JP2868860B2 - 昇圧出力回路 - Google Patents
昇圧出力回路Info
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Description
回路内に形成される昇圧出力回路に関する。
高く昇圧された電位を与えるワード線昇圧回路が用いら
れる。これは、ワード線により駆動されるメモリセルの
トランスファゲートMOSトランジスタでのしきい値電圧
降下を防止するためである。
力する昇圧出力回路の従来の構成を示すものであり、第
7図はその動作タイミング図である。キャパシタCsは昇
圧された電位を保持するためのものである。このキャパ
シタCsには、そのノードBに電源電位Vccを予備充電す
るpチャネルMOSトランジスタT3が接続されている。ノ
ードBには、ダイオード接続されたnチャネルMOSトラ
ンジスタT2とキャパシタCAが接続されている。これらMO
SトランジタT2とキャパシタCAは、チャージポンプ回路
を構成しており、キャパシタCAの端子には昇圧動作時、
クロックφAが印加される。MOSトランジスタT2とキャパ
シタCAの接続ノードAには、電源電位Vccより高い電位V
Mを充電するためのnチャネルMOSトランジスタT1が設け
られている。
次の通りである。初期状態でプリチャージ信号φPは
“L"レベル(=VSS)であって、昇圧されるべきノード
Bは、pチャネルMOSトランジスタT3によって電源電位V
ccに予備充電されている。プリチャージ信号φPが“H"
レベルになり、リングオシレータ等により発生されるク
ロック信号φAが入ると、昇圧動作が開始される。すな
わちクロックφAが“L"レベルの間、MOSトランジスタT1
を介してキャパシタCAに充電が行われ、クロックφAが
“H"レベルになると、キャパシタCAの充電電荷はMOSト
ランジスタT2を介してノードBに転送され、キャパシタ
CSに分配される。以上のチャージポンプ動作が繰り返さ
れて、ノードBの電位がVccから次第に上昇する。ノー
ドBの電位が上昇すると、これはMOSトランジスタT1の
ゲートに帰還される。これにより、MOSトランジスタT1
のゲート・バイアスが次第に大きくなって、やがてノー
ドAにはクロックφAが“L"レベルのときほぼ電位VMま
での充電がなされるようになる。したがってノードBに
は、最終的に、電位VMに近い値まで昇圧した電位VM−V
αが得られる。
のVMからの降下分Vαは、電荷転送用のMOSトランジス
タT2のしきい値電圧である。このMOSトランジスタT2の
しきい値電圧は、ノードBの電位が上昇すると徐々に高
くなる。これは、ノードBの電位の正方向の上昇すなわ
ちMOSトランジスタT2のソース電位の正方向の上昇が、M
OSトランジスタT2に負の基板バイアスを与えたと等価に
なるからである。この結果、得られる昇圧電位のVMから
の降下分Vαは設計値よりも大きくなり、所望の昇圧電
位が得られない。
Sトランジスタの基板バイアス効果によって、所望の昇
圧電位が得られないという問題があった。
送用MOSトランジスタのしきい値電圧降下の影響をうけ
ず、十分高い昇圧電位を出力することを可能にした昇圧
出力回路を提供することを目的とする。
り高い所定値に設定された電位が与えられ、ソースが電
荷を転送するための第1のノードに接続され、ゲートが
昇圧すべき第2のノードに接続された昇圧用の第1のMO
Sトランジスタと、ゲートとドレインが前記第1のノー
ドに接続され、ソースが前記第2のノードに接続された
電荷転送用の第2のMOSトランジスタと、第1のクロッ
ク及びこの第1のクロックと逆相の第2のクロックを出
力する複数個のインバータからなる回路と、一端が前記
第1のノードに接続され、他端に前記第1のクロックが
入力される第1のキャパシタと、一端が前記第2のノー
ドに接続され、他端に前記第2のクロックが入力される
第2のキャパシタとを少なくとも備えたことを特徴とす
