JP2015179557A - semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、特に電圧供給ライン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 voltage supply line.
現在、コンピュータ等の情報制御機器に搭載される半導体メモリとして、大容量化、低消費電力化、高速アクセス化を実現したものが要求されている。そこで、低消費電力化を図るべく、メモリの読み出し対象となっていないメモリブロックに属するセンスアンプ、及びこのセンスアンプにリファレンス電圧を供給するリファレンス電圧発生回路の動作を強制的に停止させるようにした半導体メモリが提案されている(例えば、特許文献1の図2参照)。 Currently, semiconductor memories mounted on information control devices such as computers are required to have large capacity, low power consumption, and high speed access. Therefore, in order to reduce the power consumption, the operation of the sense amplifier belonging to the memory block that is not the memory read target and the reference voltage generation circuit that supplies the reference voltage to the sense amplifier is forcibly stopped. A semiconductor memory has been proposed (see, for example, FIG. 2 of Patent Document 1).
かかる半導体メモリにおいて、動作停止状態となっていたセンスアンプがデータ読み出し対象となった場合には、リファレンス電圧発生回路の動作を開始させる。ところが、リファレンス電圧発生回路の動作を開始させてから、実際にリファレンス電圧が所望電圧値に到るまでには時間が掛かるという問題が生じた。 In such a semiconductor memory, when the sense amplifier that has been in the operation stop state becomes a data read target, the operation of the reference voltage generation circuit is started. However, there is a problem that it takes time until the reference voltage actually reaches a desired voltage value after the operation of the reference voltage generation circuit is started.
本発明は、小規模な構成で且つ低消費電力にて、電圧生成回路の動作開始時から迅速に、予め定められた電圧値に立ち上がる生成電圧を得ることができる半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of obtaining a generated voltage that rises to a predetermined voltage value quickly from the start of operation of a voltage generating circuit with a small configuration and low power consumption. And
本発明による半導体装置は、電圧供給ラインを有する半導体装置であって、第1電位を受ける第1端子と、第1ラインに接続されている第2端子と、制御信号を受ける制御端子とを有する第1のトランジスタと、前記第1ラインに接続されている第1端子と、第2電位を受ける第2端子と、前記電圧供給ラインに接続されている制御端子とを有する第2のトランジスタと、前記第1電位を受ける第1端子と、前記制御信号の論理レベルを反転させた信号を受ける制御端子とを有する第3のトランジスタと、前記第3のトランジスタの第2端子に接続されている第1端子と、前記電圧供給ラインに接続されている第2端子と、前記第1ラインに接続されている制御端子とを有する第4のトランジスタと、を含む。 A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a voltage supply line, and includes a first terminal that receives a first potential, a second terminal connected to the first line, and a control terminal that receives a control signal. A second transistor having a first transistor, a first terminal connected to the first line, a second terminal receiving a second potential, and a control terminal connected to the voltage supply line; A third transistor having a first terminal for receiving the first potential, a control terminal for receiving a signal obtained by inverting the logic level of the control signal, and a second transistor connected to the second terminal of the third transistor. And a fourth transistor having a first terminal, a second terminal connected to the voltage supply line, and a control terminal connected to the first line.
また、本発明に係る半導体装置は、電圧供給ラインを有する半導体装置であって、第1電位を受ける第1端子と、第1ラインに接続されている第2端子と、制御信号を受ける制御端子とを有する第1のトランジスタと、前記第1ラインに接続されている第1端子と、第2電位を受ける第2端子と、前記電圧供給ラインに接続されている制御端子とを有する第2のトランジスタと、前記第1電位を受ける第1端子と、前記制御信号の論理レベルを反転させた信号を受ける制御端子とを有する第3のトランジスタと、前記第3のトランジスタの前記第2端子に接続されている第1端子と、前記第1ラインに接続されている制御端子とを有する第4のトランジスタと、前記第4のトランジスタの第2端子に接続されている第1端子と、前記電圧供給ラインに接続されている第2端子と、所定の固定電位を受ける制御端子とを有する第5のトランジスタと、を含む。 The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a voltage supply line, and includes a first terminal that receives a first potential, a second terminal connected to the first line, and a control terminal that receives a control signal. A second terminal having a first terminal connected to the first line, a second terminal receiving a second potential, and a control terminal connected to the voltage supply line. A third transistor having a transistor, a first terminal that receives the first potential, and a control terminal that receives a signal obtained by inverting the logic level of the control signal, and is connected to the second terminal of the third transistor A fourth transistor having a first terminal connected to the first line; a control terminal connected to the first line; a first terminal connected to a second terminal of the fourth transistor; and the voltage supply. Including a second terminal connected to the in, a fifth transistor having a control terminal for receiving a predetermined fixed potential.
