JP2671650B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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- JP2671650B2 JP2671650B2 JP3171117A JP17111791A JP2671650B2 JP 2671650 B2 JP2671650 B2 JP 2671650B2 JP 3171117 A JP3171117 A JP 3171117A JP 17111791 A JP17111791 A JP 17111791A JP 2671650 B2 JP2671650 B2 JP 2671650B2
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- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はMOS型電界効果トラ
ンジスタ(以下MOSトランジスタと言う)を用いた半
導体集積回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイナミックMOS RAMは現在64
K(D)RAMの量産、256(D)RAM,の開発が
行われているが、16K(D)RAMに比べて、最近の
DRAMでは電源電圧は12Vから5Vへ1/2以下に
低減されている。これは単一電源化とTTL互換性のた
め、5V単一電源に決定されたためである。また、一般
にMOS型集積回路は電源電圧が高くなると、基本回路
の遅延時間は減少し、高速化が達成し易くなるが、上述
した外的要因による低電圧化は回路の高速化を達成する
ためには、大きな負担となっている。また、高速化を達
成するための対策としては電圧を高く設定すること以外
に、ゲートの短チャンネル化によるコンダクタンスの増
大、しきい値電圧の低下によるコンダクタンスの増大が
あり、特に短チャンネル化によるコンダクタンスの増大
は微細加工技術の発展と相まって、非常に重要となって
きた。また、これらの微細加工技術の発展と共に高速化
の重要な技術課題は配線の低抵抗化である。また、ディ
ナードらによって提案されたスケーリング則でも、微細
化によって、配線抵抗がスケールダウンされないための
CR時定数の悪化が指摘されているが、トランジスタ特
性の向上と配線抵抗の増大は高速化にとって大きな矛盾
を含んでいる。
【0003】図4は従来のダイナミックMOS RAM
を示す概略構成図である。同図において、1は外部信号
が入力するクロック入力端子、2a〜2nはこの外部信
号の入力によって動作し、それぞれφ0信号を出力する
n段の第1〜第nのφ1クロック発生回路、3は図5
(a)に示す駆動信号φ1を出力するφ1信号発生回
路、4は図5(b)に示す駆動信号φ2を出力するφ2
信号発生回路、5は図5(c)に示す駆動信号φ3を出
力するφ3信号発生回路、6は図5(d)に示す駆動信
号φ4を出力するφ4信号発生回路、7は図5(e)に
示す駆動信号φ5を出力するφ5信号発生回路、8はメ
モリアレイ、9a〜9fはそれぞれ抵抗値R1〜R6の
抵抗、10a〜10gはコンデンサ、11はセンスアン
プ回路、12aおよび12bはトランジスタである。
【0004】なお、前記抵抗9bおよび9dはビット線
抵抗、前記コンデンサ10cおよび10dはビット線容
量を示す。また、φ6は図5(f)に示す駆動信号であ
る。
【0005】次に上記構成による半導体集積回路の動作
について説明する。まず、前記駆動信号φ1は次段のφ
2信号発生回路4のトリガ信号として使用されるばかり
でなく、メモリアレイ8を駆動する信号(ワード線駆動
信号)として働く。しかし、この駆動信号φ1はトリガ
として働く次段のφ2信号発生回路4へ小さな遅延で伝
達されるが、メモリアレイ8へ入力される内部駆動信号
φ1a(図5(a)参照)は抵抗9aおよびコンデンサ
10aにより遅延が生じる。このため、周辺回路は短チ
ャンネルMOSTを用いることによって、高速化が達成
できるが、配線抵抗により、メモリアレイ8の遅延との
マッチングが悪くなる。また、ビット線抵抗9bおよび
ビット線容量10cによる遅延を保証したうえで、φ2
信号発生回路4を活性化し、駆動信号φ2(センスアン
プ回路11の駆動信号)を発生させる必要がある。しか
も、駆動信号φ2においても、抵抗9cおよびコンデン
サ10bのため、遅延をおこし、センスアンプ回路11
のラッチ時間を遅くする現象が起る。
【0006】一方、φ3信号発生回路5は駆動信号φ2
により、信号遅延なしに駆動できるため、ここでも周辺
回路とメモリアレイ8とのミス・マッチングが生じる。
次に、メモリアレイ8から周辺回路へメモリセルの記憶
情報を取り出すための駆動信号φ3を発生させる必要が
あり、駆動信号φ2をトリガとして、駆動信号φ3(I
/0コントロール信号)を発生させる。このときも、ビ
ット線抵抗9dとビット線容量10dによる信号遅延を
起こすと共に、駆動信号φ3においても、抵抗9eおよ
び容量10eのため、内部駆動信号φ3a(図5(c)
参照)の遅延を生じる。また、メモリセルからの出力信
号においても、抵抗9fや容量10fのため、信号遅延
をおこし、駆動信号φ4と駆動信号φ6との間でもミス
・マッチングを起こし易くなる。このミス・マッチング
の現象は電源電圧に対して、敏感に表れる。例えば、M
OSTが5極管(飽和領域)で動作している場合にはこ
のMOSTのコンダクタンスは下記(1)式で簡単に表
すことができる。
gm≒β(VG−Vth) (1)
したがって。gmはVG にほぼ比例して増し、また、短
チャンネル化することによって(βが増大する)gmは
大きくなる。また、抵抗9a〜9fの抵抗値R1〜R6
は下記(2)式で表すことができる。
