレジスタ24に供給され、これによってモードレジスタ24の内容が更新される。   On the other hand, the address signal ADD when the semiconductor device 1 enters the mode register set mode is a signal indicating predetermined information corresponding to the command signal input at the same time. The address signal ADD in this case is supplied to the mode register 24, whereby the contents of the mode register 24 are updated.

コマンド端子13は、チップセレクト信号/CS、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、ライトイネーブル信号/WE、アクト信号/ACT、パリティ信号PRT、リセット信号RESET_N、及びバウンダリスキャン信号TENなどの各種コマンド信号CMDがそれぞれ供給される複数の端子によって構成される。コマンド端子13に供給されたコマンド信号CMDはコマンドデコーダ21に入力され、コマンドデコーダ21によって各種内部コマンドに変換される。コマンドデコーダ21が生成した各種内部コマンド信号は、コントロールロジック22に供給される。コントロールロジック22は、供給された内部コマンド信号に基づいて、ロウコントロール回路25、カラムコントロール回路26などの動作を制御するよう構成される。   The command terminal 13 includes a chip select signal / CS, a row address strobe signal / RAS, a column address strobe signal / CAS, a write enable signal / WE, an act signal / ACT, a parity signal PRT, a reset signal RESET_N, and a boundary scan signal TEN. Are constituted by a plurality of terminals to which various command signals CMD are respectively supplied. The command signal CMD supplied to the command terminal 13 is input to the command decoder 21 and converted into various internal commands by the command decoder 21. Various internal command signals generated by the command decoder 21 are supplied to the control logic 22. The control logic 22 is configured to control operations of the row control circuit 25, the column control circuit 26, and the like based on the supplied internal command signal.

コマンドデコーダ21には、図示しない検証回路が含まれている。検証回路は、パリティ信号PRTに基づいてアドレス信号ADD及びコマンド信号CMDを検証し、その結果、アドレス信号ADD又はコマンド信号CMDに誤りが存在する場合には、コントロールロジック22及び出力バッファ23を介して、アラート端子14からアラート信号ALERT_Nを出力する。   The command decoder 21 includes a verification circuit (not shown). The verification circuit verifies the address signal ADD and the command signal CMD based on the parity signal PRT. As a result, if there is an error in the address signal ADD or the command signal CMD, the verification circuit passes through the control logic 22 and the output buffer 23. The alert signal ALERT_N is output from the alert terminal 14.

電源端子15は、それぞれ電源電位VPP,VDD及び接地電位VSSが供給される複数の端子によって構成される。電源電位VPPとして電源端子15に供給される電位は、通常、電源電位VDDより高い電位レベルの電位である。電源端子15に供給された各電位は、電圧生成回路39に供給される。電圧生成回路39は、電源電位VDD,VPPに基づいて各種内部電位を生成する回路ブロックであり、後述するローカルIO線対のプリチャージ電位であるビット線電位VBLP、センス回路32内のセンスアンプにおいて用いられるアレイ電位VARYなどを生成する。ビット線電位VBLP及びアレイ電位VARYはいずれも電源電位VDDより低い電位レベルの電位であり、電圧生成回路39は、電源電位VDDを降圧することによって、これらの電位を生成する。 The power supply terminal 15 includes a plurality of terminals to which the power supply potentials VPP and VDD and the ground potential VSS are respectively supplied. The potential supplied to the power supply terminal 15 as the power supply potential VPP is usually a potential at a higher potential level than the power supply potential VDD. Each potential supplied to the power supply terminal 15 is supplied to the voltage generation circuit 39. Voltage generating circuit 39 is a circuit block that generates various internal potentials based power supply potential VDD, the VPP, which will be described later local IO line pair precharge potential at a bit line potential VBLP, the sense amplifier in the sense circuit 32 k The array potential VARY and the like used in the above are generated. Both the bit line potential VBLP and the array potential VARY are potential levels lower than the power supply potential VDD, and the voltage generation circuit 39 generates these potentials by stepping down the power supply potential VDD.

ODT端子18は、終端信号ODTが供給される端子である。終端信号ODTは入出力回路36に含まれる図示しない出力バッファを終端抵抗器として使用する場合に活性化される信号であり、ODT端子18から入出力回路36に供給される。   The ODT terminal 18 is a terminal to which a termination signal ODT is supplied. The termination signal ODT is a signal that is activated when an output buffer (not shown) included in the input / output circuit 36 is used as a termination resistor, and is supplied from the ODT terminal 18 to the input / output circuit 36.

DM/DBI端子19は、データマスク信号DM又はデータバスインバージョン信号DBIが供給される端子である。データマスク信号DMは、ライトデータ及びリードデータの一部をマスクする場合に活性化される信号であり、データバスインバージョン信号DBIは、DDR4で追加されたDBI技術によりリードデータが反転された場合に活性化される信号である。データマスク信号DM及びデータバスインバージョン信号DBIともに、DM/DBI端子19から入出力回路36に供給される。   The DM / DBI terminal 19 is a terminal to which the data mask signal DM or the data bus inversion signal DBI is supplied. The data mask signal DM is activated when masking part of the write data and read data, and the data bus inversion signal DBI is when the read data is inverted by the DBI technique added in DDR4. It is a signal that is activated. Both the data mask signal DM and the data bus inversion signal DBI are supplied from the DM / DBI terminal 19 to the input / output circuit 36.

以上、本実施の形態による半導体装置1の全体構造について説明した。次に、本発明の特徴部分に着目して、より詳細に説明を進める。なお、以下の説明では、図1に示したバンクBAに着目して説明するが、他のバンクBA〜BAについても同様である。 The overall structure of the semiconductor device 1 according to the present embodiment has been described above. Next, a detailed description will be given focusing on the characteristic part of the present invention. In the following description, the description will be given focusing on the bank BA 0 shown in FIG. 1, but the same applies to the other banks BA 1 to BA n .

図2に示すように、バンクBAの内部には、4つのビット線対BL0〜BL3が延設される。上述したように、バンクBA内には他にもワード線やメモリセルが設けられるが、図2ではこれらの図示を省略している。なお、ここではバンクBA内に延設されるビット線対の数を4つとしているが、1〜3又は5以上のビット線対を延設することとしても構わない。 As shown in FIG. 2, inside the bank BA 0, 4 pair of bit lines BL0~BL3 is extended. As described above, although in the bank BA 0 word line and a memory cell is provided to the other, it is not shown in these in FIG. Although the number of bit line pairs extending in the bank BA 0 is four here, one to three or five or more bit line pairs may be extended.

各ビット線対BLm(mは0〜3の整数)は、2本のビット線BLmT,BLmBにより構成される。ビット線BLmT,BLmBには相補のデータ(リードデータ又はライトデータ)が供給される。   Each bit line pair BLm (m is an integer of 0 to 3) is constituted by two bit lines BLmT and BLmB. Complementary data (read data or write data) is supplied to the bit lines BLmT and BLmB.

図1に示したセンス回路32には、ビット線対BLmごとのセンスアンプ40が含まれる。また、図1に示したカラムデコーダ33にはビット線対BLmごとのカラムスイッチ41が含まれ、各ビット線対BLmは、対応するカラムスイッチ41を介して、ローカルIO線対LIO0(第2のデータ線対)に接続される。ローカルIO線対LIO0は、バンクBAに対して設けられる複数のローカルIO線対のうちのひとつであり、ローカルIO線LIO0B(第3のデータ線)とローカルIO線LIO0T(第4のデータ線)とによって構成される。他のローカルIO線対及びこれらに接続されるビット線対については図示を省略しているが、同様の構成を有している。 The sense circuit 32 k illustrated in FIG. 1, includes a sense amplifier 40 m per bit line pair BLm. Further, the column decoder 33 k shown in FIG. 1 includes a column switch 41 m for each bit line pair BLm, and each bit line pair BLm is connected to the local IO line pair LIO0 (via the corresponding column switch 41 m ). 2nd data line pair). Local IO line pair LIO0 is one of a plurality of local IO line pairs provided corresponding to the bank BA 0, the local IO line LIO0B (third data line) and the local IO line LIO0T (fourth data lines ). Other local IO line pairs and bit line pairs connected to these are not shown, but have the same configuration.