本発明によれば、制御信号に応じて電圧生成部が所定電圧を電圧供給ラインに供給した際に、強制的に且つ一時的に電圧供給ラインに電圧が印加される。これにより、生成された電圧の電圧立ち上げ部での時間経過に伴う電圧上昇が急峻になるので、当該生成された電圧を直ちに、目標となる所望の電圧値に収束させることが可能となる。 According to the present invention, when the voltage generator supplies a predetermined voltage to the voltage supply line according to the control signal, the voltage is forcibly and temporarily applied to the voltage supply line. As a result, the voltage rise with time in the voltage riser of the generated voltage becomes steep, so that the generated voltage can be immediately converged to a desired voltage value as a target.
図1は、半導体メモリの内部構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a semiconductor memory.
かかる半導体メモリは、メモリ制御部1、メモリセルアレイ2、センスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5を備える。
Such a semiconductor memory includes a memory control unit 1, a
メモリ制御部1は、書込信号WRに応じて、アドレスデータにて示される番地に情報データを書き込ませるべく、メモリセルアレイ2を制御する。又、メモリ制御部1は、読出信号RDに応じて、アドレスデータにて示される番地から情報データを読み出すべく、メモリセルアレイ2を制御すると共に、各モジュールの動作を活性化させるべき論理レベル1のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。尚、メモリ制御部1は、情報データの読み出し動作が為されない期間中は、各モジュールを非活性状態にして、その動作を停止させるべき論理レベル0のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。
In response to the write signal WR, the memory control unit 1 controls the
センスアンプ3は、論理レベル0のイネーブル信号CEが供給されている間は非活性状態となる一方、論理レベル1のイネーブル信号CEが供給されている間は活性状態となる。この活性状態にある間に限り、センスアンプ3は、メモリセルアレイ2のメモリセル(図示せぬ)各々に接続されているデータ線(図示せぬ)に流れる電流を検出し、その電流値がリファレンス電圧Vrefにて示される閾値よりも高いか否かを判定する。センスアンプ3は、上記の如く検出された電流値がリファレンス電圧Vrefにて示される閾値よりも高い場合には論理レベル1、低い場合には論理レベル0の情報データを読出データとして出力する。
The sense amplifier 3 is inactive while the
メモリセルアレイ2は、書込信号WRに応じて、外部供給された情報データをセンスアンプ3を介して取り込み、これをアドレスデータによって示される番地に属するメモリセル(図示せぬ)に書き込む。又、メモリセルアレイ2は、読出信号RDに応じて、アドレスデータによって示される番地のメモリセルに記憶されているデータに対応した電流を、データ線を介してセンスアンプ3に送出する。
In response to the write signal WR, the
リファレンスアンプ4は、論理レベル0のイネーブル信号CEが供給されている間は非活性状態となる一方、論理レベル1のイネーブル信号CEが供給されている間は活性状態となる。リファレンスアンプ4は、上記の如き非活性状態から活性状態に遷移したときに電源電圧に基づき所定の閾電圧値VRを有するリファレンス電圧Vrefの生成を開始し、活性状態にある間に亘りリファレンス電圧Vrefをリファレンス電圧供給ラインRLを介してセンスアンプ3に供給する。尚、リファレンス電圧Vrefの閾電圧値VRとは、前述した如く、センスアンプ3において、メモリセルアレイ2のデータ線に送出された電流値が論理レベル0及び1の内のどちらを示すのかを判定する為の閾値である。
The
図2は、かかるリファレンスアンプ4の内部構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the
図2に示すように、リファレンスアンプ4は、差動アンプ21、pチャネルMOS型のFETであるトランジスタ22、nチャネルMOS型のFETであるトランジスタ22、及びインバータ24を備える。差動アンプ21は、上記閾電圧値VRとリファレンス電圧供給ラインRL上の電圧との電圧差に対応した差分信号をトランジスタ22のゲート端子に供給する。トランジスタ22のドレイン端子には電圧VCCが印加されており、そのソース端子がリファレンス電圧供給ラインRLに接続されている。トランジスタ23のソース端子には接地電位VSSが印加されており、そのドレイン端子がリファレンス電圧供給ラインRLに接続されている。トランジスタ23は、電圧VCCに基づき、上記差分信号に対応した出力電圧、つまり閾電圧値VRを有する出力電圧を生成し、これをリファレンス電圧Vrefとしてリファレンス電圧供給ラインRLに送出する。トランジスタ23のゲート端子には、インバータ24によってイネーブル信号CEの論理レベルが反転された反転イネーブル信号が供給される。
As shown in FIG. 2, the
かかる構成により、リファレンスアンプ4は、論理レベル1のイネーブル信号CEが供給されている間はトランジスタ23がオフ状態になることから、活性化状態となり、上記した閾電圧値VRを有する出力電圧を生成し、これをリファレンス電圧Vrefとしてリファレンス電圧供給ラインRLに送出する。しかしながら、イネーブル信号CEの論理レベルが1から0に遷移すると、トランジスタ23がオン状態に切り替わることから、このトランジスタ23を介して接地電位VSSがリファレンス電圧供給ラインRLに印加される。よって、この間、リファレンス電圧供給ラインRLは接地電位VSSに対応した0ボルトの状態に維持される。すなわち、リファレンスアンプ4は、リファレンス電圧Vrefの生成を行わない状態、いわゆる非活性状態となる。ここで、イネーブル信号CEの論理レベルが0から1に遷移すると、トランジスタ23がオン状態からオフ状態に切り替わるので、リファレンスアンプ4は、上記した如き活性状態に遷移する。この際、非活性状態から活性状態への切り替わり直前の段階では、リファレンス電圧供給ラインRLは0ボルトになっているので、トランジスタ23がオン状態からオフ状態に切り替わった直後から、RL上の電圧が徐々に上昇して閾電圧値VRに到ることになる。
