JP2828943B2 - 低電力形の直流電圧発生回路を備えた半導体メモリ装置 - Google Patents

低電力形の直流電圧発生回路を備えた半導体メモリ装置

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JP2828943B2 JP7342654A JP34265495A JP2828943B2 JP 2828943 B2 JP2828943 B2 JP 2828943B2 JP 7342654 A JP7342654 A JP 7342654A JP 34265495 A JP34265495 A JP 34265495A JP 2828943 B2 JP2828943 B2 JP 2828943B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリ装置
の直流(DC)電圧を発生する直流電圧発生回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体メモリ装置は、内部回路動
作に使用する直流電圧を発生するための直流電圧発生回
路を必要とする。従来の直流電圧発生回路は、図1に示
すように、抵抗R1,R2によるバイアス電圧でNMO
SトランジスタNMOS1とPMOSトランジスタPM
OS1を動作させ、出力端から一定の直流電圧VREF
を得る構成とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】半導体メモリ装置に備
えられる図1のような直流電圧発生回路は、その回路の
目的に応じた一定レベルを出力するために一定電力を消
費するが、通常、この直流電圧発生回路は待機時にも継
続して動作し、かなりの電力を消費する。例えば特に、
ノーマルのリード/ライト動作に比べて非常に長い待機
状態の発生するデータ保持のためのセルフリフレッシュ
モードでは、その待機状態で消費される電力がセルフリ
フレッシュモードの消費電力中の大部分を占める結果に
なっている。そこで本発明では、特にセルフリフレッシ
ュモードの待機時に電圧発生動作を中断することがで
き、消費電力を節減可能な直流電圧発生回路を提供す
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、内部回路動作用の直流電圧を発生す
る半導体メモリ装置の直流電圧発生回路において、リフ
レッシュ周期設定用のリフレッシュカウンタによるカウ
ント信号及びリフレッシュタイマ駆動信号に基づいて電
圧発生制御信号を発生する電圧発生制御部と、該電圧発
生制御信号に応じる電源供給で直流電圧を発生する直流
電圧発生部と、を備えることを特徴とする。
【0005】或いは、リフレッシュ周期を設定するため
のリフレッシュカウンタを備えた半導体メモリ装置の直
流電圧発生回路において、前記リフレッシュカウンタに
よるカウント信号及びリフレッシュタイマ駆動信号に基
づいて1リフレッシュ周期中の所定期間で電圧発生制御
信号を発生する電圧発生制御部と、該電圧発生制御信号
に応じて電源供給を行う電源スイッチ手段をもち、電源
供給により直流電圧を発生する直流電圧発生部と、を備
えることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施形態を説明する。
【0007】図2は、本発明による直流電圧発生回路の
回路図である。この直流電圧発生回路は、リフレッシュ
周期を設定するためのリフレッシュカウンタ10による
カウント信号Qn ,Qn-1 ,Qn-2 とリフレッシュタイ
マ駆動信号φTMONとを論理組合せし、電圧発生制御
信号VEを発生する電圧発生制御部20と、電圧発生制
御部20による電圧発生制御信号VEのレベルを調節す
るレベルシフタ30と、レベルシフタ30によりレベル
調節された電圧発生制御信号VEに応じて直流電圧を発
生する直流電圧発生部40と、から構成されている。レ
ベルシフタ30は必要に応じて設けるものである。
【0008】図3に、この直流電圧発生回路を用いる場
合のセルフリフレッシュモードの動作タイミングを示し
てある。まず、信号バーCAS後に信号バーRASが入
力され、100μs以上のロングCBR(CAS before RA
S)サイクルでセルフリフレッシュモードへ入ると、リフ
レッシュタイマ駆動信号φTMONが活性化されてイン
バータ23により反転出力される。そしてリフレッシュ
カウンタ10は、リフレッシュ周期を設定するカウント
信号Qn ,Qn-1 ,Qn-2 ,Qn-3 ,Qn-4 を出力し、
このリフレッシュカウンタ10から出力されるカウント
信号Qn ,Qn-1 ,Qn-2 は、NANDゲート21によ
る演算後にインバータ22へ入力され、反転出力され
る。
【0009】インバータ22,23から出力される各信
号はNORゲート24で演算され、インバータ25へ入
力される。そして、インバータ25,26を通じた駆動
の後に電圧発生制御信号VEとして出力される。この電
圧発生制御信号VEはレベルシフタ30によりレベル調
節され、直流電圧発生部40に電源スイッチ手段として
設けた電源側のPMOSトランジスタPs及び接地側の
NMOSトランジスタNsを制御する。この場合、NM
OSトランジスタNsへはインバータ27を介し反転し
て印加される。この電圧発生制御信号VEの制御により
第1スイッチ手段のPMOSトランジスタPs及び第2
スイッチ手段のNMOSトランジスタNsがON・OF
Fすることで、必要に応じた電源供給が行われて直流電