センスアンプ40は、リード時にはビット線対BLm間の電位を増幅してローカルIO線対LIO0に出力する役割を果たす。具体的には、ビット線BLmT,BLmBのうち、電位が相対的に低くなっている一方の電位を接地電位VSSの電位レベルに駆動し、他方の電位を上述したアレイ電位VARYの電位レベルに駆動することにより、リードデータの増幅を行う。一方、ライト時のセンスアンプ40は、ローカルIO線対LIO0間の電位を、ライトデータとして対応するメモリセルに書き込む役割を果たす。具体的な動作は、リード時と同様である。 The sense amplifier 40 m plays a role of amplifying the potential between the bit line pair BLm and outputting it to the local IO line pair LIO0 at the time of reading. Specifically, of the bit lines BLmT and BLmB, one potential whose potential is relatively low is driven to the potential level of the ground potential VSS, and the other potential is driven to the potential level of the array potential VARY described above. As a result, the read data is amplified. Meanwhile, the sense amplifier 40 m at the time of writing, serves to write the potential between the local IO line pair LIO0, the corresponding memory cell as write data. The specific operation is the same as that at the time of reading.

カラムスイッチ41は、図2に示すように、ビット線ごとに設けられたトランジスタ(NMOS)によって構成される。カラムスイッチ41を構成する各トランジスタのゲート電極には、図1に示したカラムコントロール回路26からカラムスイッチ選択信号YSmが供給される。カラムスイッチ41は、対応するカラムスイッチ選択信号YSmが活性化されると、対応するビット線対BLmをローカルIO線対LIO0に接続し、対応するカラムスイッチ選択信号YSmが非活性とされると、対応するビット線対BLmをローカルIO線対LIO0から切り離すよう構成される。これにより、リード又はライトの対象であるメモリセルに接続されたビット線対BLmのみが、ローカルIO線対LIO0に接続される。 Column switch 41 m, as shown in FIG. 2, formed by transistors (NMOS) provided for each bit line. The gate electrodes of the transistors constituting the column switch 41 m is a column switch selecting signal YSm from the column control circuit 26 shown in FIG. 1 is supplied. When the corresponding column switch selection signal YSm is activated, the column switch 41 m connects the corresponding bit line pair BLm to the local IO line pair LIO0, and when the corresponding column switch selection signal YSm is deactivated. The corresponding bit line pair BLm is configured to be disconnected from the local IO line pair LIO0. Thereby, only the bit line pair BLm connected to the memory cell to be read or written is connected to the local IO line pair LIO0.

ローカルIO線対LIO0には、図2に示すように、プリチャージ回路42が設けられる。また、ローカルIO線対LIO0は、ローカルIO線選択スイッチ43を介して、メインIO線対MIO(第1のデータ線対)に接続される。なお、ここではメインIO線対MIOに接続されるローカルIO線対を1つだけ図示しているが、実際には複数のローカルIO線対が1つのメインIO線対MIOに接続される。メインIO線対MIOは、メインIO線MIOB(第1のデータ線)とメインIO線MIOT(第2のデータ線)とによって構成される。プリチャージ回路42及びローカルIO線選択スイッチ43は、ローカルIO線対ごとに設けられる。   The local IO line pair LIO0 is provided with a precharge circuit 42 as shown in FIG. The local IO line pair LIO0 is connected to the main IO line pair MIO (first data line pair) via the local IO line selection switch 43. Although only one local IO line pair connected to the main IO line pair MIO is shown here, a plurality of local IO line pairs are actually connected to one main IO line pair MIO. The main IO line pair MIO includes a main IO line MIOB (first data line) and a main IO line MIOT (second data line). The precharge circuit 42 and the local IO line selection switch 43 are provided for each local IO line pair.

プリチャージ回路42は、図2に示すように、それぞれの一端がローカルIO線LIO0B,LIO0Tに接続されたトランジスタT11(第11のトランジスタ)及びトランジスタ(第12のトランジスタ)によって構成される。トランジスタT11,T12それぞれの他端には、上述したビット線電位VBLP(第3の電源電位)が共通に供給される。トランジスタT11,T12はともにNMOSである。また、ローカルIO線選択スイッチ43は、一端がローカルIO線LIO0Bに接続され、他端がメインIO線MIOBに接続されたトランジスタT9と、一端がローカルIO線LIO0Tに接続され、他端がメインIO線MIOTに接続されたトランジスタT10とによって構成される。トランジスタT9,T10もNMOSである。   As shown in FIG. 2, the precharge circuit 42 includes a transistor T11 (an eleventh transistor) and a transistor (a twelfth transistor) each having one end connected to the local IO lines LIO0B and LIO0T. The bit line potential VBLP (third power supply potential) described above is commonly supplied to the other ends of the transistors T11 and T12. Transistors T11 and T12 are both NMOS. The local IO line selection switch 43 has one end connected to the local IO line LIO0B, the other end connected to the main IO line MIOB, one end connected to the local IO line LIO0T, and the other end connected to the main IO line. And a transistor T10 connected to the line MIOT. Transistors T9 and T10 are also NMOS.

トランジスタT9,T10の各ゲート電極には、図1に示したカラムコントロール回路26から制御信号AMST0が共通に供給される。また、トランジスタT11,T12の各ゲート電極には、制御信号AMST0の反転信号が共通に供給される。したがって、トランジスタT9,T10、トランジスタT11,T12はそれぞれ互いに同一のオンオフ状態を取り、かつ、トランジスタT9,T10がオンのときにトランジスタT11,T12はオフ、トランジスタT9,T10がオフのときにトランジスタT11,T12はオンとなる。   A control signal AMST0 is commonly supplied to the gate electrodes of the transistors T9 and T10 from the column control circuit 26 shown in FIG. Further, an inverted signal of the control signal AMST0 is commonly supplied to the gate electrodes of the transistors T11 and T12. Therefore, the transistors T9 and T10 and the transistors T11 and T12 are in the same ON / OFF state, respectively, and when the transistors T9 and T10 are ON, the transistors T11 and T12 are OFF, and when the transistors T9 and T10 are OFF, the transistor T11 , T12 are turned on.

制御信号AMST0は、リード又はライトの際、ローカルIO線対LIO0とメインIO線対MIOとを接続する必要がある場合に、ハイレベルに活性化される信号である。カラムコントロール回路26はビット線電位VBLPより高い電位(第2の電位)を受けて動作するように構成されており、したがって、制御信号AMST0の電位レベルは、ビット線電位VBLPより高い電位となっている。以下では、制御信号AMST0の電位レベルは電源電位VDDに等しい、として説明を続ける。   The control signal AMST0 is a signal that is activated to a high level when it is necessary to connect the local IO line pair LIO0 and the main IO line pair MIO at the time of reading or writing. The column control circuit 26 is configured to operate in response to a potential (second potential) higher than the bit line potential VBLP. Therefore, the potential level of the control signal AMST0 is higher than the bit line potential VBLP. Yes. Hereinafter, the description is continued assuming that the potential level of the control signal AMST0 is equal to the power supply potential VDD.