With this configuration, the
高速立上駆動回路5は、イネーブル信号CEが論理レベル0から論理レベル1の状態に切り替わった直後に、所定期間だけ電圧VCCをリファレンス電圧供給ラインRL上に印加することにより、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部を生成する。
The high-speed start-
図3は、かかる高速立上駆動回路5の内部構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the internal configuration of the high-speed
図3に示すように、高速立上駆動回路5は、pチャネルMOS型のFETであるトランジスタQ1及びQ3と、nチャネルMOS型のFETであるトランジスタQ2及びQ4と、インバータIV1とを備える。尚、これらトランジスタQ2、Q4、Q1及びQ3の各々は、エンハンスメント形のFETである。
As shown in FIG. 3, the high-speed start-
トランジスタQ1のゲート端子には上記イネーブル信号CEが供給されている。トランジスタQ1のソース端子には電圧VCCが印加されており、そのドレイン端子はラインENを介してトランジスタQ2のドレイン端子及びトランジスタQ4のゲート端子各々に接続されている。トランジスタQ2のソース端子には接地電位VSSが印加されており、そのゲート端子が、トランジスタQ4のソース端子及びリファレンス電圧供給ラインRLに夫々接続されている。 The enable signal CE is supplied to the gate terminal of the transistor Q1. The voltage VCC is applied to the source terminal of the transistor Q1, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor Q2 and the gate terminal of the transistor Q4 via the line EN. A ground potential VSS is applied to the source terminal of the transistor Q2, and its gate terminal is connected to the source terminal of the transistor Q4 and the reference voltage supply line RL.
以下に、図1に示される半導体メモリの動作について図4を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the operation of the semiconductor memory shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
メモリ制御部1は、読出信号RDが供給されていない場合、つまり情報データの読み出し動作が為されない期間中は、各モジュールを非活性状態にしてその動作を停止させるべき論理レベル0のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。この間、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5は非活性状態にあるので、リファレンス電圧供給ラインRL上のリファレンス電圧Vrefは、図4に示す如く0ボルトである。つまり、論理レベル0のイネーブル信号CEに応じて、高速立上駆動回路5のトランジスタQ1はオン状態、Q3はオフ状態となり、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が0ボルトであることからQ2はオフ状態にある。この際、トランジスタQ1がオン状態、Q2がオフ状態にあることから、高速立上駆動回路5におけるラインEN上の電圧は電圧VCCに対応した高電圧となり、トランジスタQ4はオン状態となる。しかしながら、トランジスタQ3がオフ状態にあることから、高速立上駆動回路5はリファレンス電圧供給ラインRLに対して電圧印加を行わない。また、イネーブル信号CEが論理レベル0の状態にある間は、リファレンスアンプ4も動作が為されないので、リファレンス電圧供給ラインRLに対する電圧印加は為されない。よって、この間、リファレンス電圧供給ラインRL上のリファレンス電圧Vrefは図4に示す如く0ボルトとなる。
When the read signal RD is not supplied, that is, during the period when the information data read operation is not performed, the memory control unit 1 enables the
このように、図1に示される半導体メモリでは、読み出しアクセスが為されていない期間中は、センスアンプ3のみならず、リファレンスアンプ4の動作も強制的に停止させるようにしたので、消費電力を低減させることができる。
As described above, in the semiconductor memory shown in FIG. 1, the operation of not only the sense amplifier 3 but also the
その後、読出信号RDが供給されると、メモリ制御部1は、各モジュールを活性化させるべき論理レベル1のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、リファレンスアンプ4は、電源電圧に基づき所定の閾電圧値VRを有するリファレンス電圧Vrefの生成を開始して、その電圧をリファレンス電圧供給ラインRL上に印加する。この際、リファレンスアンプ4単独では、図4の一点鎖線に示す形態で、0ボルトの状態から徐々にその電圧が上昇して閾電圧値VRに到る立ち上げ波形を有するリファレンス電圧Vrefがリファレンス電圧供給ラインRL上に印加される。
Thereafter, when the read signal RD is supplied, the memory control unit 1 supplies the enable signal CE of the logic level 1 for activating each module to each of the sense amplifier 3, the