る、 さらに、本発明に係る昇圧出力回路は、ドレインに電
源電圧より高い所定値に設定された電位が与えられ、ソ
ースが電荷を転送するための第1のノードに接続され、
ゲートが昇圧すべき第2のノードに接続された昇圧用の
第1のMOSトランジスタと、ゲートとドレインが前記第
1のノードに接続され、ソースが前記第2のノードに接
続され、そのしきい値電圧が前記第1のMOSトランジス
タのしきい値電圧よりも小さい電荷転送用の第2のMOS
トランジスタと、一端が前記第1のノードに接続され、
他端に第1のクロックが入力される第1のキャパシタ
と、一端が前記第2のノードに接続され、他端に前記第
1のクロックと逆相の第2のクロックが入力される第2
のキャパシタとを少なくとも備えたことを特徴とする。
のMOSトランジスタのゲート・ソース間が互いに逆相の
クロックにより十分大きくバイアスされる。このため、
昇圧されるべき第2のノードの電位上昇により第2のMO
Sトランジスタの基板バイアス効果によりそのしきい値
電圧が上昇しても、その影響を受けることなく、効率的
に電荷転送が行われる。すなわち第2のノードは電荷転
送用の第2のMOSトランジスタのしきい値電圧によりク
ランプされることなく、昇圧用の第1のMOSトランジス
タのドレインに与えられる設定電位まで昇圧された電位
を得ることができる。
Eタイプ,nチャネルの昇圧用MOSトランジスタ(第1のM
OSトランジスタ)T1はソースが第1のノードAに接続さ
れ、ドレインに電源電位Vccより高い値に設定された電
位VMが与えられる。この昇圧用MOSトランジスタT1のソ
ースは電荷転送用の第1のノードAに接続され、ゲート
は昇圧されるべの第2のノードBに接続されている。第
2のノードBには、昇圧された電位を保持するためのキ
ャパシタCSが設けられている。第1のノードAと第1の
ノードBの間には、Eタイプ,nチャネルの電荷転送用MO
Sトランジスタ(第2のMOSトランジスタ)T2がダイオー
ド接続されて設けられている。第1のノードAには第1
のキャパシタCAの一端が接続され、第2のノードBには
第2のキャパシタCBの一端が接続されている。これら第
1,第2のキャパシタCA,CBの他端には、互いに位相が異
なるクロックφA,φBが印加されるようになっている。
第2のノードBには、プリチャージ信号φPにより駆動
されるEタイプ,pチャネルの予備充電用MOSトランジス
タ(第3のMOSトランジスタ)T3が設けられている。こ
の予備充電用MOSトランジスタT3のドレインには電源電
位Vccが与えられる。
相のクロックφA,φBを発生する回路である。この回路
は、インバータI1〜I4とそれぞれの出力端子に設けられ
たキャパシタC1〜C4による遅延回路要素を縦続接続し、
これをゲートGを介してリング状に接続してリングオシ
レータ1を構成している。ゲートGの一つの入力端子に
は、インバータI5を介してトリガ信号φTが印加される
ようになっており、トリガ信号φTが“H"レベルのとき
に発振動作する。リングオシレータ1の出力端子には、
3段のインバータバッファI6〜I8が接続され、インバー
タバッファI8の前後から互いに逆相のクロックφA,φB
が得られる。
体例である。
タイミング図を用いて、つぎに説明する。プリチャージ
信号φPが“L"レベルの初期状態では、予備充電用MOSト
ランジスタT3を介して第2のノードBに電源電位Vccが
予備充電される。このときクロックφTは“L"レベル
(=VSS)であり、リングオシレータ1は発振せず、し
たがって昇圧回路はチャージポンプ動作をしない。プリ
チャージ信号φPが“H"レベル(=Vcc)になると、予備
充電用MOSトランジスタT3はオフになる。そしてトリガ
信号φTが“L"レベルから“H"レベルになると、リング
オシレータ1が発振し始める。これにより、互いに逆位
相のクロックφA,φBが得られる。クロックφAが“L"
レベルの間、第1のノードAは昇圧用MOSトランジスタT
