JP2544993B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2544993B2
JP2544993B2 JP2148130A JP14813090A JP2544993B2 JP 2544993 B2 JP2544993 B2 JP 2544993B2 JP 2148130 A JP2148130 A JP 2148130A JP 14813090 A JP14813090 A JP 14813090A JP 2544993 B2 JP2544993 B2 JP 2544993B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体装置に関し、特に、外部から供給さ
れる電源電圧を所定の電圧に変換して内部回路に供給す
る電圧変換回路を内蔵した半導体装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a built-in voltage conversion circuit that converts a power supply voltage supplied from the outside into a predetermined voltage and supplies the voltage to an internal circuit. Regarding the device.

[従来の技術] 近年、0.5μmレベルの微細加工技術を駆使した4Mビ
ットのスタティックランダムアクセスメモリ(以下、SR
AMと呼ぶ)や、16Mビットのダイナミックランダムアク
セスメモリ(以下、DRAMと呼ぶ)の開発例が発表されて
いる。これらの4MビットのSRAMや16MビットのDRAMに
は、0.6μm以下のゲート長を有するショートチャネルM
OSトランジスタが使用される。一方、従来の4ビットの
DRAMなどには、1μmから0.8μm程度までのゲート長
を有し、5Vの電源電圧で動作するMOSトランジスタが使
用されている。
[Prior Art] In recent years, a 4 Mbit static random access memory (hereinafter referred to as SR
AM) and 16Mbit dynamic random access memory (hereinafter referred to as DRAM) development examples have been announced. These 4 Mbit SRAMs and 16 Mbit DRAMs have short channel M with a gate length of 0.6 μm or less.
OS transistors are used. On the other hand, conventional 4-bit
For a DRAM or the like, a MOS transistor having a gate length of 1 μm to 0.8 μm and operating at a power supply voltage of 5 V is used.

上記の4MビットのSRAMや16MビットのDRAMで使用され
ているショートチャネルMOSトランジスタを5Vの電源電
圧で動作させた場合、無視できない程度のトランジスタ
特性の劣化を引起こし、信頼性上の問題となることが指
摘されている。
When the short channel MOS transistor used in the above 4M bit SRAM and 16M bit DRAM is operated with the power supply voltage of 5V, the transistor characteristics will be deteriorated to a non-negligible level, causing a reliability problem. It has been pointed out.

このようなトランジスタ特性の劣化を抑えて0.5μm
レベルのゲート長を有するショートチャネルMOSトラン
ジスタを使用するためには、電源電圧を5Vからたとえば
3.3Vに変更することが考えられる。しかしながら、従来
から広く使用されている5Vの電源系との共存性を考える
と、電源電圧の変更には問題がある。
0.5 μm by suppressing such deterioration of transistor characteristics
In order to use a short channel MOS transistor having a level gate length, the power supply voltage is changed from 5V to, for example,
It is possible to change to 3.3V. However, considering the coexistence with the 5V power supply system that has been widely used in the past, there is a problem in changing the power supply voltage.

そこで、内部に電圧変換回路が集積化された半導体装
置が提案されている。この半導体装置では、外部から印
加される電源電圧は5Vに保され、その電源電圧が電圧変
換回路により一定電圧に降圧される。それにより、内部
回路は電源電圧の変動に依存しない一定電圧で動作され
る。
Therefore, a semiconductor device in which a voltage conversion circuit is integrated is proposed. In this semiconductor device, the power supply voltage applied from the outside is maintained at 5V, and the power supply voltage is stepped down to a constant voltage by the voltage conversion circuit. As a result, the internal circuit is operated at a constant voltage that does not depend on the fluctuation of the power supply voltage.

第8図は、電圧変換回路を内蔵した従来の半導体装置
の一例を示すブロック図である。また、第9図は、第8
図に示される電圧変換回路の具体的な回路構成を示す図
である。第9図の電圧変換回路は、たとえばIEEE Jour
nal of Solid−State Circuits,Vol.SC−22,No.3,p
p.437−441,June 1987においてT.Furuyamaらによって
提案されている。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional semiconductor device incorporating a voltage conversion circuit. In addition, FIG.
It is a figure which shows the concrete circuit structure of the voltage conversion circuit shown by a figure. The voltage conversion circuit shown in FIG.
nal of Solid-State Circuits, Vol.SC-22, No.3, p
Proposed by T. Furuyama et al., p.437-441, June 1987.

第8図の半導体装置100は電圧変換回路101、内部回路
105および入出力回路106を含む。内部回路105はたとえ
ばDRAMなどのメモリからなる。
The semiconductor device 100 of FIG. 8 includes a voltage conversion circuit 101 and an internal circuit.
Includes 105 and input / output circuit 106. The internal circuit 105 includes a memory such as DRAM.

電圧変換回路101は基準電圧発生回路102、差動増幅器
103およびスイッチング回路104を含む。この半導体装置
100は、電源電圧Vccを受ける電源端子10および接地電位
Vssを受ける接地端子30を有している。基準電圧発生回
路102は、外部から与えられる電源電圧Vccを受け、その
電源電圧Vccにほとんど依存しない基準電圧Vrを発生す
る。その基準電圧Vrは差動増幅器103に入力され、差動
増幅器103およびスイッチング回路104により電源電圧Vc
cの変動および負荷電流の変動に依存しない内部電圧Vi
が発生され、内部回路105に供給される。電源電圧Vccは
たとえば5Vであり、内部電圧Viはたとえば3.5Vである。
The voltage conversion circuit 101 includes a reference voltage generation circuit 102 and a differential amplifier.
Includes 103 and switching circuit 104. This semiconductor device
100 is the power supply terminal 10 that receives the power supply voltage Vcc and the ground potential
It has a ground terminal 30 for receiving Vss. The reference voltage generation circuit 102 receives a power supply voltage Vcc given from the outside and generates a reference voltage Vr that hardly depends on the power supply voltage Vcc. The reference voltage Vr is input to the differential amplifier 103, and the differential amplifier 103 and the switching circuit 104 supply the power supply voltage Vc.
Internal voltage Vi that does not depend on changes in c and changes in load current
Is generated and supplied to the internal circuit 105. Power supply voltage Vcc is, for example, 5V, and internal voltage Vi is, for example, 3.5V.

入出力回路106は、5V電源系の周辺ロジックLSIとの接
続を考慮して外部から与えられる電源電圧Vccにより直
接駆動されることが多い。そのために、入出力回路106
のトランジスタに最小のゲート長を用いないなどの工夫
が施される。内部回路105がDRAMのようなメモリからな
る場合、入出力回路106は主としてバッファ回路を含
む。入出力回路106は、アドレス端子40を介して外部か
らアドレス信号ADを受け、そのアドレス信号ADを内部回
路105に与える。また、入出力回路106は内部回路105か
ら読出されたデータDQをデータ端子50を介して外部に出
力し、または、外部からデータ端子50に与えられたDQを
内部回路105に与える。さらに、入出力回路106は外部か
ら制御端子60を介して与えられる制御信号CNTを内部回
路105に与える。
The input / output circuit 106 is often directly driven by a power supply voltage Vcc given from the outside in consideration of connection with a peripheral logic LSI of a 5V power supply system. Therefore, the input / output circuit 106
The device is designed so that the minimum gate length is not used for the transistor. When the internal circuit 105 is a memory such as DRAM, the input / output circuit 106 mainly includes a buffer circuit. The input / output circuit 106 receives an address signal AD from the outside through the address terminal 40 and gives the address signal AD to the internal circuit 105. Further, the input / output circuit 106 outputs the data DQ read from the internal circuit 105 to the outside through the data terminal 50, or gives the DQ externally applied to the data terminal 50 to the internal circuit 105. Further, the input / output circuit 106 provides the internal circuit 105 with a control signal CNT externally provided via the control terminal 60.