また、イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、高速立上駆動回路5のトランジスタQ3がオン状態に遷移し、このトランジスタQ3及びQ4を介して電圧VCCがリファレンス電圧供給ラインRLに印加される。よって、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧は、図4の実線にて示す如く0ボルトの状態から急峻に上昇する。そして、図4に示す如く、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が高速立上駆動回路5のトランジスタQ2のゲート閾電圧値VN1を超えると、このトランジスタQ2がオン状態に遷移する。これにより、接地電位VSSがリファレンス電圧供給ラインRLに印加されることになるので、図4に示すように、ラインEN上の電位は徐々に低下して行く。この際、図4に示す如きラインEN上の電位と、リファレンス電圧供給ラインRL上の電位との電位差VQが、トランジスタQ4の閾電圧値以下になると、このトランジスタQ4がオフ状態に遷移し、リファレンス電圧供給ラインRL上での電圧上昇が停止する。このリファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が0ボルトの状態から上昇して停止するまでの期間tsにおいて、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部が生成される。
When the enable signal CE transits to the logic level 1 state, the transistor Q3 of the high-speed
上記した如く、図3に示す高速立上駆動回路5では、イネーブル信号が論理レベル0から1に遷移した直後、期間tsの間だけトランジスタQ3及びQ4を共にオン状態にして電圧VCCを強制的にリファレンス電圧供給ラインRLに印加することにより、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部を生成するようにしている。これにより、高速立上駆動回路5を用いずにリファレンスアンプ4単独で、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧を上昇させる場合(図4中において一点鎖線にて示す)に比して、急峻にリファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が上昇する。尚、かかる電圧立ち上がり部では、図4に示す如く、一時的に閾電圧値VRよりも高い電圧値になってしまうというオーバーシュートが発生する。その後、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧は徐々に低下するが、その直後にセンスアンプ3が動作を開始すると、動作開始時のスイッチングノイズの影響により、図4に示す如く、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が再び上昇してオーバーシュートの状態が継続する。その後、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧は徐々に低下して、目標となる閾電圧値VRに収束して行く。
As described above, in the high-speed start-up
従って、図4に示す如くイネーブル信号の論理レベルが0から1へ切り替わった時点から、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が閾電圧値VRに到るまでの収束期間TQの経過後、センスアンプ3は、この閾電圧値VRを有するリファレンス電圧Vrefに基づき読出データの論理レベル判定を行うことが可能となる。すなわち、イネーブル信号の論理レベルが0から1へ切り替わった時点から収束期間TQの経過後、メモリセルアレイ2に記憶されている情報データの読み出しを行うことができるようになるのである。
Therefore, after the convergence period TQ from when the logic level of the enable signal is switched from 0 to 1 as shown in FIG. 4, until the voltage on the reference voltage supply line RL is reaches the threshold voltage V R, the sense amplifier 3, it is possible to perform a logical level determination of the read data based on the reference voltage V ref with the threshold voltage V R. That is, information data stored in the
よって、高速立上駆動回路5によれば、図4に示すように、高速立上駆動回路5を用いずにリファレンスアンプ4単独でリファレンス電圧Vrefの生成を開始させる場合(図4のて一点鎖線にて示す)に比して、リファレンス電圧Vrefの電圧値を迅速に、0ボルトの状態から目標となる閾電圧値VRに到らせることができる。
Therefore, according to the high speed start-up
よって、センスアンプ3及びリファレンスアンプ4を非活性状態から活性状態に遷移させた後、直ちに情報データの読み出しを行うことが可能となる。
Therefore, information data can be read immediately after the sense amplifier 3 and the
この際、高速立上駆動回路5は、図3に示すように4つのトランジスタQ1、Q3、Q2及びQ4と、1つのインバータIV1だけで構成されている。よって、回路規模を大幅に増大させることなく、低消費電力にて高速なデータ読み出しを行うことが可能となる。
At this time, as shown in FIG. 3, the high-speed start-up
尚、高速立上駆動回路5において、図4に示す如き電圧立ち上がり部でのオーバーシュトをなくすことにより、更に高速な読み出しアクセスを行うことが可能となる。
In the high-speed start-up
図5は、かかる点に鑑みて為された高速立上駆動回路5の他の内部構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another internal configuration of the high-speed
図5に示す高速立上駆動回路5では、図3に示すトランジスタQ4とリファレンス電圧供給ラインRLとの間にnチャネルMOS型のFETであるトランジスタQ5を付加した点を除く他の構成は、図3に示すものと同一である。
In the high-speed start-up
図5において、トランジスタQ5のソース端子はリファレンス電圧供給ラインRLに接続されており、そのドレイン端子はトランジスタQ4のソース端子と接続されている。トランジスタQ5のゲート端子には、所定の正極性の電圧値Vddが供給されている。 In FIG. 5, the source terminal of the transistor Q5 is connected to the reference voltage supply line RL, and the drain terminal thereof is connected to the source terminal of the transistor Q4. A predetermined positive voltage value Vdd is supplied to the gate terminal of the transistor Q5.