R=ρ・l/W (2)
ただし、ρはシート抵抗値、lは長さ、Wは幅を示す。
したがって、抵抗値Rを小さくするためにはρの低減と
lの減少を必要とするが、lの減少はメモリアレイ容
量、すなわち、メモリの集積密度が増すと低減は難しく
なり、ρの低減が重要となる。しかし、このρの低減は
材料自身の問題となるので、高集積化されたLSIでは
難しく、特に拡散層の抵抗の低減はMOSTの特性のか
ね合いから困難になってきた。したがって、MOSTの
コンダクタンスgmの低減と抵抗Rの増大化もしくは一
定化は著しく、周辺回路とメモリアレイ8のミス・マッ
チングを増大させることになる。
【0007】図6はタイミングの電圧依存性を示す図で
あり、縦軸に電源電圧VCC、横軸に時間tをとったとき
のミス・マッチングの様子を電源電圧依存性として示し
たものである。例えば電源電圧VCCがV1のとき、駆動
信号φ1はt2で、駆動信号φ3はt6で、駆動信号φ
4はt8で、駆動信号φ6はt7でそれぞれ発生する
が、電源電圧VCCが上昇し、V2(ただし、V2>V
1)のとき、駆動信号φ1はt1で、駆動信号φ3はt
3で駆動信号φ4はt4で、駆動信号φ5はt5でそれ
ぞれ発生するため、駆動信号φ4およびφ6の発生時間
が逆転する。さらに、電源電圧VCCがV1のときには駆
動信号φ3から駆動信号φ4の間の時間はΔt1である
が、電源電圧VCCがV2に上昇すると、φ4信号発生回
路7の性能だけで決まる遅延時間のため、駆動信号φ3
から駆動信号φ4の間の時間は非常に小さな遅延時間で
あるΔt2になる。しかし、駆動信号φ6は電源電圧に
依存しまい抵抗体の遅延のため、時間Δt2より更にΔ
t3遅れて発生することになり、駆動信号φ4と駆動信
号φ6が電源電圧V1とV2で逆転してしまう。この場
合、明らかに、電源電圧V2においては回路上の不具合
が生じることになる。これはミス・マッチングを定性的
に説明するには下記(3)式によると判かり易い。
RT=[1/β(VG−Vth)]+RC (3)
【0008】すなわち、第1項は信号回路のトランジス
タのコンダクタンスによる抵抗成分、第2項が配線抵抗
による抵抗成分である。したがって、信号回路の合計の
出力インピーダンスは(3)式で示すことができる。第
1項が電源に依存するが、第2項は電源に依存しない。
そのため、駆動信号φ4および駆動信号φ6の信号発生
の時間の逆転が発生していると考えることができる。上
述のことを図7に示す信号発生回路を用いて更に説明す
る。この図7において、13a〜13gはMOSトラン
ジスタ、14aは図8(b)に示すφ11信号が送られ
る信号線、14bは図8(a)に示すφ11バー信号が
送られる信号線、15は図8(c)に示すφ12信号が
出力する信号線、16はコンデンサである。
【0009】次に、上記構成による信号発生回路の動作
について図8(a)〜図8(c)を参照して説明する。
まず、時刻t1において、MOSトランジスタ13aの
ゲートには図8(b)に示す低レベルのφ11信号が入
力するため、このMOSトランジスタ13aがオフ状態
になる一方、MOSトランジスタ13bおよび13cの
ゲートには図8(a)に示す高レベルのφ11バー信号
が入力するため、このMOSトランジスタ13bおよび
13cがオン状態となる。このため、ノードN1は放電
されており、ノードN2はプリチャージされる。この状
態で、時刻t2になると、図8(a)に示すように、φ
11バー信号が低レベルになり、図8(b)に示すφ1
1信号が高レベルになるため、MOSトランジスタ13
aおよび13eが共にオン状態になり、MOSトランジ
スタ13bおよび13cが共にオフ状態になる。このた
め、ノードN1およびN3が充電される。このため、M
OSトランジスタ13dおよび13fが共に“オン”と
なり、ノードN2が放電されるが、ノードN4すなわち
φ12信号が図8(c)に示すように高レベルとなる。
このように、φ11信号の入力からφ12信号の立ち上
がりまでの時間はMOSトランジスタ13aおよび13
dのコンダクタンスで制御される。すなわち、前記
(3)式の第1項に相当する抵抗成分で制御される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体集積回路では第4図に示す信号発生回路で説明
するように、φ11信号からφ12信号の発生時間の制
御をMOSトランジスタのコンダクタンスでのみ制御す
るため、電圧依存性が大きくなり、上述したように周辺
回路とメモリアレイ間のミス・マッチングを起こす可能
性が大きくなる欠点があった。したがって、この発明の
目的は電源電圧を変えた場合の周辺回路とメモリアレイ
の遅延のミス・マッチングによって発生する回路上の不
具合を保証することができる半導体集積回路を提供する
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、この発明は一方の制御端子に入力信号が供給さ
れ、他方の制御端子にその入力信号を遅延回路によって
遅延させた所定の遅延信号が供給されることによって活
性化される一致回路を備えた半導体集積回路において、
遅延回路は、一方の端子が電源電位に接続されるととも
に他方の端子が第1の接続点に接続され入力信号により
両端子間を導通する第1のスイッチング素子と、一方の
端子がアース電位に接続されるとともに、他方の端子が
第1の接続点を介して第1のスイッチング素子の他方の
端子に接続され入力信号の反転論理信号により両端子間
を導通する第2のスイッチング素子と、一方の端子が電
源電位に接続されるとともに他方の端子が第2の接続点
に接続され反転論理信号により両端子間を導通する第3
のスイッチング素子と、一方の端子がアース電位に接続
されるとともに他方の端子が第2の接続点を介して第3