第9図において、基準電圧発生回路102は、Pチャネ
ルMOSトランジスタ21〜25を含む。電源端子10と接地端
子30との間にトランジスタ21〜23が直列に接続されてい
る。トランジスタ21〜23により電源電圧Vccが分圧さ
れ、その分圧された電圧がノードN1に現われる。電源端
子10とノードN2との間にトランジスタ24が接続され、ノ
ードN2と接地端子30との間にトランジスタ25が接続され
る。
In FIG. 9, reference voltage generating circuit 102 includes P-channel MOS transistors 21-25. Transistors 21-23 are connected in series between the power supply terminal 10 and the ground terminal 30. The power supply voltage Vcc is divided by the transistors 21 to 23, and the divided voltage appears at the node N1. Transistor 24 is connected between power supply terminal 10 and node N2, and transistor 25 is connected between node N2 and ground terminal 30.

電源電圧Vccが上昇すると、ノードN1の電圧も上昇
し、トランジスタ24が非導通状態となる。これにより、
ノードN2の電圧の上昇が阻止される。逆に、電源電圧Vc
cが低下すると、ノードN1の電圧も低下し、トランジス
タ24が導通状態となる。これにより、ノードN2の電圧の
低下が阻止される。このようにして、ノードN2からは電
源電圧Vccの変動にほとんど依存しない基準電圧Vrが発
生される。
When the power supply voltage Vcc rises, the voltage of the node N1 also rises and the transistor 24 becomes non-conductive. This allows
The voltage of the node N2 is prevented from rising. Conversely, the power supply voltage Vc
When c decreases, the voltage of the node N1 also decreases and the transistor 24 becomes conductive. This prevents the voltage at node N2 from dropping. In this way, the reference voltage Vr is generated from the node N2 and hardly depends on the fluctuation of the power supply voltage Vcc.

差動増幅器103は、PチャネルMOSトランジスタ31,32
およびNチャネルMOSトランジスタ33,34からなるカレン
トミラー回路を含む。トランジスタ31のゲートは基準電
圧発生回路102のノードN2に接続されている。トランジ
スタ31および32の接続点であるノードN3と電源端子10と
の間には、サイズの大きいPチャネルMOSトランジスタ3
5およびサイズの小さいPチャネルMOSトランジスタ36が
接続されている。これらのトランジスタ35,36は、カレ
ントミラー回路の消費電力を低減するために付加されて
いる。
The differential amplifier 103 includes P-channel MOS transistors 31, 32.
And a current mirror circuit including N-channel MOS transistors 33 and 34. The gate of the transistor 31 is connected to the node N2 of the reference voltage generation circuit 102. Between the node N3, which is the connection point of the transistors 31 and 32, and the power supply terminal 10, a large-sized P-channel MOS transistor 3
5 and a small P-channel MOS transistor 36 are connected. These transistors 35 and 36 are added to reduce the power consumption of the current mirror circuit.

内部回路105が動作する期間中は、トランジスタ35の
ゲートに与えられるクロック信号Φ0が低レベルとな
り、トランジスタ35がオンする。これにより、カレント
ミラー回路の応答性がよくなる。内部回路105が動作し
ない期間には、クロック信号Φ0が高レベルとなり、ト
ランジスタ35がオフする。この場合、微小電流が流れる
小さいサイズのトランジスタ36のみがオンするので、消
費電力が抑制される。
While the internal circuit 105 is operating, the clock signal Φ0 supplied to the gate of the transistor 35 becomes low level, and the transistor 35 is turned on. This improves the responsiveness of the current mirror circuit. While the internal circuit 105 is not operating, the clock signal Φ0 goes high and the transistor 35 is turned off. In this case, since only the small-sized transistor 36 through which a minute current flows is turned on, power consumption is suppressed.

スイッチング回路104は、PチャネルMOSトランジスタ
41を含む。カレントミラー回路のトランジスタ32のゲー
トはノードN4に接続される。トランジスタ41は電源端子
10とノードN4との間に接続される。トランジスタ41のゲ
ートはカレントミラー回路のトランジスタ31とトランジ
スタ33との接続点であるノードN5に接続される。
The switching circuit 104 is a P-channel MOS transistor
Including 41. The gate of the transistor 32 of the current mirror circuit is connected to the node N4. Transistor 41 is the power supply terminal
Connected between 10 and node N4. The gate of the transistor 41 is connected to a node N5 which is a connection point between the transistor 31 and the transistor 33 of the current mirror circuit.

ノードN4から出力される内部電圧Viが基準電圧Vrより
も高くなれば、トランジスタ31に流れる電流の値がトラ
ンジスタ32に流れる電流の値よりも大きくなる。それに
より、ノードN5の電位が上昇する。そのため、トランジ
スタ41が浅い導通状態または非導通状態となる。その結
果、電源端子10からノードN4への電流の供給が停止また
は低減され、内部電圧Viが低下する。
If the internal voltage Vi output from the node N4 becomes higher than the reference voltage Vr, the value of the current flowing in the transistor 31 becomes larger than the value of the current flowing in the transistor 32. As a result, the potential of the node N5 rises. Therefore, the transistor 41 is in a shallow conductive state or a non-conductive state. As a result, the supply of current from power supply terminal 10 to node N4 is stopped or reduced, and internal voltage Vi drops.

逆に、内部電圧Viが基準電圧Vrよりも低くなると、ト
ランジスタ31に流れる電流の値がトランジスタ32に流れ
る電流の値よりも小さくなる。それにより、ノードN5の
電位が低下する。そのため、トランジスタ41が導通状態
となり、電源端子10からノードN4に十分な電流が供給さ
れる。その結果、内部電圧Viが上昇する。
On the contrary, when the internal voltage Vi becomes lower than the reference voltage Vr, the value of the current flowing through the transistor 31 becomes smaller than the value of the current flowing through the transistor 32. As a result, the potential of the node N5 drops. Therefore, the transistor 41 becomes conductive, and a sufficient current is supplied from the power supply terminal 10 to the node N4. As a result, the internal voltage Vi rises.

このようにして、電源電圧Vccの変動または負荷の変
動に依存しない一定の内部電圧Viが得られる。
In this way, a constant internal voltage Vi that does not depend on the fluctuation of the power supply voltage Vcc or the fluctuation of the load can be obtained.

第10図は、第9図の電圧変換回路の電圧変換特性を示
す図である。第10図において、○印が測定値を示し、実
線L1がシミュレーションされた特性を示す。
FIG. 10 is a diagram showing the voltage conversion characteristic of the voltage conversion circuit of FIG. In FIG. 10, the circles show the measured values, and the solid line L1 shows the simulated characteristics.

第10図に示すように、外部から与えられる電源電圧Vc
cが約3.5V以上の領域において内部電圧Viが基準電圧Vr
として設定された約3.5Vに一定に保たれる。
As shown in Fig. 10, externally applied power supply voltage Vc
The internal voltage Vi is the reference voltage Vr in the range where c is about 3.5 V or more.
Is kept constant at about 3.5V set as.

[発明が解決しようとする課題] 一方、様々な環境で使用される半導体装置の安定な動
作を保証するために、出荷前に動作マージン試験を実施
して、動作の不安定な素子を不良品として排除すること
が行なわれている。動作マージン試験では、動作保証電
圧の範囲を超える低電圧や高電圧を半導体装置に供給し
て、その半導体装置の動作試験が行なわれる。5V±10%
を保証する場合であれば、たとえば5V±20%の範囲で試
験が行なわれる。
[Problems to be Solved by the Invention] On the other hand, in order to guarantee stable operation of a semiconductor device used in various environments, an operation margin test is performed before shipment to detect an unstable operation element as a defective product. It is being eliminated as. In the operation margin test, a low voltage or a high voltage exceeding the operation guarantee voltage range is supplied to the semiconductor device, and the operation test of the semiconductor device is performed. 5V ± 10%
In case of guaranteeing, for example, the test is conducted in the range of 5V ± 20%.