ここで、例えばトランジスタT11に着目すると、トランジスタT11からローカルIO線LIO0Bに供給できる電位には上限値がある。具体的には、VBLP及びVDD(第2の電位)−Vthのうちの小さい方より大きい電位を、トランジスタT11を通じてローカルIO線LIO0Bに供給することはできない。ただし、VthはトランジスタT11のしきい値電圧である。   Here, for example, when focusing on the transistor T11, there is an upper limit in the potential that can be supplied from the transistor T11 to the local IO line LIO0B. Specifically, a potential larger than the smaller one of VBLP and VDD (second potential) −Vth cannot be supplied to the local IO line LIO0B through the transistor T11. However, Vth is the threshold voltage of the transistor T11.

上限値VBLPは、トランジスタT11のドレインに供給される電位がビット線電位VBLPであるために生ずるものである。一方、上限値VDD−Vthは、トランジスタT11がNMOSであるために生ずるものである。つまり、NMOSはゲート−ソース間の電位差がVth以上にならないとオンにならないが、トランジスタT11の場合、ローカルIO線LIO0Bがソースとなるため、オンとなるためにはローカルIO線LIO0Bの電位と活性状態における制御信号AMST0の電位レベルとの間の差がVth以上になる必要がある。活性状態における制御信号AMST0の電位レベルは上述したように電源電位VDDであるから、トランジスタT11がオンとなるためには、ローカルIO線LIO0Bの電位が、VDD−Vth以下でなければならないことになる。したがって、トランジスタT11は、VDD−Vthより大きな電位をローカルIO線LIO0Bに供給することはできないことになる。   The upper limit value VBLP is generated because the potential supplied to the drain of the transistor T11 is the bit line potential VBLP. On the other hand, the upper limit value VDD-Vth is generated because the transistor T11 is an NMOS. In other words, the NMOS does not turn on unless the potential difference between the gate and the source becomes Vth or more. However, in the case of the transistor T11, the local IO line LIO0B becomes the source, so that the potential of the local IO line LIO0B and the activation become active. The difference between the potential level of the control signal AMST0 in the state needs to be Vth or more. Since the potential level of the control signal AMST0 in the active state is the power supply potential VDD as described above, the potential of the local IO line LIO0B must be equal to or lower than VDD−Vth in order for the transistor T11 to be turned on. . Therefore, the transistor T11 cannot supply a potential higher than VDD−Vth to the local IO line LIO0B.

以上の事情は、トランジスタT12についても同様である。このように、NMOSであるトランジスタT11,T12が供給できる電位には、ドレインに供給される電位の大きさによる制限だけでなく、しきい値電圧Vthの大きさによる制限がある。このようなしきい値電圧の大きさによる制限は、トランジスタT11,T12がNMOSであることによって生ずるもので、仮にトランジスタT11,T12がPMOSであるとすると生じない。したがって、一般的には、このようなプリチャージ用のトランジスタとしてはPMOSを用いることが多いが、ここでトランジスタT11,T12としてNMOSを用いているのは、VBLP<VDD−Vthとなるように各電位を設定しているからである。VBLP<VDD−Vthであればしきい値電圧の大きさによる制限は実際上問題とはならないので、トランジスタT11,T12として、小型化に適したNMOSを用いることができる。   The above situation also applies to the transistor T12. Thus, the potentials that can be supplied by the transistors T11 and T12 that are NMOSs are not only limited by the magnitude of the potential supplied to the drain, but also limited by the magnitude of the threshold voltage Vth. Such a limitation due to the magnitude of the threshold voltage is caused by the fact that the transistors T11 and T12 are NMOS, and does not occur if the transistors T11 and T12 are PMOS. Therefore, in general, PMOS is often used as such a precharging transistor, but NMOS is used as the transistors T11 and T12 here so that VBLP <VDD−Vth. This is because the potential is set. If VBLP <VDD−Vth, the limitation due to the magnitude of the threshold voltage is not a problem in practice. Therefore, NMOSs suitable for miniaturization can be used as the transistors T11 and T12.

次に、図3に示すように、メインIO線対MIOは一端でローカルIO線対LIO0に接続され、他端でデータ制御回路34に接続される。また、メインIO線対MIOには、ローカルIO線対LIO0側から順に、ライト用プリチャージ回路50、リード用プリチャージ回路51、ライトドライバ52、メインIO線選択スイッチ53、及び、リード用プリチャージ回路54が設けられる。ライトドライバ52は、図1に示したデータ制御回路34の一部を構成する制御回路55に接続されている。   Next, as shown in FIG. 3, the main IO line pair MIO is connected to the local IO line pair LIO0 at one end and to the data control circuit 34 at the other end. The main IO line pair MIO includes a write precharge circuit 50, a read precharge circuit 51, a write driver 52, a main IO line selection switch 53, and a read precharge in order from the local IO line pair LIO0. A circuit 54 is provided. The write driver 52 is connected to a control circuit 55 that constitutes a part of the data control circuit 34 shown in FIG.

初めに、図3に示した8種類の信号について説明する。まず、データ信号DWBSLTは、半導体装置1の外部から図1に示したデータ端子16に供給されるライトデータを示す信号であり、図1に示した入出力回路36及びラッチ回路35を経て制御回路55に供給される。データ信号DWBSLTの電位レベルは、ライトデータの電位レベルが電源電位VDDであり、かつ、入出力回路36及びラッチ回路35が電源電位VDDを受けて動作する回路であることから、電源電位VDDとなっている。外部からデータ端子16へのライトデータの入力は、例えば8ビットずつのバースト入力によって行われる。   First, the eight types of signals shown in FIG. 3 will be described. First, the data signal DWBSLT is a signal indicating write data supplied from the outside of the semiconductor device 1 to the data terminal 16 shown in FIG. 1, and passes through the input / output circuit 36 and the latch circuit 35 shown in FIG. 55 is supplied. The potential level of the data signal DWBSLT is the power supply potential VDD because the potential level of the write data is the power supply potential VDD and the input / output circuit 36 and the latch circuit 35 operate by receiving the power supply potential VDD. ing. The input of write data from the outside to the data terminal 16 is performed by, for example, a burst input of 8 bits.

次に、データマスク信号DWDMLBは、半導体装置1の外部から図1に示したDM/DBI端子19に供給されるローアクティブな信号であり、図1に示した入出力回路36及びラッチ回路35を経て制御回路55に供給される。データマスク信号DWDMLBの電位レベルも、データ信号DWBSLTと同様、電源電位VDDとなっている。データマスク信号DWDMLBは、ライトデータとしてデータ端子16にバースト入力される一連のデータビットのそれぞれに対応するビットを有しており、半導体装置1に入力されるけれどもメモリセルへの書き込みの対象とはならないデータビットに対応するビットが活性化され(ローとなり)、その他のビットが非活性となる(ハイとなる)ように制御される。   Next, the data mask signal DWDMLB is a low-active signal supplied from the outside of the semiconductor device 1 to the DM / DBI terminal 19 shown in FIG. 1, and the input / output circuit 36 and the latch circuit 35 shown in FIG. Then, it is supplied to the control circuit 55. Similarly to the data signal DWBSLT, the potential level of the data mask signal DWDMLB is also the power supply potential VDD. The data mask signal DWDMLB has bits corresponding to each of a series of data bits that are burst input to the data terminal 16 as write data, and is input to the semiconductor device 1 but is a target of writing to the memory cell. Control is performed so that the bit corresponding to the data bit that is not to be activated is activated (becomes low) and the other bits are deactivated (becomes high).

ライトイネーブル信号DWAED0Tは、図1に示したコントロールロジック22から制御回路55に供給されるハイアクティブな信号である。コントロールロジック22は、コマンド端子13に供給されるコマンド信号CMDによりライト動作の実行が指示される場合に、ライトイネーブル信号DWAED0Tを活性化するよう構成される。コントロールロジック22が電源電位VDDを受けて動作する回路であることから、ライトイネーブル信号DWAED0Tの電位レベルも電源電位VDDとなっている。   The write enable signal DWAED0T is a high active signal supplied to the control circuit 55 from the control logic 22 shown in FIG. The control logic 22 is configured to activate the write enable signal DWAED0T when execution of a write operation is instructed by the command signal CMD supplied to the command terminal 13. Since the control logic 22 operates by receiving the power supply potential VDD, the potential level of the write enable signal DWAED0T is also the power supply potential VDD.