圧発生部40が動作する。即ち、セルフリフレッシュモ
ードにおいてNANDゲート21の入力がすべて論理
“1”になるとき以外は電圧発生制御信号VEが論理
“1”でPMOSトランジスタPsへ提供され、そして
インバータ27の反転により論理“0”でNMOSトラ
ンジスタNsへ提供されるので、両トランジスタPs,
NsがOFFとなって電源供給がカットされ、消費電力
を抑制することができる。
【0010】つまり、リフレッシュの1周期を設定する
カウント信号Qn の論理“1”区間中、リフレッシュエ
ネーブル信号φRDの活性によるリストア実行期間を除
いたほとんどの期間は待機状態になる。そこでこの例で
は、カウント信号Qn ,Qn-1 ,Qn-2 の組合せにより
1リフレッシュ周期中の1/8期間を設定し、この間の
み直流電圧発生部40を動作させる。このとき、電圧発
生制御信号VEはカウント信号に従って周期的に発生
し、その電圧発生制御信号VEによる1/8期間におい
て、リフレッシュエネーブル信号φRDによるリストア
は、その1/8期間開始から3/4経過時点で実行され
る。
【0011】このタイミングのリフレッシュエネーブル
信号φRDは、図4に示す回路により信号バーSRSP
を発生することで生成される。この信号発生回路は、リ
フレッシュカウンタ10によるカウント信号Qn ,Qn-
1 ,Qn-2 をNANDゲート51で演算し、またカウン
ト信号Qn-3 ,Qn-4 をNANDゲート52で演算し、
そしてこれらNANDゲート51,52による演算結果
をNORゲート53で演算するようになっている。この
NORゲート53の出力は、インバータ54で反転され
てNORゲート56の一入力となる。
【0012】NORゲート56のもう一つの入力は遅延
器55の出力とされ、この遅延器55は、リフレッシュ
カウンタ10によるカウント信号Qn を所定時間遅延さ
せて出力する。NORゲート56は、遅延器55の出力
及びインバータ54の出力を演算し、その出力信号は、
インバータ57,58,59により駆動されて信号バー
SRSPとなる。この信号バーSRSPを反転させれ
ば、図5に示すようにリフレッシュエネーブル信号φR
Dが生成される。
【0013】このようにして、電圧発生制御信号VEに
よる1/8期間開始から3/4経過時点でリストア実行
としておけば、該3/4時点までの間に直流電圧発生部
40を活性化させて十分にセットアップを行わせること
ができ、そして、該3/4時点以降の間の直流電圧発生
部40の活性化でリストア動作後先充電動作が保障され
る。
【0014】この実施形態のように1リフレッシュ周期
の7/8期間(即ち待機状態)で直流電圧発生部40を
非活性とし、動作の必要な1/8期間で直流電圧発生部
40を活性とすることにより節減される電力について、
シミュレーション結果を次の表1に示す。尚、表1中に
は、カウント信号Qn ,Qn-1 を図2のNANDゲート
21の入力として使用し、直流電圧発生部40の実働期
間を1リフレッシュ周期の1/4期間に設定した場合も
併せて示してある。
【表1】
【0015】尚、C−VREFは、外部供給の電源電圧
VEXT を基に得る内部電源電圧を発生するためにチップ
内部で使用する基準電圧を表している。これは通常、C
MOS回路により発生される。STB−IVCは、メモ
リ装置がスタンバイにあるときにチップ内部で使用され
る内部電源電圧を表す。即ち、通常のメモリ装置では消
費電力を抑制するために、アクティブとスタンバイとで
別個の内部電源電圧発生回路を使用しており、STB−
IVCはスタンバイ用の内部電源電圧発生回路による出
力を示している。また、VBBはバックバイアスを表す。
【0016】図6に、レベルシフタ30の構成例を示
す。最近の低電力形のメモリ装置においては、外部供給
の電源電圧VEXT から低レベルの内部電源電圧(IV
C)を発生して内部回路を動作させているが、レベルシ
フタ30は、その内部電源電圧を電源電圧VEXT のレベ
ルへ変換するための回路である。即ち、図2の直流電圧
発生部40では電源電圧VEXT を利用する一方、電圧発
生制御部20内のNANDゲート21やNORゲート2
4等は内部電源電圧で動作することになるので、電圧発
生制御部20の出力レベルではPMOSトランジスタP
sのON・OFF動作に足りないことが考えられる。そ
こで、PMOSトランジスタPsを完全OFFさせられ
るように、電圧発生制御部20の出力レベルを電源電圧
VEXT のレベルへシフトさせる必要があり、このために
レベルシフタ30が設けられる。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、セル
フリフレッシュモードにおいて必要時にのみ動作する低
電力形の直流電圧発生回路を提供できるので、消費電力
抑制に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の直流電圧発生回路の回路。
【図2】本発明による直流電圧発生回路の実施形態を示
す回路図。
【図3】図2の回路を用いたセルフリフレッシュモード
のタイミング図。
【図4】図3中のリフレッシュエネーブル信号φRDを
発生するための回路構成を示す回路図。
【図5】図4の回路によるリフレッシュエネーブル信号
φRD発生のタイミング図。
【図6】図2中のレベルシフタ30の回路例を示す回路
図。
【符号の説明】
10 リフレッシュカウンタ 20 電圧発生制御部 30 レベルシフタ 40 直流電圧発生部 VE 電圧発生制御信号