また、出荷時点で不良品のスクリーニングを行なうた
めや、長期使用時の寿命を推定するために、電源電圧Vc
cとして通常は使用しないような高電圧を半導体装置に
外部から印加して加速寿命試験が行なわれる。たとえ
ば、通常の電源電圧Vccが5Vである場合に7Vの高電圧が
印加される。ここで、不良品のスクリーニングとは、市
場での半導体装置の信頼性を保証するために、加速寿命
試験により不良品を選別することをいう。
In addition, in order to screen defective products at the time of shipment and to estimate the service life after long-term use, the power supply voltage Vc
An accelerated life test is performed by applying a high voltage that is not normally used as c to the semiconductor device from the outside. For example, when the normal power supply voltage Vcc is 5V, a high voltage of 7V is applied. Here, the screening of defective products refers to selecting defective products by an accelerated life test in order to guarantee the reliability of semiconductor devices in the market.

このような動作マージン試験や加速寿命試験を第8図
に示されるような電圧変換回路を内蔵した半導体装置に
適用しようとすると、第10図からも明らかなように、外
部から印加した高電圧がチップ内部に伝わらず、有効な
試験を行なうことができない。
When it is attempted to apply such an operation margin test or an accelerated life test to a semiconductor device having a built-in voltage conversion circuit as shown in FIG. 8, as is apparent from FIG. The test cannot be conducted effectively because it does not reach the inside of the chip.

そこで、加速寿命試験の際に外部からの高電圧を印加
することができる半導体集積回路装置が第11図に示され
る。第11図の半導体集積回路装置は、特開昭64−55857
号に開示されている。
Therefore, FIG. 11 shows a semiconductor integrated circuit device capable of applying a high voltage from the outside during the accelerated life test. The semiconductor integrated circuit device of FIG. 11 is disclosed in JP-A-64-55857.
No.

第11図において、電源電圧変換回路111は外部からの
電源電圧Vccを受け、その電源電圧Vccよりも低いレベル
の内部電圧Viを発生する。通常は、電源電圧変換回路11
1により発生された内部電圧Viが内部電源線112を介して
集積回路ブロック113に供給される。加速寿命試験の際
には、スイッチング信号Φ1によりトランジスタ114が
導通状態となり、外部から与えられる高電圧Veがトラン
ジスタ114および内部電源線112を介して集積回路ブロッ
ク113に供給される。
In FIG. 11, the power supply voltage conversion circuit 111 receives a power supply voltage Vcc from the outside and generates an internal voltage Vi of a level lower than the power supply voltage Vcc. Normally, the power supply voltage conversion circuit 11
The internal voltage Vi generated by 1 is supplied to the integrated circuit block 113 via the internal power supply line 112. In the accelerated life test, the transistor 114 is rendered conductive by the switching signal Φ1, and the high voltage Ve supplied from the outside is supplied to the integrated circuit block 113 via the transistor 114 and the internal power supply line 112.

第11図の半導体集積回路装置では、外部から与えられ
る高電圧Veを任意のレベルに設定することにより、種々
のテストを行なうことができる。
In the semiconductor integrated circuit device of FIG. 11, various tests can be performed by setting the high voltage Ve externally applied to an arbitrary level.

しかし、何らかの原因でスイッチ信号Φ1が発生され
ると、通常の使用時に半導体集積回路装置が誤って動作
試験モードに設定されるおそれがある。この場合、集積
回路ブロック113に高電圧が与えられ、この集積回路ブ
ロック113が破壊されるという問題がある。
However, if the switch signal Φ1 is generated for some reason, the semiconductor integrated circuit device may be erroneously set to the operation test mode during normal use. In this case, there is a problem that a high voltage is applied to the integrated circuit block 113 and the integrated circuit block 113 is destroyed.

第12図に従来の電源電圧変換回路の他の例が示され
る。この電源電圧変換回路は特開昭63−181196号に開示
されている。
FIG. 12 shows another example of the conventional power supply voltage conversion circuit. This power supply voltage conversion circuit is disclosed in JP-A-63-181196.

第12図の電源電圧変換回路は、制御端子125からの制
御信号の電圧レベルに応じた基準電圧Vrを発生する基準
電圧信号発生部120と、電源電圧Vccを基準電圧に応じた
内部電圧Viに変換する変換部130とからなる。
The power supply voltage conversion circuit of FIG. 12 includes a reference voltage signal generator 120 that generates a reference voltage Vr according to the voltage level of a control signal from the control terminal 125, and a power supply voltage Vcc into an internal voltage Vi according to the reference voltage. And a conversion unit 130 for converting.

制御端子125と基準電圧信号発生部120内のノードN10
との間には、トランジスタ121〜124が接続される。トラ
ンジスタ121〜124のしきい値電圧をすべてVtとすると、
制御端子125の電圧がノードN10の電圧よりも4Vt以上高
くなったときに、基準電圧Vrが上昇し、変換部130から
出力される内部電圧Viも上昇する。制御端子125の電圧
がそれ以外のときには、基準電圧Vrは変化せず、変換部
130から出力される内部電圧Viも変化しない。
Control terminal 125 and node N10 in reference voltage signal generator 120
Transistors 121 to 124 are connected between and. If all the threshold voltages of the transistors 121 to 124 are Vt,
When the voltage of the control terminal 125 becomes higher than the voltage of the node N10 by 4 Vt or more, the reference voltage Vr increases and the internal voltage Vi output from the conversion unit 130 also increases. When the voltage of the control terminal 125 is other than that, the reference voltage Vr does not change and the conversion unit
The internal voltage Vi output from the 130 does not change, either.

第12図の電源電圧変換回路では、制御端子125に高電
圧を与えることにより通常の使用時よりも高いレベルの
内部電圧Viを発生することができるが、通常の使用時よ
りも低いレベルの内部電圧を発生することはできない。
したがって、内部回路に種々の内部電圧を与える動作マ
ージン試験を実施することはできない。
In the power supply voltage conversion circuit of FIG. 12, by applying a high voltage to the control terminal 125, it is possible to generate an internal voltage Vi of a higher level than in normal use, but an internal voltage of lower level than in normal use is generated. It cannot generate voltage.
Therefore, it is not possible to carry out an operation margin test for applying various internal voltages to the internal circuit.

この発明の目的は、動作試験の際に内部回路に種々の
レベルの電源電圧を供給することができ、しかも通常の
使用時に誤って動作試験モードに設定されないような半
導体装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which can supply power supply voltages of various levels to an internal circuit during an operation test and which is not accidentally set to the operation test mode during normal use. .

[課題を解決するための手段] この発明に係る半導体装置は、第1および第2の電源
端子、電圧変換手段、内部回路手段、検出手段および切
換手段を備える。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor device according to the present invention includes first and second power supply terminals, a voltage conversion means, an internal circuit means, a detection means, and a switching means.