のスイッチング素子の他方の端子に接続され第1の接続
点からの信号により両端子間を導通する第4のスイッチ
ング素子と、一方の端子が入力信号に接続されるととも
に他方の端子が第3の接続点に接続され電源電位供給に
応じて両端子間を導通する第5のスイッチング素子と、
一方の端子が電源電位に接続されるとともに他方の端子
が遅延信号を出力する第4の接続点に接続され第3の接
続点からの信号により両端子間を導通する第6のスイッ
チング素子と、第3および第4の接続点間に直列に接続
されたコンデンサ素子と、一方の端子が第4の接続点に
接続されるとともに他方の端子がアース電位に接続され
第2の接続点からの信号により両端子間を導通する第7
のスイッチング素子と、第1のスイッチング素子と電源
電位または第1の接続点との間、あるいは、第2のスイ
ッチング素子とアース電位または第1の接続点との間、
あるいは、第3のスイッチング素子と電源電位または第
2の接続点との間、あるいは、第4のスイッチング素子
とアース電位または第2の接続点との間、あるいは、第
1の接続点と第4のスイッチング素子との間、あるい
は、第2の接続点と第7のスイッチング素子との間のい
ずれかに直列に接続された抵抗素子とから構成したこと
を特徴とする。
【0012】
【作用】インピーダンス素子によって信号の遅延をおこ
したうえ、入力信号との一致がとられ、出力される。
【0013】
【実施例】図1はこの発明に係る半導体集積回路の一実
施例を示す回路図であり、詳しくは信号発生回路の一例
を示す回路図である。同図において、17は一端がノー
ドN2に接続され、他端がMOSトランジスタ13dの
ドレインに接続された抵抗である。なお、トランジスタ
13e〜13g、コンデンサ16は信号φ11とノード
N2からの信号の一致をとる一致回路を構成している。
【0014】次に、上記構成による信号発生回路の動作
について説明する。図2は図1におけるMOSトランジ
スタ13dのゲート電圧対β(ソース・ドレイン間のイ
ンピーダンス)を表すグラフであり、図1のノードN1
の電圧をVgとし(この電圧は一般に、電源電圧VCCか
らスレシホールド電圧Vthを引いた値になる)、ノード
N2とグランド間のインピーダンスを表すグラフであ
る。ここで、例えば電源電圧VCC=5Vにおけるノード
N2とGND間のインピーダンスを一例として約130
0Ωに設定したとき(このインピーダンスは抵抗17と
MOSトランジスタ13dの合成インピーダンスであ
る)、インピーダンスのVCC依存性は図2の曲線Aで示
すことができる。この曲線Aから、インピーダンスの電
圧依存性が非常に低減されていることがわかる。この場
合、MOSトランジスタ13dのサイズとしてL=3μ
mのときW=40μm,抵抗17のサイズとして、l=
80μm,W=4μm,ρs=50Ωである。なお、従
来の信号発生回路におけるインピーダンスのVCC依存性
は図2の曲線Bで示すように、電源電圧VCCに対して非
常に依存性の大きな回路構成であることがわかる。この
場合、MOSトランジスタ13dはL=3μmで約W=
10μmに相当する大きさである。
【0015】すなわち、従来回路でLとWを調整して例
えばノードN1の電圧が変わると、ソース・ドレイン間
抵抗は大きく変わることを示している。これは不純物濃
度を調整してノードN1とGND間の抵抗を1300Ω
にした場合も同様である。しかし、抵抗17を挿入し、
これと例えばゲート電圧5Vのときのトランジスタの合
成インピーダンスを1300Ωにすると、電圧依存特性
が小さくなることを示している。
【0016】このように、図1に示す信号発生回路では
ノードN2とGND間のインピーダンスの電圧依存性を
小さくできるので、φ11信号からφ12信号の発生ま
での遅延時間の電圧依存性を小さくすることができる。
したがって、例えば図4に示すダイナミックMOS R
AMのφ4信号発生回路6に、この図1に示す信号発生
回路を用いると、図6で説明したような、φ4信号とφ
6信号の信号発生時間の電圧による逆転現象を解消する
ことができる。したがって、周辺回路とメモリセルアレ
イの遅延時間のミス・マッチングを防止することがで
き、ダイナミックMOS RAMの動作マージンを向上
させることができる。
【0017】なお、上述の実施例では抵抗17をノード
N2とMOSトランジスタ13dのドレインとの間に挿
入したが、これに限定されず、電源電圧VCCとMOSト
ランジスタ13aのドレインとの間に挿入しても、同様
の効果を発揮させることができる。このときには電源電
圧VCCとノードN1間のインピーダンスを増大させ、ノ
ードN1の充電時間の電圧依存性を小さくすることがで
きる。また、前記抵抗17を他の位置に挿入してもよい
ことはもちろんである。
【0018】図3は図1に示す信号発生回路の他の実施
例を示す回路図である。同図において、18a〜18f
はφ11信号とφ12信号の立ち上がり時間の電圧依存
性を小さくするための挿入可能な抵抗位置であり、図1
では抵抗位置18dに抵抗17を挿入した場合を示す。
また、19a〜19dはφ11バー信号からφ12信号
の立ち上がり時間の電圧依存性を小さくするための挿入
可能な抵抗位置である。なお、抵抗位置18cおよび1
8fはφ11バー信号からφ12信号の立ち上がり時間
の電圧依存性を小さくすることができる抵抗挿入可能な
位置である。すなわちこの抵抗はインバータの出力信号
成分が存在する部分に挿入すれば良い。
【0019】また、抵抗位置18cおよび18fは立ち
上がりおよび立ち下がり共に電圧依存性を小さくするこ
とができるが、一方だけを行いたい場合、例えば立ち上
がり時には抵抗位置18a,18b,18dおよび18
eに抵抗を挿入し、立ち下がり時には19a〜19dに
抵抗を挿入する必要がある。また、MOSトランジスタ