プリチャージ信号DMIOPRE0WRTは、図1に示したカラムコントロール回路26からライト用プリチャージ回路50に供給されるハイアクティブな信号である。プリチャージ信号DMIOPRE0WRTは、ライト動作を行うにあたってメインIO線対MIOのプリチャージを行う場合に活性化される。カラムコントロール回路26が電源電位VDDを受けて動作する回路であることから、プリチャージ信号DMIOPRE0WRTの電位レベルも電源電位VDDとなっている。   The precharge signal DMIOPRE0WRT is a high active signal supplied to the write precharge circuit 50 from the column control circuit 26 shown in FIG. The precharge signal DMIOPRE0WRT is activated when the main IO line pair MIO is precharged during the write operation. Since the column control circuit 26 operates by receiving the power supply potential VDD, the potential level of the precharge signal DMIOPRE0WRT is also the power supply potential VDD.

プリチャージ信号DMIOPRE0RDB及びイコライズ信号DMIOEQ0Bはそれぞれ、図1に示したカラムコントロール回路26からリード用プリチャージ回路51に供給されるローアクティブな信号である。これらはともに、リード動作を行うにあたってメインIO線対MIOのプリチャージを行う場合に活性化される。プリチャージ信号DMIOPRE0RDB及びイコライズ信号DMIOEQ0Bそれぞれの電位レベルも、プリチャージ信号DMIOPRE0WRTと同様、電源電位VDDである。   The precharge signal DMIOPRE0RDB and the equalize signal DMIOEQ0B are low active signals supplied from the column control circuit 26 shown in FIG. 1 to the read precharge circuit 51, respectively. Both of these are activated when the main IO line pair MIO is precharged during the read operation. The potential levels of the precharge signal DMIOPRE0RDB and the equalize signal DMIOEQ0B are also the power supply potential VDD, similar to the precharge signal DMIOPRE0WRT.

イコライズ信号DRAEQBは、図1に示したカラムコントロール回路26からリード用プリチャージ回路54に供給されるローアクティブな信号である。イコライズ信号DRAEQBも、リード動作を行うにあたってメインIO線対MIOのプリチャージを行う場合に活性化される。イコライズ信号DRAEQBの電位レベルも、電源電位VDDである。   The equalize signal DRAEQB is a low active signal supplied from the column control circuit 26 shown in FIG. 1 to the read precharge circuit 54. The equalize signal DRAEQB is also activated when the main IO line pair MIO is precharged during the read operation. The potential level of equalize signal DRAEQB is also power supply potential VDD.

メインIO線選択信号DRATG0Bは、図1に示したカラムコントロール回路26からメインIO線選択スイッチ53に供給されるローアクティブな信号である。メインIO線選択信号DRATG0Bは、リード動作を行うにあたり、メインIO線対MIOをデータ制御回路34に接続する場合に活性化される。メインIO線選択信号DRATG0Bの電位レベルも、電源電位VDDである。   The main IO line selection signal DRATG0B is a low active signal supplied to the main IO line selection switch 53 from the column control circuit 26 shown in FIG. The main IO line selection signal DRATG0B is activated when the main IO line pair MIO is connected to the data control circuit 34 in performing the read operation. The potential level of main IO line selection signal DRATG0B is also power supply potential VDD.

以下、メインIO線対MIOに関して設けられる各回路の構成、及び、上述した各信号を受けた各回路の動作について説明する。   Hereinafter, the configuration of each circuit provided for the main IO line pair MIO and the operation of each circuit that has received each signal described above will be described.

まずライトドライバ52は、一端がメインIO線MIOBに接続され、他端に電源電位VDD(第1の電源電位)が供給されるトランジスタT1(第1のトランジスタ)と、一端がメインIO線MIOTに接続され、他端に電源電位VDDが供給されるトランジスタT2(第2のトランジスタ)と、一端がメインIO線MIOBに接続され、他端に接地電位VSS(第2の電源電位)が供給されるトランジスタT3(第3のトランジスタ)と、一端がメインIO線MIOTに接続され、他端に接地電位VSSが供給されるトランジスタT4(第4のトランジスタ)とを含んで構成される。   First, the write driver 52 has one end connected to the main IO line MIOB, the other end supplied with the power supply potential VDD (first power supply potential), and one end connected to the main IO line MIOT. The transistor T2 (second transistor) connected to the other end and supplied with the power supply potential VDD, one end connected to the main IO line MIOB, and the other end supplied with the ground potential VSS (second power supply potential). A transistor T3 (third transistor) and a transistor T4 (fourth transistor) having one end connected to the main IO line MIOT and the other end supplied with the ground potential VSS are configured.

トランジスタT1〜T4それぞれのオンオフ状態は、制御回路55によって制御される。制御回路55は、データDWBSLTに基づいてトランジスタT1〜T4それぞれのオンオフ状態を制御するよう構成される。   The on / off states of the transistors T1 to T4 are controlled by the control circuit 55. The control circuit 55 is configured to control the on / off states of the transistors T1 to T4 based on the data DWBSLT.

具体的に説明すると、制御回路55は、データDWBSLT、データマスク信号DWDMLB、及びライトイネーブル信号DWAED0Tの論理積信号をトランジスタT1,T2のゲート電極に供給するとともに、データDWBSLTの反転信号、データマスク信号DWDMLB、及びライトイネーブル信号DWAED0Tの論理積信号をトランジスタT3,T4のゲート電極に供給するよう構成される。なお、制御回路55は電源電位VDDを受けて動作する回路であり、したがって、これらの論理積信号の電位レベルも電源電位VDDとなる。   More specifically, the control circuit 55 supplies a logical product signal of the data DWBSLT, the data mask signal DWDMLB, and the write enable signal DWAED0T to the gate electrodes of the transistors T1 and T2, and the inverted signal of the data DWBSLT and the data mask signal. A logical product signal of DWDMLB and a write enable signal DWAED0T is supplied to the gate electrodes of the transistors T3 and T4. Note that the control circuit 55 is a circuit that operates in response to the power supply potential VDD. Therefore, the potential level of these logical product signals is also the power supply potential VDD.

これにより、データマスク信号DWDMLB及びライトイネーブル信号DWAED0Tがともに活性化されていることを条件として、データDWBSLTがハイ(第1の値)である場合にはトランジスタT2,T3がオン、トランジスタT1,T4がオフとなる。したがって、メインIO線MIOTがハイレベル、メインIO線MIOBがローレベルとなる。一方、データDWBSLTがロー(第2の値)である場合にはトランジスタT2,T3がオフ、トランジスタT1,T4がオンとなる。したがって、メインIO線MIOTがローレベル、メインIO線MIOBがハイレベルとなる。データマスク信号DWDMLB及びライトイネーブル信号DWAED0Tのいずれか少なくとも一方が非活性であるときには、トランジスタT1〜T4はいずれもオフとなり、ライトドライバ52からメインIO線対MIOへの電圧供給は停止される。   Accordingly, on condition that both the data mask signal DWDMLB and the write enable signal DWAED0T are activated, the transistors T2 and T3 are turned on when the data DWBSLT is high (first value), and the transistors T1 and T4 are turned on. Is turned off. Therefore, the main IO line MIOT is at a high level and the main IO line MIOB is at a low level. On the other hand, when the data DWBSLT is low (second value), the transistors T2 and T3 are turned off and the transistors T1 and T4 are turned on. Therefore, the main IO line MIOT is at a low level and the main IO line MIOB is at a high level. When at least one of the data mask signal DWDMLB and the write enable signal DWAED0T is inactive, the transistors T1 to T4 are all turned off, and the voltage supply from the write driver 52 to the main IO line pair MIO is stopped.