第1および第2の電源端子は、外部から第1および第
2の電源電圧をそれぞれ受ける。電圧変換手段は、第1
の電源端子から第1の電源電圧を受け、その第1の電源
電圧を所定の電圧に変換する。内部回路手段は、電圧変
換手段により変換された所定の電圧により作動する。検
出手段は、第1および第2の電源電圧を受け、それらの
第1および第2の電源電圧の電圧差が所定の電圧差にな
ったことを検出する。切換手段は、検出手段が所定の電
圧差を検出したときに、電圧変換手段により変換された
所定の電圧に代えて第1および第2の電源電圧のいずれ
か一方を内部回路手段に供給する。
The first and second power supply terminals receive the first and second power supply voltages from the outside, respectively. The voltage conversion means is the first
The first power supply voltage is received from the power supply terminal of, and the first power supply voltage is converted into a predetermined voltage. The internal circuit means operates with the predetermined voltage converted by the voltage converting means. The detection means receives the first and second power supply voltages and detects that the voltage difference between the first and second power supply voltages has become a predetermined voltage difference. The switching means supplies one of the first and second power supply voltages to the internal circuit means in place of the predetermined voltage converted by the voltage conversion means when the detection means detects the predetermined voltage difference.

[作用] 通常の使用時には、外部から与えられる第1の電源電
圧が所定の電圧に変換されて内部回路手段に供給され
る。第1および第2の電源端子に与えられる第1および
第2の電源電圧の電圧差が所定の電圧差になると、第1
および第2の電源電圧のいずれか一方により内部回路手
段が動作される。したがって、動作マージン試験や加速
寿命試験の際には、第1および第2の電源電圧の電圧差
を所定の電圧差以上に保つことにより、通常使用されな
い低電圧や高電圧で内部回路手段を動作させることがで
きる。
[Operation] During normal use, the first power supply voltage supplied from the outside is converted into a predetermined voltage and supplied to the internal circuit means. When the voltage difference between the first and second power supply voltages applied to the first and second power supply terminals reaches a predetermined voltage difference, the first
The internal circuit means is operated by either one of the second power supply voltage and the second power supply voltage. Therefore, during the operation margin test or the accelerated life test, the internal circuit means is operated at a low voltage or a high voltage which is not normally used by keeping the voltage difference between the first and second power supply voltages at a predetermined voltage difference or more. Can be made.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら詳細に
説明する。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、この発明の第1の実施例による半導体装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

第1図の半導体装置100は、第1の電源電圧Vcc1を受
ける第1電源端子10、第2の電源電圧Vcc2を受ける第2
の電源端子20および接地電位Vssを受ける接地端子30を
有する。また、半導体装置100は、第8図の従来の半導
体装置と同様に、アドレス端子40、データ端子50および
制御端子60を有する。
The semiconductor device 100 of FIG. 1 has a first power supply terminal 10 that receives a first power supply voltage Vcc1 and a second power supply terminal 10 that receives a second power supply voltage Vcc2.
Power source terminal 20 and ground terminal 30 for receiving ground potential Vss. Further, the semiconductor device 100 has an address terminal 40, a data terminal 50, and a control terminal 60, like the conventional semiconductor device of FIG.

半導体装置100は、電圧変換回路101、内部回路手段10
5および入出力回路106を含み、さらに電圧レベル差検出
回路107および切換回路108を含む。電圧変換回路101、
内部回路および入出力回路106は、第8図に示される電
圧変換回路101、内部回路105および入出力回路106と同
様である。
The semiconductor device 100 includes a voltage conversion circuit 101 and internal circuit means 10
5 and input / output circuit 106, and further includes voltage level difference detection circuit 107 and switching circuit 108. Voltage conversion circuit 101,
The internal circuit and input / output circuit 106 are similar to the voltage conversion circuit 101, internal circuit 105, and input / output circuit 106 shown in FIG.

第1図の電源端子10からの第1の電源電圧Vcc1は、電
圧変換回路101に含まれる基準電圧発生回路102、差動増
幅器103およびスイッチング回路104に供給され、電圧レ
ベル差検出回路107にも供給される。第2の電源端子20
からの第2の電源電圧Vcc2は、入出力回路106および電
圧レベル差検出回路107に供給される。
The first power supply voltage Vcc1 from the power supply terminal 10 in FIG. 1 is supplied to the reference voltage generation circuit 102, the differential amplifier 103 and the switching circuit 104 included in the voltage conversion circuit 101, and also to the voltage level difference detection circuit 107. Supplied. Second power terminal 20
The second power supply voltage Vcc2 from is supplied to the input / output circuit 106 and the voltage level difference detection circuit 107.

通常の使用時には、第2の電源電圧Vcc2は第1の電源
電圧Vcc1と同じ電圧である。通常の使用時には、第1の
電源電圧Vcc1および第2の電源電圧Vcc2はたとえば5Vに
設定される。この場合、切換回路108は、ノードN4の側
に設定される。したがって、内部回路105には、電圧変
換回路101により発生される内部電圧Vi(たとえば3.5
V)が供給される。
In normal use, the second power supply voltage Vcc2 is the same voltage as the first power supply voltage Vcc1. In normal use, the first power supply voltage Vcc1 and the second power supply voltage Vcc2 are set to 5V, for example. In this case, switching circuit 108 is set on the side of node N4. Therefore, the internal circuit 105 has an internal voltage Vi (for example, 3.5 V) generated by the voltage conversion circuit 101.
V) is supplied.

電圧レベル差検出回路107は、第1および第2の電源
電圧Vcc1,Vcc2が次の条件を満たす場合に切換回路108を
第2の電源端子20の側に切換える。
The voltage level difference detection circuit 107 switches the switching circuit 108 to the side of the second power supply terminal 20 when the first and second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 satisfy the following conditions.

Vcc1>Vcc2+α …(1) ここで、αは、任意に設定可能な定数であるが、ここ
ではたとえば約1Vである。
Vcc1> Vcc2 + α (1) Here, α is a constant that can be set arbitrarily, but here is about 1 V, for example.

動作マージン試験の際には、式(1)の条件を満たし
ながら第2の電源電圧Vcc2を低電圧または高電圧の試験
電圧に設定する。また、加速寿命試験の際には、同様に
式(1)の条件を満たしながら第2の電源電圧Vcc2を加
速電圧に設定する。これらの場合、内部回路105には、
第2の電源端子20を介して与えられる第2の電源電圧Vc
c2が直接供給される。
In the operation margin test, the second power supply voltage Vcc2 is set to a low or high test voltage while satisfying the condition of the expression (1). In addition, during the accelerated life test, the second power supply voltage Vcc2 is set to the accelerated voltage while similarly satisfying the condition of the equation (1). In these cases, the internal circuit 105
The second power supply voltage Vc given through the second power supply terminal 20
c2 is supplied directly.

第2図は、第1図に示される半導体装置100の主要部
の回路構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a main part of the semiconductor device 100 shown in FIG.

基準電圧発生回路102、差動増幅器103およびスイッチ
ング回路104の構成および動作は、第9図に示される基
準電圧発生回路102、差動増幅器103およびスイッチング
回路104の構成および動作と同様である。ただし、差動
増幅器103のノードN3と第1の電源端子10との間には第
9図に示されるトランジスタ35,36が接続されずに、ノ
ードN3が電源端子10に直接接続されている。なお、第9
図の差動増幅器103のように、ノードN3と第1の電源端
子10との間にトランジスタ35,36を接続してもよい。
The configurations and operations of reference voltage generating circuit 102, differential amplifier 103 and switching circuit 104 are similar to those of reference voltage generating circuit 102, differential amplifier 103 and switching circuit 104 shown in FIG. However, the transistors 35 and 36 shown in FIG. 9 are not connected between the node N3 of the differential amplifier 103 and the first power supply terminal 10, but the node N3 is directly connected to the power supply terminal 10. The ninth
As in the differential amplifier 103 in the figure, the transistors 35 and 36 may be connected between the node N3 and the first power supply terminal 10.