のソース端に抵抗を挿入する場合には(例えば抵抗位置
18eのとき)MOSトランジスタ13dに対するソー
ス電位が高くなるので、遅延時間の調整には十分注意す
る必要がある。また、上述の説明では抵抗位置18a〜
18fおよび19a〜19dに抵抗を挿入した場合を示
したが、デプレッションMOSトランジスタ、ゲート電
圧を一定電圧とした負荷MOSトランジスタなどのデバ
イスを用いてもよいことはもちろんである。また、抵抗
性デバイスはポリシリコン、拡散層によって形成するこ
とができる。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明
は、インバータの出力信号成分の存在する部分に抵抗を
挿入し、かつ入力信号とインバータの出力信号との一致
をとるようにしたので、両者が相まって回路上の各部の
インピーダンスの電源電圧依存性を非常に低減すること
ができ、各信号間の発生の遅延時間の電圧依存性を小さ
くすることができるので、周辺回路とメモリアレイの遅
延によるミス・マッチングをなくすことができる効果が
ある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit using a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as MOS transistor). Dynamic MOS RAM is currently 64
Although mass production of K (D) RAM and development of 256 (D) RAM have been carried out, compared with 16K (D) RAM, the power supply voltage of the recent DRAM is reduced from 12V to 5V by less than 1/2. ing. This is because it was decided to use a single 5V power supply because of the single power supply and TTL compatibility. Further, in general, when the power supply voltage is high in the MOS integrated circuit, the delay time of the basic circuit is reduced and it is easy to achieve high speed. However, the low voltage due to the external factor described above is to speed up the circuit. Is a heavy burden. In addition to setting the voltage high, measures to achieve higher speed include increasing the conductance by shortening the gate channel and increasing the conductance by decreasing the threshold voltage. The increase in the number of contacts has become very important in combination with the development of fine processing technology. Further, along with the development of these fine processing techniques, an important technical subject for increasing the speed is to reduce the resistance of wiring. The scaling rule proposed by Dinard et al. Also pointed out that the CR time constant is deteriorated because the wiring resistance is not scaled down due to the miniaturization. However, the improvement of the transistor characteristics and the increase of the wiring resistance are important for the speedup. It contains a contradiction. FIG. 4 shows a conventional dynamic MOS RAM.
FIG. In the figure, 1 is a clock input terminal to which an external signal is input, 2a to 2n are operated by the input of this external signal, and n-th first to n-th φ1 clock generation circuits 3 to output φ0 signals respectively, Figure 5
A φ1 signal generation circuit for outputting the drive signal φ1 shown in FIG. 5A, and a φ2 for outputting the drive signal φ2 shown in FIG. 5B.