以下に、図5に示す構成を有する高速立上駆動回路5によるリファレンス電圧Vrefの電圧立ち上げ部の生成動作について図6を参照しつつ説明する。
Hereinafter, the generation operation of the voltage rising portion of the reference voltage V ref by the high-speed
先ず、論理レベル0のイネーブル信号CEが供給されている間は、図3に示す構成を採用した場合と同様に、高速立上駆動回路5のトランジスタQ1及びQ4がオン状態、Q3及びQ2が夫々オフ状態となるので、高速立上駆動回路5はリファレンス電圧供給ラインRLに対して電圧印加を行わない。また、イネーブル信号CEが論理レベル0の状態にある間は、リファレンスアンプ4も動作が為されないので、リファレンス電圧供給ラインRLに対する電圧印加は為されない。よって、この間、リファレンス電圧供給ラインRL上のリファレンス電圧Vrefは図6に示す如く0ボルトとなる。
First, as long as the
その後、読出信号RDが供給されると、メモリ制御部1は、各モジュールを活性化させるべき論理レベル1のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、リファレンスアンプ4は、電源電圧に基づき所定の閾電圧値VRを有するリファレンス電圧Vrefの生成を開始して、その電圧をリファレンス電圧供給ラインRL上に印加する。この際、リファレンスアンプ4単独では、図6の一点鎖線に示す形態で、0ボルトの状態から徐々にその電圧が上昇して閾電圧値VRに到る立ち上げ波形を有するリファレンス電圧Vrefがリファレンス電圧供給ラインRL上に印加される。
Thereafter, when the read signal RD is supplied, the memory control unit 1 supplies the enable signal CE of the logic level 1 for activating each module to each of the sense amplifier 3, the
そして、イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、高速立上駆動回路5のトランジスタQ3がオン状態に遷移し、このトランジスタQ3及びQ4を介して電圧VCCがリファレンス電圧供給ラインRLに印加される。よって、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧は、図6の実線にて示す如く0ボルトの状態から急峻に上昇し、かかる電圧上昇に伴いトランジスタQ5のソース・ドレイン間電圧が減少して行く。すると、トランジスタQ5が線形領域で動作するようになり、このトランジスタQ5に流れ込むドレイン電流が急激に減少する。よって、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇は、例えば図6に示す時点t以降緩やかになる。そして、図6に示す如く、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が高速立上駆動回路5のトランジスタQ2のゲート閾電圧値VN1を超えると、このトランジスタQ2がオン状態に遷移する。これにより、接地電位VSSがリファレンス電圧供給ラインRLに印加されることになるので、図6に示すように、ラインEN上の電位は徐々に低下して行く。この際、図6に示す如きラインEN上の電位と、リファレンス電圧供給ラインRL上の電位との電位差VQが、トランジスタQ4の閾値電圧以下になると、このトランジスタQ4がオフ状態に遷移し、リファレンス電圧供給ラインRL上での電圧上昇が停止する。このリファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が0ボルトの状態から上昇して停止するまでの期間tsにおいて、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部が生成される。
When the enable signal CE transitions to the logic level 1 state, the transistor Q3 of the high-speed
上記した如き駆動によれば、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部において、図4に示す如き、目標となる閾電圧値VRを大幅に増加してしまうようなオーバーシュートが回避される。更に、電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇が時点t以降緩やかになることから、その後、センスアンプ3が動作を開始しても、その動作開始時のスイッチングノイズに伴う電圧上昇を回避させることが可能となる。よって、電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇が時点t以降、緩やかになるものの、上記した如きオーバーシュートが生じない分だけ、図6に示す如く、その電圧値が迅速に閾電圧値VRに収束するようになる。その結果、イネーブル信号の論理レベルが0から1へ切り替わった時点から、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が閾電圧値VRに到るまでの収束期間TQは、図4に示す如きオーバーシュートが発生する場合に比して短くなる。 According to the driving, such as described above, the voltage rise of the reference voltage V ref, as shown in FIG. 4, the overshoot that would significantly increases the threshold voltage value V R as a target can be avoided. Further, since the voltage rise with the lapse of time at the voltage rising portion becomes gentle after time t, even if the sense amplifier 3 starts operation thereafter, the voltage rise caused by switching noise at the start of the operation is avoided. It becomes possible. Therefore, although the voltage rise with the lapse of time at the voltage rising portion becomes gradual after time t, the voltage value is rapidly changed to the threshold voltage value V as shown in FIG. Converges to R. As a result, from the time the logical level of the enable signal is switched from 0 to 1, the convergence period TQ of the voltage on the reference voltage supply line RL is down to the threshold voltage value V R is overshoot as shown in FIG. 4 It is shorter than when it occurs.