トランジスタT1〜T4として具体的には、NMOSが使用される。その結果、ライトドライバ52からメインIO線対MIOに供給されるハイレベルの電位は電源電位VDDより低い電位(第1の電位)となり、ローレベルの電位は接地電位VSSとなる。   Specifically, NMOS is used as the transistors T1 to T4. As a result, the high level potential supplied from the write driver 52 to the main IO line pair MIO becomes a potential (first potential) lower than the power supply potential VDD, and the low level potential becomes the ground potential VSS.

ハイレベルの電位が電源電位VDDより低い電位となるのは、上述したNMOSの性質によるものである。すなわち、上述したように、NMOSがオンとなるためには、ゲート−ソース間の電位差がしきい値電圧Vth以上であることが必要である。また、トランジスタT1,T2のゲート電極に供給される信号の電位レベルは、上述したように電源電位VDDである。このことは、メインIO線MIOB,MIOTの電位をVDD−Vthより大きい値とすることはできない、ということを意味する。したがって、ライトドライバ52からメインIO線対MIOに供給されるハイレベルの電位は、電源電位VDDに比べ、トランジスタT1,T2のしきい値電圧Vthの分だけ低下した電位となる。   The high level potential is lower than the power supply potential VDD because of the above-described characteristics of the NMOS. That is, as described above, in order to turn on the NMOS, the potential difference between the gate and the source needs to be equal to or higher than the threshold voltage Vth. Further, the potential level of the signal supplied to the gate electrodes of the transistors T1 and T2 is the power supply potential VDD as described above. This means that the potential of the main IO lines MIOB and MIOT cannot be higher than VDD-Vth. Therefore, the high level potential supplied from the write driver 52 to the main IO line pair MIO is a potential that is lower than the power supply potential VDD by the threshold voltage Vth of the transistors T1 and T2.

このように、ライトドライバ52からメインIO線対MIOに供給されるハイレベルの電位が電源電位VDDより低い電位VDD−Vthとなることにより、メインIO線対MIO間の電位差は最大でVDD−Vth−VSSとなる。これに対し、仮にトランジスタT1,T2をPMOSで構成したとすると、上記のようなメインIO線MIOB,MIOTの電位の上限値が生じないことから、メインIO線対MIO間の電位差は最大でVDD−VSSとなる。したがって、本実施の形態による半導体装置1によれば、トランジスタT1,T2をPMOSで構成する場合に比べてライトデータをメインIO線対MIOに書き込む際の充放電電流が少なくて済むことになるので、半導体装置1の構成のうちメモリセルへのデータ書き込みに関連する部分の低消費電力化が実現されていると言える。   As described above, the high-level potential supplied from the write driver 52 to the main IO line pair MIO becomes the potential VDD-Vth lower than the power supply potential VDD, so that the potential difference between the main IO line pair MIO is VDD-Vth at the maximum. −VSS. On the other hand, if the transistors T1 and T2 are composed of PMOS, the upper limit value of the potential of the main IO lines MIOB and MIOT does not occur as described above, so that the potential difference between the main IO line pair MIO is a maximum of VDD. −VSS. Therefore, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the charge / discharge current when writing the write data to the main IO line pair MIO can be reduced as compared with the case where the transistors T1 and T2 are configured by PMOS. Thus, it can be said that the power consumption of the portion related to the data writing to the memory cell in the configuration of the semiconductor device 1 is realized.

次に、ライト用プリチャージ回路50は、一端がメインIO線MIOBに接続され、他端に電源電位VDDが供給されるトランジスタT5(第5のトランジスタ)と、一端がメインIO線MIOTに接続され、他端に電源電位VDDが供給されるトランジスタT6(第6のトランジスタ)とを含んで構成される。   Next, the write precharge circuit 50 has one end connected to the main IO line MIOB, the other end connected to the transistor T5 (fifth transistor) to which the power supply potential VDD is supplied, and one end connected to the main IO line MIOT. The other end includes a transistor T6 (sixth transistor) to which the power supply potential VDD is supplied.

トランジスタT5,T6それぞれのオンオフ状態は、プリチャージ信号DMIOPRE0WRTによって制御される。プリチャージ信号DMIOPRE0WRTはトランジスタT5,T6のゲート電極に共通に供給されており、したがって、トランジスタT5,T6は互いに同一のオンオフ状態となるよう制御される。   The on / off states of the transistors T5 and T6 are controlled by a precharge signal DMIOPRE0WRT. The precharge signal DMIOPRE0WRT is commonly supplied to the gate electrodes of the transistors T5 and T6. Therefore, the transistors T5 and T6 are controlled to be in the same on / off state.

トランジスタT5,T6としても、NMOSが使用される。その結果、ライトドライバ52と同様、ライト用プリチャージ回路50からメインIO線対MIOに供給されるハイレベルの電位(プリチャージ電位)は、電源電位VDDより低い電位(第1の電位)、具体的にはVDD−Vthとなる。したがって、プリチャージにかかるメインIO線対MIOの充放電電流が少なくて済むので、本実施の形態による半導体装置1によれば、この点からも、半導体装置1の構成のうちメモリセルへのデータ書き込みに関連する部分の低消費電力化が実現される。   NMOS is also used as the transistors T5 and T6. As a result, like the write driver 52, the high level potential (precharge potential) supplied from the write precharge circuit 50 to the main IO line pair MIO is lower than the power supply potential VDD (first potential), specifically Specifically, VDD-Vth. Accordingly, since the charge / discharge current of the main IO line pair MIO for precharging can be reduced, the semiconductor device 1 according to the present embodiment also provides data to the memory cell in the configuration of the semiconductor device 1 from this point. Low power consumption is achieved in parts related to writing.

次に、リード用プリチャージ回路51は、一端がメインIO線MIOBに接続され、他端に電源電位VDDが供給されるトランジスタT7(第7のトランジスタ)と、一端がメインIO線MIOTに接続され、他端に電源電位VDDが供給されるトランジスタT8(第8のトランジスタ)とを含んで構成される。   Next, one end of the read precharge circuit 51 is connected to the main IO line MIOB, the other end is connected to the transistor T7 (seventh transistor) to which the power supply potential VDD is supplied, and the other end is connected to the main IO line MIOT. And the transistor T8 (eighth transistor) to which the power supply potential VDD is supplied at the other end.

トランジスタT7,T8それぞれのオンオフ状態は、プリチャージ信号DMIOPRE0RDBによって制御される。プリチャージ信号DMIOPRE0RDBはトランジスタT7,T8のゲート電極に共通に供給されており、したがって、トランジスタT7,T8は互いに同一のオンオフ状態となるよう制御される。   The on / off states of the transistors T7 and T8 are controlled by a precharge signal DMIOPRE0RDB. The precharge signal DMIOPRE0RDB is supplied in common to the gate electrodes of the transistors T7 and T8. Therefore, the transistors T7 and T8 are controlled to be in the same ON / OFF state.

トランジスタT7,T8として具体的には、PMOSが使用される。PMOSではNMOSのような電位レベルの上限値が生じないので、リード用プリチャージ回路51からメインIO線対MIOに供給されるハイレベルの電位は、ライト用プリチャージ回路50とは異なって電源電位VDDとなる。このようにリードの場合とライトの場合とでメインIO線対MIOのプリチャージ電位を変えているのは、リードの場合には、後段のデータ制御回路34で確実にリードデータを読み取るために、メインIO線対MIO間の電位差を大きくする必要があるためである。   Specifically, PMOS is used as the transistors T7 and T8. Since the upper limit value of the potential level is not generated in the PMOS as in the NMOS, the high level potential supplied from the read precharge circuit 51 to the main IO line pair MIO is different from the write precharge circuit 50 in the power supply potential. VDD. In this way, the precharge potential of the main IO line pair MIO is changed between the case of reading and the case of writing. In the case of reading, the data control circuit 34 in the subsequent stage reads the read data with certainty. This is because it is necessary to increase the potential difference between the main IO line pair MIO.