A signal generating circuit, 5 is a φ3 signal generating circuit which outputs the driving signal φ3 shown in FIG. 5C, 6 is a φ4 signal generating circuit which outputs the driving signal φ4 shown in FIG. 5D, and 7 is FIG. ), A φ5 signal generation circuit for outputting a driving signal φ5, 8a is a memory array, 9a to 9f are resistors having resistance values R1 to R6, 10a to 10g are capacitors, 11 is a sense amplifier circuit, and 12a and 12b are transistors. is there. The resistors 9b and 9d represent bit line resistances, and the capacitors 10c and 10d represent bit line capacitances. Further, φ6 is a drive signal shown in FIG. Next, the operation of the semiconductor integrated circuit having the above structure will be described. First, the drive signal φ1 is
Not only is it used as a trigger signal for the two-signal generation circuit 4, but also serves as a signal (word line drive signal) for driving the memory array 8. However, the drive signal φ1 is transmitted to the φ2 signal generating circuit 4 in the next stage, which acts as a trigger, with a small delay, but the internal drive signal φ1a (see FIG. 5A) input to the memory array 8 is generated by the resistor 9a and the resistor 9a. The capacitor 10a causes a delay. Therefore, the peripheral circuit uses the short channel MOST to achieve high speed, but the wiring resistance deteriorates the matching with the delay of the memory array 8. In addition, the delay due to the bit line resistance 9b and the bit line capacitance 10c is guaranteed, and then φ2
It is necessary to activate the signal generation circuit 4 and generate the drive signal φ2 (drive signal of the sense amplifier circuit 11). Moreover, the drive signal φ2 is delayed due to the resistor 9c and the capacitor 10b, and the sense amplifier circuit 11
Phenomenon of slowing down the latch time occurs. On the other hand, the φ3 signal generating circuit 5 drives the driving signal φ2.
Therefore, since the driving can be performed without a signal delay, the mismatching between the peripheral circuit and the memory array 8 also occurs here.
Next, it is necessary to generate the drive signal φ3 for taking out the stored information of the memory cell from the memory array 8 to the peripheral circuit, and the drive signal φ3 (I
/ 0 control signal) is generated. At this time as well, a signal delay is caused by the bit line resistance 9d and the bit line capacitance 10d, and also in the drive signal φ3, due to the resistance 9e and the capacitance 10e, the internal drive signal φ3a (FIG. 5C).
(See reference). Further, the output signal from the memory cell also causes signal delay due to the resistor 9f and the capacitor 10f, and it is easy to cause a mismatch between the drive signal φ4 and the drive signal φ6. This phenomenon of mismatching is sensitive to the power supply voltage. For example, M
When the OST operates in a pentode (saturation region), the conductance of this MOST can be simply expressed by the following equation (1). gm ≒ β (V G -V th ) (1) and therefore. gm increases almost in proportion to V G , and by shortening the channel, gm increases (β increases). Further, the resistance values R1 to R6 of the resistors 9a to 9f
Can be expressed by the following equation (2). R = ρ · l / W (2) where ρ is the sheet resistance value, l is the length, and W is the width.
Therefore, in order to reduce the resistance value R, it is necessary to decrease ρ and decrease l. However, the decrease of l becomes difficult as the memory array capacity, that is, the integration density of the memory is increased. It becomes important. However, this reduction of ρ becomes a problem of the material itself, so that it is difficult for a highly integrated LSI, and in particular, reduction of the resistance of the diffusion layer has become difficult due to the balance of the characteristics of the MOST. Therefore, the decrease of the conductance gm of the MOST and the increase or the stabilization of the resistance R are remarkable, and the mismatch between the peripheral circuit and the memory array 8 is increased. FIG. 6 is a diagram showing the voltage dependence of the timing, in which the vertical axis represents the power supply voltage V CC and the horizontal axis represents the time t as the mismatching state as the power supply voltage dependence. is there. For example, when the power supply voltage V CC is V1, the drive signal φ1 is t2, the drive signal φ3 is t6, and the drive signal φ is
4 is generated at t8 and the drive signal φ6 is generated at t7, but the power supply voltage V CC rises and V2 (where V2> V
In the case of 1), the driving signal φ1 is t1 and the driving signal φ3 is t1.
3, the drive signal φ4 is generated at t4 and the drive signal φ5 is generated at t5, so that the generation times of the drive signals φ4 and φ6 are reversed. Further, when the power supply voltage V CC is V1, the time between the drive signal φ3 and the drive signal φ4 is Δt1, but when the power supply voltage V CC rises to V2, a delay time determined only by the performance of the φ4 signal generation circuit 7 is generated. Therefore, drive signal φ3
From the drive signal φ4 becomes Δt2 which is a very small delay time. However, since the drive signal φ6 depends on the power supply voltage and the delay of the resistor, the drive signal φ6 is further Δ than the time Δt2.
The drive signal φ4 and the drive signal φ6 are inverted with respect to the power supply voltages V1 and V2. In this case, obviously, a circuit defect will occur at the power supply voltage V2. This is easy to understand according to the following equation (3) to qualitatively explain the mismatching. RT = [1 / β (V G −V th )] + RC (3) That is, the first term is the resistance component due to the conductance of the transistor of the signal circuit, and the second term is the resistance component due to the wiring resistance. Therefore, the total output impedance of the signal circuit can be expressed by equation (3). The first term is power source dependent, while the second term is power source independent.