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リフレッシュ周期を設定するためのリフ
    レッシュカウンタを備えた半導体メモリ装置において、 前記リフレッシュカウンタによるカウント信号及びリフ
    レッシュタイマ駆動信号に基づいて1リフレッシュ周期
    中の所定期間で電圧発生制御信号を発生する電圧発生制
    御部と、該電圧発生制御信号に応じて電源供給を行う電
    源スイッチ手段をもち、これによる電源供給で活性化し
    直流電圧を発生する直流電圧発生部と、を有してなる直
    流電圧発生回路を備え、前記電圧発生制御信号の発生さ
    れる所定期間中に、前記直流電圧発生部が活性化してか
    ら一定時間の後にリフレッシュエネーブル信号が発生さ
    れるようになっていることを特徴とする半導体メモリ装
    置。
  2. 【請求項2】 1リフレッシュ周期中の1/8期間で電
    圧発生制御信号が発生され、その1/8期間中に、該1
    /8期間開始から3/4経過時点でリフレッシュエネー
    ブル信号が発生される請求項1記載の半導体メモリ装
    置。
  3. 【請求項3】 電圧発生制御信号のレベル調節を行って
    電源スイッチ手段へ提供するレベルシフタを直流電圧発
    生回路の直流電圧発生部に更に設けた請求項1又は請求
    項2記載の半導体メモリ装置
  4. 【請求項4】 直流電圧発生部の電源スイッチ手段は、
    電源側の第1スイッチ手段と接地側の第2スイッチ手段
    とからなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体
    メモリ装置
  5. 【請求項5】 第1スイッチ手段がPMOSトランジス
    タである請求項4記載の半導体メモリ装置
  6. 【請求項6】 第2スイッチ手段がNMOSトランジス
    タである請求項5記載の半導体メモリ装置
  7. 【請求項7】 電圧発生制御信号が第1スイッチ手段へ
    提供されると共に反転されて第2スイッチ手段へ提供さ
    れる請求項6記載の半導体メモリ装置
JP7342654A 1994-12-28 1995-12-28 低電力形の直流電圧発生回路を備えた半導体メモリ装置 Expired - Lifetime JP2828943B2 (ja)

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KR1994P38084 1994-12-28

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JPH08241590A JPH08241590A (ja) 1996-09-17
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