リード用プリチャージ回路51は、他に、一端がメインIO線MIOBに、他端がメインIO線MIOTにそれぞれ接続されたトランジスタT13を含んでいる。トランジスタT13もPMOSであり、そのゲート電極にはイコライズ信号DMIOEQ0Bが供給される。トランジスタT13は、イコライズ信号DMIOEQ0Bが活性化している場合に、メインIO線MIOB,MIOTの電位を同一にするイコライザとして機能する。   In addition, read precharge circuit 51 includes a transistor T13 having one end connected to main IO line MIOB and the other end connected to main IO line MIOT. The transistor T13 is also a PMOS, and an equalize signal DMIOEQ0B is supplied to its gate electrode. The transistor T13 functions as an equalizer that equalizes the potentials of the main IO lines MIOB and MIOT when the equalize signal DMIOEQ0B is activated.

リード用プリチャージ回路54は、リード用プリチャージ回路51と同様の構成を有するが、それぞれトランジスタT7,T8,T13に対応するトランジスタT14,T15,T16のゲート電極に、イコライズ信号DRAEQBが共通に供給される点で異なっている。リード用プリチャージ回路54は、イコライズ信号DRAEQBが活性化している場合に、メインIO線MIOB,MIOTの電位を電源電位VDDとする役割を果たす。   The read precharge circuit 54 has the same configuration as the read precharge circuit 51, but the equalize signal DRAEQB is commonly supplied to the gate electrodes of the transistors T14, T15, and T16 corresponding to the transistors T7, T8, and T13, respectively. Is different in that it is. The read precharge circuit 54 plays a role of setting the potentials of the main IO lines MIOB and MIOT to the power supply potential VDD when the equalize signal DRAEQB is activated.

メインIO線選択スイッチ53は、メインIO線MIOBのうちライトドライバ52とリード用プリチャージ回路54の間の部分に挿入されたトランジスタT17と、メインIO線MIOTのうちライトドライバ52とリード用プリチャージ回路54の間の部分に挿入されたトランジスタT18とによって構成される。トランジスタT17,T18はともにPMOSであり、それぞれのゲート電極には、メインIO線選択信号DRATG0Bが共通に供給される。これにより、メインIO線選択スイッチ53は、メインIO線選択信号DRATG0Bが活性化している場合に導通状態となり、そうでない場合に非導通状態となる。したがって、メインIO線選択信号DRATG0Bが活性化している場合にはメインIO線対MIOとデータ制御回路34とが互いに接続され、メインIO線選択信号DRATG0Bが非活性となっている場合にはメインIO線対MIOとデータ制御回路34とが切り離される。   The main IO line selection switch 53 includes a transistor T17 inserted in a portion of the main IO line MIOB between the write driver 52 and the read precharge circuit 54, and a write driver 52 and read precharge of the main IO line MIOT. The transistor T18 is inserted between the circuits 54. The transistors T17 and T18 are both PMOS, and the main IO line selection signal DRATG0B is commonly supplied to the respective gate electrodes. Thereby, the main IO line selection switch 53 becomes conductive when the main IO line selection signal DRATG0B is activated, and becomes non-conductive otherwise. Therefore, when the main IO line selection signal DRATG0B is activated, the main IO line pair MIO and the data control circuit 34 are connected to each other, and when the main IO line selection signal DRATG0B is inactive, The line pair MIO and the data control circuit 34 are disconnected.

図4は、本実施の形態による半導体装置1において、リード動作、ライト動作、及びリード用プリチャージ動作を順次行った場合の、メインIO線MIOB,MIOTそれぞれの電位VMIOB,VMIOTの変化の一例を示す図である。この例に示すライト動作では、6つの「1」を示すライトデータと、2つの「0」を示すライトデータとがバースト入力されている。 FIG. 4 shows changes in potentials V MIOB and V MIOT of the main IO lines MIOB and MIOT when the read operation, the write operation, and the read precharge operation are sequentially performed in the semiconductor device 1 according to the present embodiment. It is a figure which shows an example. In the write operation shown in this example, six pieces of write data indicating “1” and two pieces of write data indicating “0” are input in bursts.

図4に示すように、リード動作の際の電位VMIOB,VMIOTは電源電位VDDと接地電位VSSの間で変動し、その変動幅はVDD−VSSである。一方、ライト動作時の電位VMIOB,VMIOTは電源電位VDD−Vthと接地電位VSSの間で変動し、その変動幅はVDD−Vth−VSSである。なお、Vthは、図3に示したトランジスタT1,T2,T5,T6のしきい値電圧である。したがって、本実施の形態による半導体装置1では、ライト動作時のメインIO線対MIO間の電位差の最大値を、リード動作時のそれに比べてVthだけ小さくすることが実現されていると言うことができる。 As shown in FIG. 4, the potentials V MIOB and V MIOT during the read operation vary between the power supply potential VDD and the ground potential VSS, and the variation range is VDD−VSS. On the other hand, the potentials V MIOB and V MIOT during the write operation vary between the power supply potential VDD−Vth and the ground potential VSS, and the variation range is VDD−Vth−VSS. Vth is a threshold voltage of the transistors T1, T2, T5, and T6 shown in FIG. Therefore, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, it can be said that the maximum value of the potential difference between the main IO line pair MIO during the write operation is reduced by Vth as compared with that during the read operation. it can.

また、図4に示すように、リード用プリチャージ動作の際の電位VMIOB,VMIOTは電源電位VDDである。一方、図示していないが、ライト用プリチャージ動作の際の電位VMIOB,VMIOTは電源電位VDD−Vthとなる。したがって、本実施の形態による半導体装置1では、ライト動作時のメインIO線対MIOのプリチャージ電位を、リード動作時のそれに比べてVthだけ小さくすることが実現されていると言うことができる。 Further, as shown in FIG. 4, the potentials V MIOB and V MIOT during the read precharge operation are the power supply potential VDD. On the other hand, although not shown, the potentials V MIOB and V MIOT during the write precharge operation become the power supply potential VDD−Vth. Therefore, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, it can be said that the precharge potential of the main IO line pair MIO during the write operation is reduced by Vth as compared with that during the read operation.

以上説明したように、本実施の形態による半導体装置1によれば、ライト動作時のメインIO線対MIO間の電位差の最大値が、電位差VDD−Vth−VSSに等しくなる。したがって、ライト動作時のメインIO線対MIO間の電位差の最大値が電源電位VDDと接地電位VSSの差VDD−VSSに等しい場合に比べると、ライトデータの切り替えに伴って流れるメインIO線対MIOの充放電電流が少量で済むので、半導体装置1の低消費電力化が実現されていると言える。   As described above, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the maximum value of the potential difference between the main IO line pair MIO during the write operation is equal to the potential difference VDD−Vth−VSS. Therefore, compared with the case where the maximum value of the potential difference between the main IO line pair MIO during the write operation is equal to the difference VDD−VSS between the power supply potential VDD and the ground potential VSS, the main IO line pair MIO that flows along with the switching of the write data. Therefore, it can be said that low power consumption of the semiconductor device 1 is realized.