すなわち、高速立上駆動回路5として図5に示す構成を採用した場合には、図3に示す構成を採用した場合に比して高速に、情報データの読み出しを行うことが可能となるのである。
That is, when the configuration shown in FIG. 5 is adopted as the high-speed start-up
尚、図5に示すトランジスタQ5として、エンハンスメント形のFETに代わり、デプレッション形のFETを採用するようにしても良い。 Note that a depletion type FET may be adopted as the transistor Q5 shown in FIG. 5 instead of the enhancement type FET.
図7は、かかる点に鑑みて為された高速立上駆動回路5の内部構成の他の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the internal configuration of the high-speed
図7に示す高速立上駆動回路5では、図5に示すエンハンスメント形のトランジスタQ5に代わりデプレッション形のnチャネルMOSFETとしてのトランジスタQ6を採用した点を除く他の構成は、図5に示すものと同一である。
The high-speed start-up
図7において、トランジスタQ6のソース端子はリファレンス電圧供給ラインRLに接続されており、そのドレイン端子はトランジスタQ4のソース端子と接続されている。トランジスタQ6のゲート端子には、接地電位VSSが固定供給されている。 In FIG. 7, the source terminal of the transistor Q6 is connected to the reference voltage supply line RL, and the drain terminal thereof is connected to the source terminal of the transistor Q4. The ground potential VSS is fixedly supplied to the gate terminal of the transistor Q6.
以下に、図7に示す構成を有する高速立上駆動回路5によるリファレンス電圧Vrefの電圧立ち上げ部の生成動作について、図8を参照しつつ説明する。
Hereinafter, the generation operation of the voltage rising portion of the reference voltage V ref by the high-speed
先ず、論理レベル0のイネーブル信号CEが供給されている間は、図5に示す構成を採用した場合と同様に、高速立上駆動回路5のトランジスタQ1及びQ4がオン状態、Q3及びQ2が夫々オフ状態となるので、高速立上駆動回路5はリファレンス電圧供給ラインRLに対して電圧印加を行わない。また、イネーブル信号CEが論理レベル0の状態にある間はリファレンスアンプ4も動作が為されないので、リファレンス電圧供給ラインRLに対する電圧印加は為されない。よって、この間、リファレンス電圧供給ラインRL上のリファレンス電圧Vrefは図8に示す如く0ボルトとなる。
First, as long as the
その後、読出信号RDが供給されると、メモリ制御部1は、各モジュールを活性化させるべき論理レベル1のイネーブル信号CEをセンスアンプ3、リファレンスアンプ4及び高速立上駆動回路5の各々に供給する。イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、リファレンスアンプ4は、電源電圧に基づき閾電圧値VRを有するリファレンス電圧Vrefの生成を開始して、その電圧をリファレンス電圧供給ラインRL上に印加する。この際、リファレンスアンプ4単独では、図8の一点鎖線に示す形態で0ボルトの状態から徐々にその電圧が上昇して閾電圧値VRに到る立ち上げ波形を有するリファレンス電圧Vrefがリファレンス電圧供給ラインRL上に印加される。
Thereafter, when the read signal RD is supplied, the memory control unit 1 supplies the enable signal CE of the logic level 1 for activating each module to each of the sense amplifier 3, the
そして、イネーブル信号CEが論理レベル1の状態に遷移すると、高速立上駆動回路5のトランジスタQ3がオン状態に遷移し、このトランジスタQ3及びQ4を介して電圧VCCがリファレンス電圧供給ラインRLに印加される。よって、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧は、図8の実線にて示す如く0ボルトの状態から急峻に上昇する。かかる電圧上昇に伴いトランジスタQ6のソース・ドレイン間電圧が減少して行くと、トランジスタQ6が線形領域で動作するようになり、このQ6に流れ込むドレイン電流が急激に減少する。よって、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇は、例えば図8に示す時点t以降緩やかになる。そして、図8に示す如く、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が高速立上駆動回路5のトランジスタQ2のゲート閾電圧値VN1を超えると、このトランジスタQ2がオン状態に遷移する。これにより、接地電位VSSがリファレンス電圧供給ラインRLに印加されることになるので、図8に示すように、ラインEN上の電位は徐々に低下して行く。この際、図8に示す如きラインEN上の電位と、リファレンス電圧供給ラインRL上の電位との電位差VQが、トランジスタQ4の閾値電圧以下になると、このトランジスタQ4がオフ状態に遷移し、リファレンス電圧供給ラインRL上での電圧上昇が停止する。このリファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が0ボルトの状態から上昇して停止するまでの期間tsにおいて、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部が生成される。
When the enable signal CE transitions to the logic level 1 state, the transistor Q3 of the high-speed
上記した如き駆動によれば、リファレンス電圧Vrefの電圧立ち上がり部において、図4に示す如く目標となる閾電圧値VRを大幅に増加してしまうようなオーバーシュートが回避される。更に、電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇が時点t以降緩やかになることから、その後、センスアンプ3が動作を開始しても、その動作開始時のスイッチングノイズに伴う電圧上昇を回避させることが可能となる。よって、電圧立ち上がり部での時間経過に伴う電圧上昇が時点t以降、緩やかになるものの、上記した如きオーバーシュートが生じない分だけ、図8に示す如く、その電圧値が迅速に閾電圧値VRに収束するようになる。その結果、イネーブル信号の論理レベルが0から1へ切り替わった時点から、リファレンス電圧供給ラインRL上の電圧が閾電圧値VRに到るまでの収束期間TQは、図4に示す如きオーバーシュートが発生する場合に比して短くなる。 