Therefore, it can be considered that the reversal of the signal generation times of the drive signal φ4 and the drive signal φ6 occurs. The above will be further described using the signal generation circuit shown in FIG. In FIG. 7, 13a to 13g are MOS transistors, 14a is a signal line for transmitting the φ11 signal shown in FIG. 8B, 14b is a signal line for transmitting the φ11 bar signal shown in FIG. 8A, and 15 is a diagram. A signal line for outputting the φ12 signal shown in 8 (c) and 16 are capacitors. Next, the operation of the signal generating circuit having the above configuration will be described with reference to FIGS. 8 (a) to 8 (c).
First, at time t1, since the low level φ11 signal shown in FIG. 8B is input to the gate of the MOS transistor 13a, the MOS transistor 13a is turned off, while the gates of the MOS transistors 13b and 13c are connected to each other. Since the high level φ11 bar signal shown in FIG. 8A is input, the MOS transistors 13b and 13c are turned on. Therefore, the node N1 is discharged and the node N2 is precharged. In this state, at time t2, as shown in FIG.
11 bar signal becomes low level, and φ1 shown in FIG.
Since one signal goes high, the MOS transistor 13
Both a and 13e are turned on, and both MOS transistors 13b and 13c are turned off. Therefore, the nodes N1 and N3 are charged. Therefore, M
Both the OS transistors 13d and 13f are turned “on” and the node N2 is discharged, but the node N4, that is, the φ12 signal becomes high level as shown in FIG. 8C.
As described above, the time from the input of the φ11 signal to the rising of the φ12 signal is the same as that of the MOS transistors 13a and 13a.
It is controlled by the conductance of d. That is, it is controlled by the resistance component corresponding to the first term of the equation (3). As described above, in the conventional semiconductor integrated circuit, as described in the signal generating circuit shown in FIG. 4, the generation time of the φ11 signal to the φ12 signal is controlled by the MOS transistor. Since it is controlled only by the conductance, the voltage dependency becomes large, and as described above, there is a drawback that the possibility of causing a mismatch matching between the peripheral circuit and the memory array becomes large. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of guaranteeing a circuit defect caused by a mismatching of delays between peripheral circuits and a memory array when a power supply voltage is changed. In order to achieve such an object, according to the present invention, an input signal is supplied to one control terminal and the other input terminal is delayed by a delay circuit. In a semiconductor integrated circuit including a matching circuit activated by supplying a predetermined delay signal,
The delay circuit has one terminal connected to the power supply potential.
The other terminal is connected to the first connection point
A first switching element that conducts between both terminals and one of
One terminal is connected to earth potential and the other terminal is
The other of the first switching elements is connected via the first connection point.
Connected to the terminal and between both terminals by the inverted logic signal of the input signal
The second switching element that conducts the
Is connected to the source potential and the other terminal is the second connection point
Connected to and connected to both terminals by an inverted logic signal
Switching element and one terminal connected to ground potential
And the other terminal is connected to the third terminal via the second connection point.
Connected to the other terminal of the switching element of the first connection
4th switch that conducts between both terminals by the signal from the point
And the connection of one of the terminals to the input signal.
The other terminal is connected to the third connection point for power supply potential
Accordingly, a fifth switching element which conducts between both terminals,
One terminal is connected to the power supply potential and the other terminal
Is connected to the fourth connection point for outputting the delayed signal and connected to the third connection point.
The sixth switch that conducts between both terminals by the signal from the continuation point
Connected in series between the ching element and the third and fourth connection points
Capacitor element and one terminal at the fourth connection point
And the other terminal is connected to earth potential.
7th which conducts between both terminals by the signal from the 2nd connection point
Switching element, first switching element and power supply
Between the potential or the first connection point or the second switch
Between the switching element and the ground potential or the first connection point,
Alternatively, the third switching element and the power supply potential or
Between the second connection point or the fourth switching element
To the ground potential or the second connection point, or
Between the connection point 1 and the fourth switching element, or
Is between the second connection point and the seventh switching element.
It is characterized in that it is composed of resistance elements connected in series to each other. The signal is delayed by the impedance element, and is matched with the input signal to be output. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and more specifically, a circuit diagram showing an example of a signal generating circuit. In the figure, 17 is a resistor having one end connected to the node N2 and the other end connected to the drain of the MOS transistor 13d. The transistors 13e to 13g and the capacitor 16 form a matching circuit that matches the signal φ11 with the signal from the node N2. Next, the operation of the signal generating circuit having the above configuration will be described. 2 is a graph showing β (source-drain impedance) vs. gate voltage of the MOS transistor 13d in FIG. 1, and is a node N1 in FIG.
(This voltage typically consisting of a power supply voltage V CC to a value obtained by subtracting the thread hold voltage V th) of the voltage and Vg, which is a graph showing the impedance between node N2 and ground. Here, for example, the impedance between the node N2 and GND at the power supply voltage V CC = 5V is about 130.