表1に、ライト動作時のメインIO線対MIO間の電位差の最大値がVDD−Vth−VSSである場合([A])と、VDD−VSSである場合([B])とのそれぞれについて、メインIO線対MIOの充放電電流を測定した結果を示す。なお、表1には、2.4Gbps/fast model/−5CのDRAMを用い、電源電圧VDDを1.3Vとする条件の下、8ビットのライトデータの連続書き込み(X8)と、16ビットのライトデータの連続書き込み(X16)とを、それぞれ所定回数ずつ繰り返した場合の充放電電流の積算値を示している。表1の結果から、本実施の形態による半導体装置1の構成を採用することで、メインIO線対MIOの充放電電流が少量で済むことが理解される。   Table 1 shows the case where the maximum value of the potential difference between the main IO line pair MIO during the write operation is VDD-Vth-VSS ([A]) and the case where it is VDD-VSS ([B]). The result of having measured the charging / discharging electric current of the main IO line pair MIO is shown. In Table 1, a 2.4 Gbps / fast model / -5C DRAM is used, and under the condition that the power supply voltage VDD is 1.3 V, 8-bit write data is continuously written (X8) and 16-bit The integrated value of the charge / discharge current when the write data continuous writing (X16) is repeated a predetermined number of times is shown. From the results of Table 1, it is understood that the charge / discharge current of the main IO line pair MIO can be reduced by adopting the configuration of the semiconductor device 1 according to the present embodiment.

Figure 2014229338
Figure 2014229338

また、本実施の形態による半導体装置1によれば、ライト動作の際のプリチャージ電位がVDD−Vthとなるので、電源電位VDDである場合に比べ、ライト動作の際のプリチャージの際に消費される電力も低減されている。一方で、リード動作の際のプリチャージ電位については従来同様電源電位VDDを維持しているので、リード動作を確実に行うことが可能となっている。   Further, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the precharge potential at the time of the write operation is VDD−Vth, so that it is consumed at the time of the precharge at the time of the write operation as compared with the case of the power supply potential VDD. The power used is also reduced. On the other hand, since the precharge potential during the read operation is maintained at the power supply potential VDD as in the conventional case, the read operation can be performed reliably.

次に、本発明の第2の実施の形態による半導体装置1は、図5に示すように、ライト用プリチャージ回路50、リード用プリチャージ回路51、ライトドライバ52、及び、リード用プリチャージ回路54のそれぞれに供給していた電源電位VDDをアレイ電位VARYに変更した点で、第1の実施の形態による半導体装置1と相違する。その他の点では第1の実施の形態による半導体装置1と同様であるので、以下相違点に着目して説明する。   Next, as shown in FIG. 5, the semiconductor device 1 according to the second embodiment of the present invention includes a write precharge circuit 50, a read precharge circuit 51, a write driver 52, and a read precharge circuit. 54 is different from the semiconductor device 1 according to the first embodiment in that the power supply potential VDD supplied to each of 54 is changed to the array potential VARY. Since the other points are the same as those of the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the following description will be made paying attention to different points.

上述したように、アレイ電位VARYは電源電位VDDより低い電位レベルの電位である。これにより、本実施の形態による半導体装置1によれば、第1の実施の形態による半導体装置1に比べ、より一層の低消費電力化が実現される。以下、具体的な例を挙げて説明する。   As described above, the array potential VARY is a potential level lower than the power supply potential VDD. Thereby, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment, a further reduction in power consumption is realized as compared with the semiconductor device 1 according to the first embodiment. Hereinafter, a specific example will be described.

図6は、第1の実施の形態(Em.1)による半導体装置1と、第2の実施の形態(Em.2)による半導体装置1とのそれぞれについて、メインIO線MIOB,MIOTそれぞれの電位VMIOB,VMIOTの変化と、メインIO線MIOB,MIOTに流れ込む電流Iの変化とを測定した結果を示す図である。同図の測定も、2.4Gbps/fast model/−5CのDRAMを用い、電源電圧VDDを1.3Vとする条件の下で行ったものである。アレイ電圧VARYは、1.0Vである。 6 shows the potentials of the main IO lines MIOB and MIOT for each of the semiconductor device 1 according to the first embodiment (Em.1) and the semiconductor device 1 according to the second embodiment (Em.2). V MIOB, the change in V MIOT, shows the results of measuring the change in the current I flowing main IO line MIOB, the MIOT. The measurement in the figure is also performed under the condition that a 2.4 Gbps / fast model / -5C DRAM is used and the power supply voltage VDD is 1.3V. The array voltage VARY is 1.0V.

図6に示すように、本実施の形態による半導体装置1では、ライト動作時のメインIO線対MIO間の電位差の最大値が、第1の実施の形態による半導体装置1に比べて若干小さくなっている。また、ライト動作時のプリチャージ電位が1.0Vと、第1の実施の形態による半導体装置1の1.3Vに比べて0.3V低下している。これらの結果として本実施の形態による半導体装置1では、図6に示すように、第1の実施の形態による半導体装置1に比べて、電流Iが約5%削減されている。   As shown in FIG. 6, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the maximum value of the potential difference between the main IO line pair MIO during the write operation is slightly smaller than that of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. ing. Further, the precharge potential during the write operation is 1.0 V, which is 0.3 V lower than 1.3 V of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. As a result, in the semiconductor device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the current I is reduced by about 5% compared to the semiconductor device 1 according to the first embodiment.

このように、本実施の形態による半導体装置1によれば、ライト用プリチャージ回路50及びライトドライバ52にアレイ電位VARYを供給していることにより、第1の実施の形態による半導体装置1に比べてライト動作時のメインIO線対MIOの充放電電流を低減することが可能になっている。同様に、リード用プリチャージ回路51,54にアレイ電位VARYを供給していることにより、ライト動作時だけでなくリード動作時についても、メインIO線対MIOの充放電電流を低減することが可能になっている。したがって、より一層の低消費電力化を実現することが可能になる。   As described above, according to the semiconductor device 1 according to the present embodiment, the array potential VARY is supplied to the write precharge circuit 50 and the write driver 52, and therefore, compared with the semiconductor device 1 according to the first embodiment. Thus, the charge / discharge current of the main IO line pair MIO during the write operation can be reduced. Similarly, by supplying the array potential VARY to the read precharge circuits 51 and 54, the charge / discharge current of the main IO line pair MIO can be reduced not only during the write operation but also during the read operation. It has become. Therefore, further reduction in power consumption can be realized.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上記各実施の形態では、DRAMのメインIO線対MIOに本発明を適用した場合を例に取って説明したが、本発明は、DRAMのメインIO線対MIOに限らず、充放電電流を低減する必要のあるデータ線対に広く適用できる。   For example, in each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the main IO line pair MIO of the DRAM has been described as an example. However, the present invention is not limited to the main IO line pair MIO of the DRAM, The present invention can be widely applied to data line pairs that need to be reduced.

また、上記各実施の形態では、トランジスタT1,T2,T5,T6をNMOSとすることにより低消費電力化を実現したが、オンであるときにドレインに供給される電圧の電位レベルより低い電位を対応するデータ線に供給できればよく、必ずしもNMOSでなければならないわけではない。例えば、NMOSの代わりに、Nチャンネル型MISFETなどを用いることも可能である。   In each of the above embodiments, the transistors T1, T2, T5, and T6 are NMOSs to achieve low power consumption. However, when the transistors T1, T2, T5, and T6 are on, a potential lower than the potential level of the voltage supplied to the drain is achieved. It only needs to be supplied to the corresponding data line and does not necessarily have to be NMOS. For example, an N channel MISFET or the like can be used instead of the NMOS.