According to the driving, such as described above, the voltage rise of the reference voltage V ref, the overshoot that would significantly increases the threshold voltage value V R as a target, as shown in FIG. 4 is avoided. Further, since the voltage rise with the lapse of time at the voltage rising portion becomes gentle after time t, even if the sense amplifier 3 starts operation thereafter, the voltage rise caused by switching noise at the start of the operation is avoided. It becomes possible. Therefore, although the voltage rise with the lapse of time at the voltage rising portion becomes gradual after the time t, the voltage value is rapidly changed to the threshold voltage value V as shown in FIG. Converges to R. As a result, from the time the logical level of the enable signal is switched from 0 to 1, the convergence period TQ of the voltage on the reference voltage supply lines RL is up to the threshold voltage V R is overshoot as shown in FIG. 4 It is shorter than when it occurs.
すなわち、高速立上駆動回路5として図7に示す構成を採用した場合にも、図3に示す構成を採用した場合に比して高速に、情報データの読み出しを行うことが可能となる。 尚、図7に示す構成では、図5に示すエンハンスメント形のnチャネルMOSFETであるトランジスタQ5に代わり、デプレッション形のnチャネルMOSFETであるトランジスタQ6を用いているので、ゲート端子に印加する電圧を接地電位VSSにしても、上述した如き線形領域での動作を行うことが可能となる。
That is, even when the configuration shown in FIG. 7 is adopted as the high-speed start-up
よって、正極性の電圧値Vddをそのゲート端子に固定供給することにより線形領域での動作を可能としたエンハンスメント形のトランジスタQ5を採用した場合に比して安定した収束期間TQを得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain a stable convergence period TQ as compared with the case where the enhancement type transistor Q5 capable of operating in the linear region by fixing and supplying the positive voltage value Vdd to the gate terminal. .
また、上記実施例においては、センスアンプ3において論理レベルの判定を行う際の閾値となるリファレンス電圧を高速に立ち上げるために、高速立上駆動回路5を用いているが、この高速立上駆動回路5を、図9に示すように、定電圧電源装置の出力電圧を高速に立ち上げる為に用いるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the high-speed start-up
図9において、定電圧電源装置90は、電源スイッチ91がオフ状態からオン状態に切り替えられて電源電圧の供給が開始されると、かかる電源電圧に基づく所定の一定電圧値を有する出力電圧VGを生成しこれを電源ラインGLに印加する。電源スイッチ91は、オフ状態にある間は論理レベル0、オン状態にある間は論理レベル1のイネーブル信号を高速立上駆動回路5に供給する。図9に示す高速立上駆動回路5は、図3、図5又は図7に示す内部構成を有し、論理レベル1のイネーブル信号に応じて、電源ラインGLに対して前述した如き駆動を行うことにより、電源ラインGLに印加される出力電源電圧VGの電圧立ち上げ部での時間経過に伴う電圧上昇を急峻にする。これにより、電源投入時点から高速に、出力電圧VGの電圧値を目標とする一定電圧値に立ち上げるのである。
In FIG. 9, when the
1 メモリ制御部
3 センスアンプ
4 リファレンスアンプ
5 高速立上駆動回路
1 Memory Control Unit 3
Claims (11)
第1電位を受ける第1端子と、第1ラインに接続されている第2端子と、制御信号を受ける制御端子とを有する第1のトランジスタと、
前記第1ラインに接続されている第1端子と、第2電位を受ける第2端子と、前記電圧供給ラインに接続されている制御端子とを有する第2のトランジスタと、
前記第1電位を受ける第1端子と、前記制御信号の論理レベルを反転させた信号を受ける制御端子とを有する第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタの第2端子に接続されている第1端子と、前記電圧供給ラインに接続されている第2端子と、前記第1ラインに接続されている制御端子とを有する第4のトランジスタと、を含むことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device having a voltage supply line,
A first transistor having a first terminal for receiving a first potential, a second terminal connected to the first line, and a control terminal for receiving a control signal;
A second transistor having a first terminal connected to the first line, a second terminal receiving a second potential, and a control terminal connected to the voltage supply line;
A third transistor having a first terminal for receiving the first potential and a control terminal for receiving a signal obtained by inverting the logic level of the control signal;
A fourth terminal having a first terminal connected to the second terminal of the third transistor, a second terminal connected to the voltage supply line, and a control terminal connected to the first line; A semiconductor device comprising: a transistor;
前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合に所定電圧を生成して前記電圧供給ラインに印加する電圧生成部と、を含み、
前記第1のトランジスタは、前記制御信号が前記ディスエーブル指示を示す場合にオン状態となる一方、前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合にはオフ状態となり、
前記第3のトランジスタは、前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合にオン状態となる一方、前記制御信号が前記ディスエーブル指示を示す場合にはオフ状態となることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 A control unit for generating the control signal indicating an enable instruction or a disable instruction;