電圧レベル差検出回路107は、PチャネルMOSトランジ
スタ71およびNチャネルMOSトランジスタ72からなる第
1のインバータと、PチャネルMOSトランジスタ73およ
びNチャネルMOSトランジスタ74からなる第2のインバ
ータとを含む。トランジスタ71は第1の電源端子10とノ
ードN6との間に接続され、トランジスタ72はノードN6と
接地端子30との間に接続される。トランジスタ71,72の
ゲートは第2の電源端子20に接続される。トランジスタ
73は第1の電源端子10とノードN7との間に接続され、ト
ランジスタ74はノードN7と接地端子30との間に接続され
る。トランジスタ73,74のゲートはノードN6に接続され
る。
Voltage level difference detection circuit 107 includes a first inverter formed of P channel MOS transistor 71 and N channel MOS transistor 72, and a second inverter formed of P channel MOS transistor 73 and N channel MOS transistor 74. Transistor 71 is connected between first power supply terminal 10 and node N6, and transistor 72 is connected between node N6 and ground terminal 30. The gates of the transistors 71 and 72 are connected to the second power supply terminal 20. Transistor
73 is connected between the first power supply terminal 10 and the node N7, and the transistor 74 is connected between the node N7 and the ground terminal 30. The gates of the transistors 73 and 74 are connected to the node N6.

切換回路108はPチャネルMOSトランジスタ81,82を含
む。トランジスタ81はスイッチング回路104のノードN4
の内部回路105との間に接続される。トランジスタ82は
第2の電源端子20と内部回路105との間に接続される。
トランジスタ81のゲートは電圧レベル差検出回路107の
ノードN6に接続され、トランジスタ82のゲートは電圧レ
ベル差検出回路107のノードN7に接続される。ノードN6
には制御電圧V1が与えられ、ノードN7には制御電圧V2が
与えられる。
Switching circuit 108 includes P-channel MOS transistors 81 and 82. The transistor 81 is a node N4 of the switching circuit 104.
Connected to the internal circuit 105. The transistor 82 is connected between the second power supply terminal 20 and the internal circuit 105.
The gate of the transistor 81 is connected to the node N6 of the voltage level difference detection circuit 107, and the gate of the transistor 82 is connected to the node N7 of the voltage level difference detection circuit 107. Node N6
Is supplied with a control voltage V1 and node N7 is supplied with a control voltage V2.

次に、第3図の電圧波形図を参照しながら、第2図の
回路の動作を説明する。
Next, the operation of the circuit of FIG. 2 will be described with reference to the voltage waveform diagram of FIG.

ここでは、第1の電源電圧Vcc1が5Vで一定であるもの
とする。第2の電源電圧Vcc2が5Vよりも高い場合には、
電圧レベル差検出回路107内のトランジスタ72がオン
し、トランジスタ71がオフする。そのため、ノードN6の
制御電圧V1が“L"レベル(約0V)となる。それによりト
ランジスタ73がオンし、トランジスタ74がオフする。そ
のため、ノードN7の制御電圧V2が“H"レベル(約5V)と
なる。その結果、切換回路108のトランジスタ81がオン
し、82がオフする。したがって、内部電圧Viが内部回路
105に供給される。
Here, it is assumed that the first power supply voltage Vcc1 is constant at 5V. When the second power supply voltage Vcc2 is higher than 5V,
The transistor 72 in the voltage level difference detection circuit 107 turns on and the transistor 71 turns off. Therefore, the control voltage V1 of the node N6 becomes "L" level (about 0V). This turns on the transistor 73 and turns off the transistor 74. Therefore, the control voltage V2 of the node N7 becomes "H" level (about 5V). As a result, the transistor 81 of the switching circuit 108 turns on and the transistor 82 turns off. Therefore, the internal voltage Vi is
Supplied to 105.

第2の電源電圧Vcc2が4V以下であると、式(1)の関
係が満たされる。この場合、電圧レベル差検出回路107
内のトランジスタ71がオンするため、ノードN6の制御電
圧V1が“H"レベル(約5V)となる。それにより、トラン
ジスタ74がオンし、トランジスタ73がオフする。そのた
め、ノードN7の制御電圧V2が“L"レベル(約0V)とな
る。その結果、切換回路108のトランジスタ81がオフ
し、トランジスタ82がオンする。したがって、第2の電
源端子20からの第2の電源電圧Vcc2が内部回路105に供
給される。
When the second power supply voltage Vcc2 is 4 V or less, the relation of the expression (1) is satisfied. In this case, the voltage level difference detection circuit 107
Since the transistor 71 therein turns on, the control voltage V1 of the node N6 becomes "H" level (about 5V). This turns on the transistor 74 and turns off the transistor 73. Therefore, the control voltage V2 of the node N7 becomes "L" level (about 0V). As a result, the transistor 81 of the switching circuit 108 turns off and the transistor 82 turns on. Therefore, the second power supply voltage Vcc2 from the second power supply terminal 20 is supplied to the internal circuit 105.

電圧レベル差検出回路107の第1および第2のインバ
ータを構成するトランジスタ71〜74のゲート長およびゲ
ート幅を適当に選択してインバータ特性のしきい値を最
適化することにより、第3図に示される特性を得ること
ができる。
By appropriately selecting the gate lengths and gate widths of the transistors 71 to 74 that form the first and second inverters of the voltage level difference detection circuit 107 and optimizing the threshold value of the inverter characteristics, FIG. The properties shown can be obtained.

内部回路105に通常の使用時の電圧(5V)よりも高い
電圧(たとえば7V)を与えようとする場合には、第1の
電源電圧Vcc1をさらに高い電圧(たとえば9V)に設定
し、第2の電源電圧Vcc2を所定の電圧(7V)に設定す
る。この場合、式(1)の条件が満足されるので、内部
回路105には第2の電源電圧Vcc2が供給される。
When a voltage (eg, 7V) higher than the voltage (5V) during normal use is to be applied to the internal circuit 105, the first power supply voltage Vcc1 is set to a higher voltage (eg, 9V), and the second The power supply voltage Vcc2 of is set to a predetermined voltage (7V). In this case, the condition of Expression (1) is satisfied, so the second power supply voltage Vcc2 is supplied to the internal circuit 105.

なお、式(1)のαの値は、電圧レベル差検出回路10
7内のNチャネルMOSトランジスタとPチャネルMOSトラ
ンジスタのサイズの比で決定される。NチャネルMOSト
ランジスタのサイズが大きくなれば、αの値は大きくな
る。
Note that the value of α in the equation (1) is the voltage level difference detection circuit 10
It is determined by the size ratio of the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor in 7. The larger the size of the N-channel MOS transistor, the larger the value of α.

第4図は、電圧レベル差検出回路107の構成の他の例
を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of the configuration of the voltage level difference detection circuit 107.

第4図の電圧レベル差検出回路は、NチャネルMOSト
ランジスタ75、抵抗76、差動増幅器77およびインバータ
78,79を含む。トランジスタ75は第1の電源端子10とノ
ードN8との間にダイオード接続されている。抵抗76はノ
ードN8と接地端子30との間に接続されている。差動増幅
器77はPチャネルMOSトランジスタ171,172およびNチャ
ネルMOSトランジスタ173,174を含む。トランジスタ171
とトランジスタ172との接続点は第1の電源端子10に接
続されている。トランジスタ173とトランジスタ174との
接続点は接地端子30に接続されている。トランジスタ17
1のゲートはノードN8に接続され、トランジスタ172のゲ
ートは第2の電源端子20に接続されている。トランジス
タ171とトランジスタ173との接続点であるノードN9はイ
ンバータ78の入力端子に接続されている。インバータ78
の出力端子はインバータ79の入力端子に接続されてい
る。インバータ78の出力端子から制御電圧V1が出力さ
れ、インバータ79の出力端子から制御電圧V2が出力され
る。
The voltage level difference detection circuit of FIG. 4 includes an N-channel MOS transistor 75, a resistor 76, a differential amplifier 77 and an inverter.
Including 78,79. The transistor 75 is diode-connected between the first power supply terminal 10 and the node N8. The resistor 76 is connected between the node N8 and the ground terminal 30. Differential amplifier 77 includes P-channel MOS transistors 171 and 172 and N-channel MOS transistors 173 and 174. Transistor 171
The connection point between the transistor 172 and the transistor 172 is connected to the first power supply terminal 10. The connection point between the transistor 173 and the transistor 174 is connected to the ground terminal 30. Transistor 17
The gate of 1 is connected to the node N8, and the gate of the transistor 172 is connected to the second power supply terminal 20. A node N9, which is a connection point between the transistors 171 and 173, is connected to the input terminal of the inverter 78. Inverter 78
The output terminal of is connected to the input terminal of the inverter 79. The control voltage V1 is output from the output terminal of the inverter 78, and the control voltage V2 is output from the output terminal of the inverter 79.