When set to 0Ω (this impedance is the combined impedance of the resistor 17 and the MOS transistor 13d), the V CC dependency of the impedance can be shown by the curve A in FIG. It can be seen from this curve A that the voltage dependence of the impedance is greatly reduced. In this case, the size of the MOS transistor 13d is L = 3μ
When m, W = 40 μm, and the size of the resistor 17 is l =
80 μm, W = 4 μm and ρs = 50Ω. Incidentally, V CC dependency of the impedance of the conventional signal generating circuit, as shown by curve B in FIG. 2, it can be seen that a large circuit arrangement of very dependence on the supply voltage V CC. In this case, the MOS transistor 13d has L = 3 μm and approximately W =
The size is equivalent to 10 μm. That is, it is shown that when L and W are adjusted in the conventional circuit and the voltage of the node N1 changes, the resistance between the source and the drain changes greatly. This is because the resistance between the node N1 and GND is adjusted to 1300Ω by adjusting the impurity concentration.
The same is true for the case. However, insert the resistor 17,
This shows that if the combined impedance of the transistor when the gate voltage is 5 V is set to 1300Ω, the voltage dependence characteristic becomes small. As described above, in the signal generating circuit shown in FIG. 1, the voltage dependency of the impedance between the node N2 and GND can be reduced, so that the voltage dependency of the delay time from the generation of the φ11 signal to the φ12 signal is reduced. You can
Therefore, for example, the dynamic MOS R shown in FIG.
When the signal generating circuit shown in FIG. 1 is used for the AM φ4 signal generating circuit 6, the φ4 signal and the φ4 signal as described in FIG.
It is possible to eliminate the inversion phenomenon due to the voltage of the signal generation time of the 6 signals. Therefore, it is possible to prevent the mismatching of the delay time between the peripheral circuit and the memory cell array and improve the operation margin of the dynamic MOS RAM. Although the resistor 17 is inserted between the node N2 and the drain of the MOS transistor 13d in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and it is inserted between the power supply voltage V CC and the drain of the MOS transistor 13a. Even if it does, the same effect can be exhibited. At this time, the impedance between power supply voltage V CC and node N1 can be increased to reduce the voltage dependence of the charging time of node N1. Of course, the resistor 17 may be inserted in another position. FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the signal generating circuit shown in FIG. In the figure, 18a to 18f
Is a resistance position that can be inserted to reduce the voltage dependence of the rise time of the φ11 signal and the φ12 signal.
Shows the case where the resistor 17 is inserted in the resistance position 18d.
Further, 19a to 19d are resistance positions that can be inserted to reduce the voltage dependence of the rise time of the φ11 bar signal to the φ12 signal. The resistance positions 18c and 1
8f is a position where a resistor can be inserted so that the voltage dependence of the rise time of the φ11 bar signal to the φ12 signal can be reduced. That is, this resistor may be inserted in a portion where the output signal component of the inverter exists. Further, the resistance positions 18c and 18f can reduce the voltage dependency both at the rising and falling sides, but if only one of them is desired, for example, at the rising time, the resistance positions 18a, 18b, 18d and 18 are formed.
It is necessary to insert a resistor in e and to insert a resistor in 19a to 19d at the fall. Further, when a resistor is inserted at the source end of the MOS transistor (for example, at the resistance position 18e), the source potential with respect to the MOS transistor 13d becomes high, so that it is necessary to pay sufficient attention to the adjustment of the delay time. Further, in the above description, the resistance positions 18a to
Although the case where resistors are inserted in 18f and 19a to 19d is shown, it goes without saying that a device such as a depletion MOS transistor or a load MOS transistor having a constant gate voltage may be used. Also, the resistive device can be formed of polysilicon and a diffusion layer. As described above in detail, according to the present invention, a resistor is inserted in the portion where the output signal component of the inverter exists, and the input signal and the output signal of the inverter are matched. As a result, both can significantly reduce the power supply voltage dependency of the impedance of each part on the circuit, and can reduce the voltage dependency of the delay time of the generation between each signal. There is an effect that mis-matching due to array delay can be eliminated.