A voltage generation unit configured to generate a predetermined voltage and apply the voltage to the voltage supply line when the control signal indicates the enable instruction;
The first transistor is turned on when the control signal indicates the disable instruction, while the first transistor is turned off when the control signal indicates the enable instruction,
2. The third transistor according to claim 1, wherein the third transistor is turned on when the control signal indicates the enable instruction, and is turned off when the control signal indicates the disable instruction. Semiconductor device.
第1電位を受ける第1端子と、第1ラインに接続されている第2端子と、制御信号を受ける制御端子とを有する第1のトランジスタと、
前記第1ラインに接続されている第1端子と、第2電位を受ける第2端子と、前記電圧供給ラインに接続されている制御端子とを有する第2のトランジスタと、
前記第1電位を受ける第1端子と、前記制御信号の論理レベルを反転させた信号を受ける制御端子とを有する第3のトランジスタと、
前記第3のトランジスタの前記第2端子に接続されている第1端子と、前記第1ラインに接続されている制御端子とを有する第4のトランジスタと、
前記第3のトランジスタの前記第2端子に接続されている第1端子と、前記第1ラインに接続されている制御端子とを有する第4のトランジスタと、
前記第4のトランジスタの第2端子に接続されている第1端子と、前記電圧供給ラインに接続されている第2端子と、所定の固定電位を受ける制御端子とを有する第5のトランジスタと、を含むことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device having a voltage supply line,
A first transistor having a first terminal for receiving a first potential, a second terminal connected to the first line, and a control terminal for receiving a control signal;
A second transistor having a first terminal connected to the first line, a second terminal receiving a second potential, and a control terminal connected to the voltage supply line;
A third transistor having a first terminal for receiving the first potential and a control terminal for receiving a signal obtained by inverting the logic level of the control signal;
A fourth transistor having a first terminal connected to the second terminal of the third transistor and a control terminal connected to the first line;
A fourth transistor having a first terminal connected to the second terminal of the third transistor and a control terminal connected to the first line;
A fifth transistor having a first terminal connected to the second terminal of the fourth transistor, a second terminal connected to the voltage supply line, and a control terminal for receiving a predetermined fixed potential; A semiconductor device comprising:
前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合に所定電圧を生成して前記電圧供給ラインに印加する電圧生成部と、を含み、
前記第1のトランジスタは、前記制御信号が前記ディスエーブル指示を示す場合にオン状態となる一方、前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合にはオフ状態となり、
前記第3のトランジスタは、前記制御信号が前記イネーブル指示を示す場合にオン状態となる一方、前記制御信号が前記ディスエーブル指示を示す場合にはオフ状態となることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。 A control unit for generating the control signal indicating an enable instruction or a disable instruction;
A voltage generation unit configured to generate a predetermined voltage and apply the voltage to the voltage supply line when the control signal indicates the enable instruction;
The first transistor is turned on when the control signal indicates the disable instruction, while the first transistor is turned off when the control signal indicates the enable instruction,
7. The third transistor is turned on when the control signal indicates the enable instruction, and is turned off when the control signal indicates the disable instruction. Semiconductor device.
前記固定電位は接地電位であることを特徴とする請求項10記載の半導体装置。
The first to fourth transistors are enhancement type, and the fifth transistor is depletion type.
The semiconductor device according to claim 10, wherein the fixed potential is a ground potential.
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