ノードN8の電位は、第1の電源電圧Vcc1−αになる。
ここで、αはダイオード接続されたNチャネルMOSトラ
ンジスタ75のしきい値電圧を1Vに設定すれば1Vとなる。
第1および第2の電源電圧Vcc1,Vcc2が式(1)の条件
を満たせば、トランジスタ171に流れる電流の値がトラ
ンジスタ172に流れる電流の値よりも小さくなる。それ
により、ノードN9の電位が低下する。そのため、インバ
ータ78から出力される制御電圧V1は“H"レベルとなり、
インバータ79から出力される制御電圧V2は“L"レベルと
なる。
The potential of the node N8 becomes the first power supply voltage Vcc1-α.
Here, α becomes 1V when the threshold voltage of the diode-connected N-channel MOS transistor 75 is set to 1V.
If the first and second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 satisfy the condition of Expression (1), the value of the current flowing through the transistor 171 becomes smaller than the value of the current flowing through the transistor 172. As a result, the potential of the node N9 drops. Therefore, the control voltage V1 output from the inverter 78 becomes "H" level,
The control voltage V2 output from the inverter 79 becomes "L" level.

また、第1および第2の電源電圧Vcc1,Vcc2が式
(1)の条件を満たさないと、逆に、制御電圧V1が“L"
レベルとなり、制御電圧V2が“H"レベルとなる。
If the first and second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 do not satisfy the condition of the expression (1), conversely, the control voltage V1 becomes "L".
And the control voltage V2 becomes "H" level.

このように、第4図の電圧レベル差検出回路の入出力
特性も第3図の入出力特性と類似したものとなる。
Thus, the input / output characteristics of the voltage level difference detection circuit of FIG. 4 are similar to the input / output characteristics of FIG.

第5図は、この発明の第2の実施例による半導体装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

第5図の半導体装置100が第1図の半導体装置100と異
なるのは、切換回路108が基準電圧発生回路102と差動増
幅器103との間に設けられている点である。第5図の半
導体装置100においては、通常の使用時には切換回路108
が基準電圧発生回路102のノードN2の側に設定されてい
る。式(1)の条件が満たされると、切換回路108が第
2の電源端子20の側に切換えられる。この場合、内部回
路105は、差動増幅器103およびスイッチング回路104を
介して外部から与えられる第2の電源電圧Vcc2により動
作することになる。
The semiconductor device 100 of FIG. 5 differs from the semiconductor device 100 of FIG. 1 in that the switching circuit 108 is provided between the reference voltage generating circuit 102 and the differential amplifier 103. In the semiconductor device 100 of FIG. 5, the switching circuit 108 is used during normal use.
Are set on the node N2 side of the reference voltage generation circuit 102. When the condition of expression (1) is satisfied, the switching circuit 108 is switched to the second power supply terminal 20 side. In this case, the internal circuit 105 operates with the second power supply voltage Vcc2 externally applied via the differential amplifier 103 and the switching circuit 104.

したがって、式(1)の条件を満たしながら第2の電
源電圧Vcc2を変化させると、第1図に示される半導体装
置100と同様にして動作マージン試験や加速寿命試験を
行なうことが可能となる。
Therefore, if the second power supply voltage Vcc2 is changed while satisfying the condition of the expression (1), the operation margin test and the accelerated life test can be performed in the same manner as the semiconductor device 100 shown in FIG.

第6図は、この発明の第3図の実施例による半導体装
置の構成を示すブロック図である。また、第7図は、第
6図の半導体装置100の主要部の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the embodiment of FIG. 3 of the present invention. Further, FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a main part of the semiconductor device 100 of FIG.

第6図の半導体装置100が第1図の半導体装置100と異
なるのは、切換回路108が第1の電源端子10に接続され
る点である。第6図の半導体装置100においては、第1
および第2の電源電圧Vcc1,Vcc2が式(1)の条件を満
たすと、内部回路105に第1の電源電圧Vcc1が供給され
る。
The semiconductor device 100 of FIG. 6 differs from the semiconductor device 100 of FIG. 1 in that the switching circuit 108 is connected to the first power supply terminal 10. In the semiconductor device 100 of FIG. 6, the first
When the second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 satisfy the condition of Expression (1), the first power supply voltage Vcc1 is supplied to the internal circuit 105.

たとえば、内部回路105に7Vの高電圧を供給しようと
する場合には、第1の電源電圧Vcc1を7Vに設定し、第2
の電源電圧Vcc2を5Vに設定する。内部回路105に3.5Vの
低電圧を供給しようとする場合には、第1の電源電圧Vc
c1を3.5Vに設定し、第2の電源電圧Vcc2をたとえば0Vに
設定する。
For example, in order to supply a high voltage of 7V to the internal circuit 105, the first power supply voltage Vcc1 is set to 7V and the second power supply voltage Vcc1 is set to 7V.
Set the power supply voltage Vcc2 of to 5V. When supplying a low voltage of 3.5 V to the internal circuit 105, the first power supply voltage Vc
c1 is set to 3.5V and the second power supply voltage Vcc2 is set to 0V, for example.

このように、第6図の半導体装置100においては、式
(1)の条件を満たした場合に限り、内部回路105を外
部から与えられる第1の電源電圧Vcc1で直接動作させる
ことができる。
As described above, in the semiconductor device 100 of FIG. 6, the internal circuit 105 can be directly operated by the first power supply voltage Vcc1 given from the outside only when the condition of the expression (1) is satisfied.

第7図において、基準電圧発生回路102、差動増幅器1
03、スイッチング回路104および電圧レベル差検出回路1
07の構成および動作は第1図に示される基準電圧発生回
路102、差動増幅器103、スイッチング回路104および電
圧レベル差検出回路107の構成および動作と同様であ
る。切換回路108はPチャネルMOSトランジスタ83,84を
含む。トランジスタ83は差動増幅器103のノードN5とス
イッチング回路104のトランジスタ41のゲートとの間に
接続されている。トランジスタ84はスイッチング回路10
4のトランジスタ41のゲートと接地端子30との間に接続
されている。トランジスタ83のゲートは電圧レベル差検
出回路107のノードN7に接続され、トランジスタ84のゲ
ートはノードN6に接続されている。
In FIG. 7, reference voltage generating circuit 102 and differential amplifier 1
03, switching circuit 104 and voltage level difference detection circuit 1
The configuration and operation of 07 are similar to those of the reference voltage generation circuit 102, the differential amplifier 103, the switching circuit 104, and the voltage level difference detection circuit 107 shown in FIG. Switching circuit 108 includes P-channel MOS transistors 83 and 84. The transistor 83 is connected between the node N5 of the differential amplifier 103 and the gate of the transistor 41 of the switching circuit 104. The transistor 84 is the switching circuit 10
It is connected between the gate of the transistor 41 of 4 and the ground terminal 30. The gate of the transistor 83 is connected to the node N7 of the voltage level difference detection circuit 107, and the gate of the transistor 84 is connected to the node N6.