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す回路図
【図2】図1および図2の回路におけるインピーダンス
の電圧依存性を示す図
【図3】他の実施例を示す回路図
【図4】従来のダイナミックMOS RAMを示す概略
構成図
【図5】図4の各部の波形を示す図
【図6】図4の動作を説明するための図
【図7】図7は図4における信号発生回路を示す回路図
【図8】図8(a)〜図8(c)は図7の各部の波形を
示す図
【符号の説明】
1 クロック入力端子
2a〜2n φ1クロック発生回路
3 φ1信号発生回路
4 φ2信号発生回路
5 φ3信号発生回路
6 φ4信号発生回路
7 φ5信号発生回路
8 メモリアレイ
9a〜9f,17 抵抗
10a〜10g,16 コンデンサ
11 センスアンプ
12a,12b,13a〜13g トランジスタBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing voltage dependence of impedance in the circuits of FIGS. 1 and 2. FIG. 3 is another embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional dynamic MOS RAM. FIG. 5 is a diagram showing waveforms of respective parts in FIG. 4 FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4 FIG. 8 is a circuit diagram showing the signal generating circuit in FIG. 4. FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c) are diagrams showing waveforms of respective portions in FIG. 7 [Description of symbols] 1 clock input terminals 2a to 2n φ1 clock Generating circuit 3 φ1 signal generating circuit 4 φ2 signal generating circuit 5 φ3 signal generating circuit 6 φ4 signal generating circuit 7 φ5 signal generating circuit 8 Memory arrays 9a to 9f, 17 Resistors 10a to 10g, 16 Capacitor 11 Sense amplifiers 12a, 12b, 13a ~ 13g transistor
Claims (1)
端子にその入力信号を遅延回路によって遅延させた所定
の遅延信号が供給されることによって活性化される一致
回路を備えた半導体集積回路において、 前記遅延回路は、一方の端子が電源電位に接続されるとともに他方の端子
が第1の接続点に接続され入力信号により前記両端子間
を導通する第1のスイッチング素子と、 一方の端子がアース電位に接続されるとともに、他方の
端子が第1の接続点を介して第1のスイッチング素子の
他方の端子に接続され入力信号の反転論理信号により前
記両端子間を導通する第2のスイッチング素子と、 一方の端子が電源電位に接続されるとともに他方の端子
が第2の接続点に接続され反転論理信号により前記両端
子間を導通する第3のスイッチング素子と、 一方の端子がアース電位に接続されるとともに他方の端
子が第2の接続点を介して第3のスイッチング素子の他
方の端子に接続され第1の接続点からの信号により前記
両端子間を導通する第4のスイッチング素子と、 一方の端子が入力信号に接続されるとともに他方の端子
が第3の接続点に接続され電源電位供給に応じて前記両
端子間を導通する第5のスイッチング素子と、 一方の端子が電源電位に接続されるとともに他方の端子
が遅延信号を出力する第4の接続点に接続され第3の接
続点からの信号により前記両端子間を導通する第6のス
イッチング素子と、 第3および第4の接続点間に直列に接続されたコンデン
サ素子と、 一方の端子が第4の接続点に接続されるとともに他方の
端子がアース電位に接続され第2の接続点からの信号に
より前記両端子間を導通する第7のスイッチング素子
と、 第1のスイッチング素子と電源電位または第1の接続点
との間、あるいは、 第2のスイッチング素子とアース電位または第1の接続
点との間、あるいは、 第3のスイッチング素子と電源電位または第2の接続点
との間、あるいは、 第4のスイッチング素子とアース電位または第2の接続
点との間、あるいは、 第1の接続点と第4のスイッチング素子との間、あるい
は、 第2の接続点と第7のスイッチング素子との間のいずれ
かに直列に接続された抵抗素子と から構成した ことを特
徴とする半導体集積回路。(57) [Claims] Is supplied the input signal to the one control terminal, the predetermined delayed its input signal by the delay circuit to the other control terminal
In the semiconductor integrated circuit having a matching circuit activated by being supplied with the delay signal of, the delay circuit has one terminal connected to a power supply potential and the other terminal.
Is connected to the first connection point and is connected between the two terminals by an input signal.
And a first switching element that conducts the
The terminal is connected to the first switching element via the first connection point.
Connected to the other terminal and input by the inverted logic signal of the input signal
A second switching element that conducts between both terminals, and one terminal is connected to the power supply potential and the other terminal
Is connected to a second connection point, and both ends are connected by an inverted logic signal.
A third switching element that conducts between the child and one terminal connected to the ground potential and the other end
The child is connected to the other of the third switching element via the second connection point.
The signal from the first connection point connected to one of the terminals
A fourth switching element that conducts between both terminals and one terminal connected to an input signal and the other terminal
Is connected to the third connection point, and both of
A fifth switching element that conducts between the terminals and one terminal connected to the power supply potential and the other terminal
Is connected to the fourth connection point for outputting the delayed signal and connected to the third connection point.
A sixth switch that conducts between both terminals by a signal from the continuation point.
A switching element and a capacitor connected in series between the third and fourth connection points.
Device and one terminal is connected to the fourth connection point and the other
The terminal is connected to the ground potential and the signal from the second connection point
A seventh switching element for electrically connecting between the two terminals
And the first switching element and the power supply potential or the first connection point
Between the second switching element and the ground potential or the first connection
Point, or the third switching element and the power supply potential or the second connection point
, Or the fourth switching element and the ground potential or the second connection
Between the points, or between the first connection point and the fourth switching element , or
Is between the second connection point and the seventh switching element.
A semiconductor integrated circuit comprising a resistive element connected in series to a crab .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171117A JP2671650B2 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Semiconductor integrated circuit |
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JP3171117A JP2671650B2 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Semiconductor integrated circuit |
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JP58099658A Division JPH0614613B2 (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Semiconductor integrated circuit |
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5254358A (en) * | 1975-10-30 | 1977-05-02 | Fujitsu Ltd | Delay circuit |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3171117A patent/JP2671650B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH04356790A (en) | 1992-12-10 |
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