1 半導体装置
10a,10b クロック端子
11 クロックイネーブル端子
12 アドレス端子
13 コマンド端子
14 アラート端子
15 電源端子
16 データ端子
17 ストローブ端子
18 ODT端子
19 DM/DBI端子
20 クロック生成回路
21 コマンドデコーダ
22 コントロールロジック
23 出力バッファ
24 モードレジスタ
25 ロウコントロール回路
26 カラムコントロール回路
30 メモリセルアレイ
31〜31 ロウデコーダ
32〜32 センス回路
33〜33 カラムデコーダ
34 データ制御回路
35 ラッチ回路
36 入出力回路
37 DLL回路
39 電圧生成回路
40〜40 センスアンプ
41〜41 カラムスイッチ
42 プリチャージ回路
43 ローカルIO線選択スイッチ
50 ライト用プリチャージ回路
51,54 リード用プリチャージ回路
52 ライトドライバ
53 メインIO線選択スイッチ
55 制御回路
BA〜BA バンク
BL0〜BL3 ビット線対
BL0T〜BL3T,BL0B〜BL3B ビット線
LIO0 ローカルIO線対
LIO0B,LIO0T ローカルIO線
MIO メインIO線対
MIOB,MIOT メインIO線
T1〜T6,T9〜T12 Nチャンネル型MOSFET
T7,T8,T13〜T16 Pチャンネル型MOSFET
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 10a, 10b Clock terminal 11 Clock enable terminal 12 Address terminal 13 Command terminal 14 Alert terminal 15 Power supply terminal 16 Data terminal 17 Strobe terminal 18 ODT terminal 19 DM / DBI terminal 20 Clock generation circuit 21 Command decoder 22 Control logic 23 Output Buffer 24 Mode register 25 Row control circuit 26 Column control circuit 30 Memory cell array 31 0 to 31 n Row decoder 32 0 to 32 n Sense circuit 33 0 to 33 n Column decoder 34 Data control circuit 35 Latch circuit 36 Input / output circuit 37 DLL circuit 39 the voltage generating circuit 40 1 to 40 4 sense amplifiers 41 1 to 41 4 column switches 42 precharge circuit 43 Puricha for the local IO line selection switch 50 light Circuit 51, 54 the read precharge circuit 52 write driver 53 main IO line selection switch 55 control circuit BA 0 ~BA n bank BL0~BL3 bit line pair BL0T~BL3T, BL0B~BL3B bit line LIO0 local IO line pair LIO0B, LIO0T Local IO line MIO Main IO line pair MIOB, MIOT Main IO lines T1 to T6, T9 to T12 N-channel MOSFET
T7, T8, T13 to T16 P-channel MOSFET

Claims (11)

第1及び第2のデータ線からなる第1のデータ線対と、
一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電源電位より低い第1の電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第1のトランジスタと、
一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第2のトランジスタと、
一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に前記第1の電位より低い第2の電源電位が供給され、オンであるときに前記第2の電源電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第3のトランジスタと、
一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第2の電源電位が供給され、オンであるときに前記第2の電源電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第4のトランジスタと、
前記第1のデータ線対に供給すべきデータに基づいて、前記第1乃至第4のトランジスタのオンオフ状態を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする半導体装置。
A first data line pair comprising first and second data lines;
One end is connected to the first data line, the other end is supplied with a first power supply potential, and when on, a first potential lower than the first power supply potential is supplied to the first data line. A first transistor configured to:
One end is connected to the second data line, the first power supply potential is supplied to the other end, and the first potential is supplied to the second data line when it is on. A second transistor;
One end is connected to the first data line, and the second power supply potential lower than the first potential is supplied to the other end. When the second power supply potential is on, the second power supply potential is applied to the first data line. A third transistor configured to supply;
One end is connected to the second data line, the other power supply potential is supplied to the other end, and the second power supply potential is supplied to the second data line when it is on. A fourth transistor,
And a control circuit that controls on / off states of the first to fourth transistors based on data to be supplied to the first data line pair.
前記制御回路は、電位レベルが前記第1の電源電位である信号により、前記第1乃至第4のトランジスタそれぞれのオンオフ状態を制御するよう構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the control circuit is configured to control an on / off state of each of the first to fourth transistors in accordance with a signal whose potential level is the first power supply potential. apparatus.
前記制御回路は、前記データが第1の値であるときに前記第1及び第4のトランジスタをオフ、前記第2及び第3のトランジスタをオンとし、前記データが第2の値であるときに前記第1及び第4のトランジスタをオン、前記第2及び第3のトランジスタをオフとする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
The control circuit turns off the first and fourth transistors, turns on the second and third transistors when the data has a first value, and turns on the second and third transistors. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and fourth transistors are turned on, and the second and third transistors are turned off.
前記第1乃至第4のトランジスタはそれぞれNチャンネル型MOSFETである
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the first to fourth transistors is an N-channel MOSFET. 5.
一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第5のトランジスタと、
一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第6のトランジスタとをさらに備え、
前記第5及び第6のトランジスタは、互いに同一のオンオフ状態となるよう制御される
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。
One end is connected to the first data line, the first power supply potential is supplied to the other end, and the first potential is supplied to the first data line when it is on. A fifth transistor;
One end is connected to the second data line, the first power supply potential is supplied to the other end, and the first potential is supplied to the second data line when it is on. A sixth transistor;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the fifth and sixth transistors are controlled to be in the same on / off state.
前記第5及び第6のトランジスタのオンオフ状態は、電位レベルが前記第1の電源電位である信号により制御される
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 5, wherein on / off states of the fifth and sixth transistors are controlled by a signal whose potential level is the first power supply potential.
前記第5及び第6のトランジスタはそれぞれNチャンネル型MOSFETである
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 5, wherein each of the fifth and sixth transistors is an N-channel MOSFET.
一端が前記第1のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電源電位を前記第1のデータ線に供給するように構成される第7のトランジスタと、
一端が前記第2のデータ線に接続され、他端に前記第1の電源電位が供給され、オンであるときに前記第1の電源電位を前記第2のデータ線に供給するように構成される第8のトランジスタとをさらに備え、
前記第7及び第8のトランジスタは、互いに同一のオンオフ状態となるよう制御される
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。
One end is connected to the first data line, the first power supply potential is supplied to the other end, and the first power supply potential is supplied to the first data line when it is on. A seventh transistor;
One end is connected to the second data line, the first power supply potential is supplied to the other end, and the first power supply potential is supplied to the second data line when turned on. And an eighth transistor,
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, wherein the seventh and eighth transistors are controlled to be in the same on / off state.
前記第7及び第8のトランジスタのオンオフ状態は、電位レベルが前記第1の電源電位である信号により制御される
ことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 8, wherein on / off states of the seventh and eighth transistors are controlled by a signal whose potential level is the first power supply potential.
前記第7及び第8のトランジスタはそれぞれPチャンネル型MOSFETである
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 8, wherein each of the seventh and eighth transistors is a P-channel MOSFET.
第3及び第4のデータ線からなる第2のデータ線対と、
一端が前記第3のデータ線に接続され、他端が前記第1のデータ線に接続された第9のトランジスタと、
一端が前記第4のデータ線に接続され、他端が前記第2のデータ線に接続された第10のトランジスタと、
一端が前記第3のデータ線に接続され、他端に第3の電源電位が供給されるNMOSである第11のトランジスタと、
一端が前記第4のデータ線に接続され、他端に前記第3の電源電位が供給されるNMOSである第12のトランジスタとをさらに備え、
前記第11及び第12のトランジスタは、電位レベルが前記第3の電源電位より高い第2の電位である信号により、互いに同一のオンオフ状態となるよう制御される
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の半導体装置。
A second data line pair comprising third and fourth data lines;
A ninth transistor having one end connected to the third data line and the other end connected to the first data line;
A tenth transistor having one end connected to the fourth data line and the other end connected to the second data line;
An eleventh transistor which is an NMOS transistor having one end connected to the third data line and the other end supplied with a third power supply potential;
A twelfth transistor that is an NMOS transistor having one end connected to the fourth data line and the other end supplied with the third power supply potential;
The eleventh and twelfth transistors are controlled to be in the same ON / OFF state by a signal having a second potential whose potential level is higher than the third power supply potential. The semiconductor device according to any one of 10.
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