第1および第2の電源電圧Vcc1,Vcc2が式(1)の条
件を満たすと、制御電圧V1が“L"レベルとなり、制御電
圧V2が“H"レベルとなる。それにより、トランジスタ84
がオンし、トランジスタ83がオフする。その結果、トラ
ンジスタ41のゲートの電圧が接地電位Vssに設定され、
トランジスタ41がオンする。したがって、内部回路105
には第1の電源電圧Vcc1が供給される。
When the first and second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 satisfy the condition of the expression (1), the control voltage V1 becomes "L" level and the control voltage V2 becomes "H" level. Thereby, the transistor 84
Turns on and the transistor 83 turns off. As a result, the voltage of the gate of the transistor 41 is set to the ground potential Vss,
The transistor 41 turns on. Therefore, the internal circuit 105
Is supplied with the first power supply voltage Vcc1.

第1および第2の電源電圧Vcc1,Vcc2が式(1)の条
件を満たさない場合には、制御電圧V1が“H"レベルとな
り、制御電圧V2が“L"レベルとなる。それにより、トラ
ンジスタ83がオンし、トランジスタ84がオフする。した
がって、内部回路105には、内部電圧Viが供給される。
When the first and second power supply voltages Vcc1 and Vcc2 do not satisfy the condition of the expression (1), the control voltage V1 becomes "H" level and the control voltage V2 becomes "L" level. This turns on the transistor 83 and turns off the transistor 84. Therefore, the internal voltage Vi is supplied to the internal circuit 105.

第7図の実施例では、一般的にサイズの大きいトラン
ジスタ41を通常の動作時および試験時に共用できるとい
う利点が生じる。
The embodiment shown in FIG. 7 has the advantage that the transistor 41, which is generally large in size, can be shared during normal operation and testing.

上記の第1、第2および第3の実施例では、式(1)
の条件を満たしながら第1の電源電圧Vcc1または第2の
電源電圧Vcc2を変化させることにより、内部回路105に
任意の電圧を供給することができる。
In the first, second and third embodiments described above, the formula (1)
An arbitrary voltage can be supplied to the internal circuit 105 by changing the first power supply voltage Vcc1 or the second power supply voltage Vcc2 while satisfying the above condition.

なお、Vcc2>Vcc1+αの条件を満たしながら第1の電
源電圧Vcc1または第2の電源電圧Vcc2を変化させること
により、内部回路105を第1の電源電圧Vcc1または第2
の電源電圧Vcc2で動作させる構成も同様に可能である。
By changing the first power supply voltage Vcc1 or the second power supply voltage Vcc2 while satisfying the condition of Vcc2> Vcc1 + α, the internal circuit 105 is changed to the first power supply voltage Vcc1 or the second power supply voltage Vcc1.
The configuration of operating with the power supply voltage Vcc2 of is also possible.

上記実施例では、アドレス信号AD,データDQおよび制
御信号CNTが外部からの電源電圧により駆動されている
が、アドレス信号ADおよび制御信号CNTが内部電圧Viに
より駆動される構成も可能である。
In the above embodiment, the address signal AD, the data DQ and the control signal CNT are driven by the external power supply voltage, but the address signal AD and the control signal CNT may be driven by the internal voltage Vi.

さらに、上記実施例では、内部回路105がメモリであ
る場合を説明しているが、内部回路105はメモリに限ら
ず、その他の回路であってもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the internal circuit 105 is a memory has been described, but the internal circuit 105 is not limited to a memory and may be another circuit.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、外部から与えられる
第1および第2の電源電圧の電圧差が所定の電圧差にな
った場合に第1および第2の電源電圧のいずれか一方を
内部回路手段に供給するので、通常の使用時には電圧変
換手段により変換された所定の電圧により内部回路手段
を動作させ、動作マージン試験や加速寿命試験などの動
作試験時には、任意の電圧により内部回路手段を動作さ
せることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when the voltage difference between the first and second power supply voltages applied from the outside becomes a predetermined voltage difference, either of the first and second power supply voltages is obtained. Since one of them is supplied to the internal circuit means, during normal use, the internal circuit means is operated by the predetermined voltage converted by the voltage conversion means, and during operation tests such as an operation margin test and an accelerated life test, an arbitrary voltage is applied. The internal circuit means can be operated.

さらに、第1および第2の電源電圧の電圧差が所定の
電圧差になった場合に外部から与えられる電圧により内
部回路手段が動作されるので、通常の使用時に誤って半
導体装置が動作試験モードの設定されることが回避さ
れ、内部回路手段が高電圧により破壊されることも防止
される。
Further, when the voltage difference between the first and second power supply voltages becomes a predetermined voltage difference, the internal circuit means is operated by the voltage applied from the outside, so that the semiconductor device is erroneously operated in the operation test mode during normal use. Is set, and the internal circuit means is prevented from being destroyed by a high voltage.

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の第1の実施例による半導体装置の構
成を示すブロック図である。第2図は第1図の半導体装
置の主要部の回路構成を示す図である。第3図は第2図
に示される電圧レベル差検出回路の入出力特性を示す図
である。第4図は電圧レベル差検出回路の他の構成例を
示す図である。第5図はこの発明の第2の実施例による
半導体装置の構成を示すブロック図である。第6図はこ
の発明の第3の実施例による半導体装置の構成を示すブ
ロック図である。第7図は第6図の半導体装置の主要部
の回路構成を示す図である。第8図は電圧変換回路を内
蔵した従来の半導体装置の構成を示すブロック図であ
る。第9図は第8図に含まれる電圧変換回路の具体的な
回路構成を示す図である。第10図は第9図の電圧変換回
路の出力電圧特性を示す図である。第11図は電源電圧変
換回路を内蔵した従来の半導体集積回路装置の例を示す
ブロック図である。第12図は従来の電圧変換回路の他の
例を示す回路図である。 図において、10は第1の電源端子、20は第2の電源端
子、30は接地端子、100は半導体装置、101は電圧変換回
路、102は基準電圧発生回路、103は差動増幅器、104は
スイッチング回路、105は内部回路、106は入出力回路、
107は電圧レベル差検出回路、108は切換回路、Vcc1は第
1の電源電圧、Vcc2は第2の電源電圧、Viは内部電圧で
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a main part of the semiconductor device of FIG. FIG. 3 is a diagram showing input / output characteristics of the voltage level difference detection circuit shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the voltage level difference detection circuit. FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the structure of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a main part of the semiconductor device of FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional semiconductor device having a built-in voltage conversion circuit. FIG. 9 is a diagram showing a specific circuit configuration of the voltage conversion circuit included in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the output voltage characteristic of the voltage conversion circuit of FIG. FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional semiconductor integrated circuit device incorporating a power supply voltage conversion circuit. FIG. 12 is a circuit diagram showing another example of the conventional voltage conversion circuit. In the figure, 10 is a first power supply terminal, 20 is a second power supply terminal, 30 is a ground terminal, 100 is a semiconductor device, 101 is a voltage conversion circuit, 102 is a reference voltage generation circuit, 103 is a differential amplifier, and 104 is Switching circuit, 105 is an internal circuit, 106 is an input / output circuit,
107 is a voltage level difference detection circuit, 108 is a switching circuit, Vcc1 is a first power supply voltage, Vcc2 is a second power supply voltage, and Vi is an internal voltage. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】外部から第1および第2の電源電圧をそれ
ぞれ受ける第1および第2の電源端子、 前記第1の電源端子から第1の電源電圧を受け、その第
1の電源電圧を所定の電圧に変換する電圧変換手段、 前記電圧変換手段により変換された前記所定の電圧によ
り動作する内部回路手段、 前記第1および第2の電源電圧を受け、それらの第1お
よび第2の電源電圧の電圧差が所定の電圧差になったこ
とを検出する検出手段、および 前記検出手段が前記所定の電圧差を検出したときに、前
記電圧変換手段により変換された前記所定の電圧に代え
て、前記第1および第2の電源電圧のいずれか一方を前
記内部回路手段に供給する切換手段を備えた、半導体装
置。
1. A first power supply terminal and a second power supply terminal respectively receiving a first power supply voltage and a second power supply voltage from the outside, respectively. A first power supply voltage is received from the first power supply terminal and the first power supply voltage is predetermined. Voltage converting means for converting into the voltage of the above, internal circuit means operating by the predetermined voltage converted by the voltage converting means, receiving the first and second power supply voltages, and the first and second power supply voltages thereof. Detecting means for detecting that the voltage difference of has become a predetermined voltage difference, and, when the detecting means detects the predetermined voltage difference, instead of the predetermined voltage converted by the voltage converting means, A semiconductor device comprising switching means for supplying one of the first and second power supply voltages to the internal circuit means.
【請求項2】前記電圧変換手段は、 前記第1の電源端子からの第1の電源電圧を受け、その
第1の電源電圧に基づいて基準電圧を発生する基準電圧
発生手段と、 前記内部回路手段に供給されるべき電圧が一定になるよ
うに、負帰還の態様で電圧制御を行なう制御手段とを含
み、 前記切換手段は、前記検出手段の出力信号に応答して、
前記制御手段からの出力電圧および前記第2の電源端子
からの第2の電源電圧のいずれか一方を選択的に前記内
部回路手段に供給する、請求項1に記載の半導体装置。
2. The voltage converting means receives a first power supply voltage from the first power supply terminal and generates a reference voltage based on the first power supply voltage, and the internal circuit. Control means for performing voltage control in the form of negative feedback so that the voltage to be supplied to the means is constant, and the switching means is responsive to the output signal of the detection means,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein either one of the output voltage from the control means and the second power supply voltage from the second power supply terminal is selectively supplied to the internal circuit means.
【請求項3】前記電圧変換手段は、 前記第1の電源端子からの第1の電源電圧を受け、その
第1の電源電圧に基づいて基準電圧を発生する基準電圧
発生手段と、 前記内部回路手段に供給されるべき電圧が一定になるよ
うに、負帰還の態様で電圧制御を行なう制御手段とを含
み、 前記切換手段は、前記検出手段の出力信号に応答して、
前記基準電圧発生手段からの基準電圧および前記第2の
電源端子からの第2の電源電圧のいずれか一方を選択的
に前記制御手段に供給する、請求項1に記載の半導体装
置。
3. The voltage converting means receives a first power supply voltage from the first power supply terminal and generates a reference voltage based on the first power supply voltage, and the internal circuit. Control means for performing voltage control in the form of negative feedback so that the voltage to be supplied to the means is constant, and the switching means is responsive to the output signal of the detection means,
The semiconductor device according to claim 1, wherein either one of the reference voltage from the reference voltage generating means and the second power supply voltage from the second power supply terminal is selectively supplied to the control means.
【請求項4】前記電圧変換手段は、 前記第1の電源端子からの第1の電源電圧を受け、その
第1の電源電圧に基づいて基準電圧を発生する基準電圧
発生手段と、 前記内部回路手段に供給されるべき電圧が一定になるよ
うに、負帰還の態様で電圧制御を行なう制御手段とを含
み、 前記切換手段は、前記検出手段の出力信号に応答して、
前記制御手段からの出力電圧および前記第1の電源端子
からの第1の電源電圧のいずれか一方を選択的に前記内
部回路手段に供給する、請求項1に記載の半導体装置。
4. The reference voltage generating means for receiving a first power supply voltage from the first power supply terminal and generating a reference voltage based on the first power supply voltage; and the internal circuit. Control means for performing voltage control in the form of negative feedback so that the voltage to be supplied to the means is constant, and the switching means is responsive to the output signal of the detection means,
The semiconductor device according to claim 1, wherein either one of the output voltage from the control means and the first power supply voltage from the first power supply terminal is selectively supplied to the internal circuit means.
【請求項5】前記検出手段は、 検出結果を表わす信号を出力する出力ノードと、 前記第1の電源端子と前記出力ノードとの間に接続さ
れ、前記第2の電源端子に接続される制御端子を有する
第1導電チャネル型の電界効果トランジスタ手段と、 前記出力ノードと所定の電位との間に接続され、前記第
2の電源端子に接続される制御端子を有する第2導電チ
ャネル型の電界効果トランジスタ手段とを含む、請求項
1に記載の半導体装置。
5. The control means is connected between an output node for outputting a signal indicating a detection result, the first power supply terminal and the output node, and is connected to the second power supply terminal. A second conductive channel type electric field having a first conductive channel type field effect transistor means having a terminal and a control terminal connected between the output node and a predetermined potential and connected to the second power supply terminal. 2. A semiconductor device according to claim 1, including effect transistor means.
【請求項6】前記検出手段は、 前記第1および第2の電源電圧のいずれか一方を前記所
定の電圧差だけシフトさせる電圧シフト手段と、 前記電圧シフト手段によりシフトされた電圧を前記第1
および第2の電源電圧のうち他方と比較する比較手段と
を含む、請求項1に記載の半導体装置。
6. The voltage detecting means includes a voltage shifting means for shifting one of the first and second power supply voltages by the predetermined voltage difference, and a voltage shifted by the voltage shifting means for the first voltage.
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a comparison unit that compares the second power supply voltage with the other.
【請求項7】複数の電源電圧で動作する半導体装置であ
って、 複数の電圧を供給する電圧供給手段、 外部から第1および第2の電圧をそれぞれ受ける第1お
よび第2の端子、 前記電圧供給手段から供給される電圧により動作する内
部回路手段、 前記第1および第2の電圧の電圧差を検出する検出手
段、および 前記検出手段の検出結果に基づいて前記複数の電圧のう
ちいずれか1つを前記内部回路手段に与えるスイッチ手
段を備えた、半導体装置。
7. A semiconductor device operating with a plurality of power supply voltages, comprising voltage supply means for supplying a plurality of voltages, first and second terminals respectively receiving a first and a second voltage from the outside, and the voltage. Any one of the plurality of voltages based on the detection result of the detection means for detecting the voltage difference between the first and second voltages, and the internal circuit means operated by the voltage supplied from the supply means. A semiconductor device comprising switch means for providing one to the internal circuit means.
【請求項8】所定の電圧により駆動される内部回路を含
む半導体装置の動作方法であって、 外部から供給される第1および第2の電源電圧をそれぞ
れ受けるステップ、 前記第1の電源電圧を所定の電圧に変換するステップ、 前記変換された前記所定の電圧を前記内部回路に供給す
るステップ、 前記第1および第2の電圧の差が所定の電圧差になった
ことを検出するステップ、および 前記所定の電圧差を検出したときに、前記変換された前
記所定の電圧に代えて、前記第1および第2の電圧のい
ずれか一方を前記内部回路手段に供給するステップを備
えた、動作方法。
8. A method of operating a semiconductor device including an internal circuit driven by a predetermined voltage, comprising the steps of receiving first and second power supply voltages supplied from the outside, respectively. Converting to a predetermined voltage, supplying the converted predetermined voltage to the internal circuit, detecting that the difference between the first and second voltages has reached a predetermined voltage difference, and When the predetermined voltage difference is detected, in place of the converted predetermined voltage, any one of the first voltage and the second voltage is supplied to the internal circuit means. .
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