1によって、電位VMからMOSトランジスタTのしきい値電
圧分低い電位まで充電される。クロックφAが“H"レベ
ルになると、第1のノードAの電荷は電荷転送用MOSト
ランジスタT2を介して第2のノードBに転送される。こ
の充電と転送の動作が繰り返されて、第2のノードBは
次第に上昇する。
φAが“H"レベルのときクロックφBは“L"レベルになる
ために、第2のノードBは容量結合によって強制的に引
き下げられる。この結果、第1のノードAと第2のノー
ドBの間の電位差、すなわち電荷転送用MOSトランジス
タT2のゲート・ソース間電圧が大きくなる。これによ
り、第1のノードAの電荷は効率的に第2のノードBに
転送される。すなわち電荷転送用MOSトランジスタT2の
しきい値電圧の影響を受けることなく、第2のノードB
は充電用MOSトランジスタT1のドレインに与えられた電
位VMまで昇圧される。
荷転送用MOSトランジスタのしきい値電圧の影響を受け
ず、従って基板バイアス効果によって電荷転送用MOSト
ランジスタのしきい値電圧が上昇しても問題なく十分な
昇圧電位を出力することができる。
キャパシタCA,CBの部分をnチャネルMOSトランジスタ
により構成した場合を示している。特にキャパシタCA,
CBをエンハンスメント(E)型のnチャネルMOSトラン
ジスタで構成すると、ノードBが予備充電されていない
場合にノードBが不用意に昇圧されるという事態が防止
される。なぜなら、E型のnチャネルMOSトランジスタ
はゲート電圧0Vのとき反転層が形成されず、キャパシタ
CA,CBがキャパシタとして働かないからである。
SトランジスタT2等の具体的なしきい値電圧については
説明しなかったが、電荷転送用MOSトランジスタT2のし
きい値電圧を昇圧用MOSトランジスタT1のそれより小さ
く、例えば0V程度に設定してもよい。これは電荷転送の
動作をより効率的にして、速やかに昇圧電位を得る上で
有効である。
形して実施することができる。
ランジスタのしきい値電圧の影響を受けず十分な昇圧電
位を出力することのできる昇圧出力回路を提供すること
ができる。
示す図、 第2図はその昇圧出力回路を駆動するリングオシレータ
の構成を示す図、 第3図はリングオシレータの具体的構成例を示す図、 第4図は昇圧出力回路の動作を説明するためのタイミン
グ図、 第5図は他の実施例の昇圧出力回路の構成を示す図、 第6図は従来の昇圧出力回路を示す図、 第7図はその動作を説明するためのタイミング図であ
る。 T1…昇圧用MOSトランジスタ(第1のMOSトランジス
タ)、T2…電荷転送用MOSトランジスタ(第2のMOSトラ
ンジスタ)、T3…予備充電用MOSトランジスタ(第3のM
OSトランジスタ)、A…第1のノード、B…第2のノー
ド、CA…第1のキャパシタ、CB…第2のキャパシタ、CS
…昇圧電位保持用キャパシタ。
Claims (7)
- 【請求項1】ドレインに電源電圧より高い所定値に設定
された電位が与えられ、ソースが電荷を転送するための
第1のノードに接続され、ゲートが昇圧すべき第2のノ
ードに接続された昇圧用の第1のMOSトランジスタと、 ゲートとドレインが前記第1のノードに接続され、ソー
スが前記第2のノードに接続された電荷転送用の第2の
MOSトランジスタと、 第1のクロック及びこの第1のクロックと逆相の第2の
クロックを出力する複数個のインバータからなる回路
と、 一端が前記第1のノードに接続され、他端に前記第1の
クロックが入力される第1のキャパシタと、 一端が前記第2のノードに接続され、他端に前記第2の
クロックが入力される第2のキャパシタと を少なくとも備えたことを特徴とする昇圧出力回路。 - 【請求項2】ドレインに電源電圧より高い所定値に設定
された電位が与えられ、ソースが電荷を転送するための
第1のノードに接続され、ゲートが昇圧すべき第2のノ
ードに接続された昇圧用の第1のMOSトランジスタと、 ゲートとドレインが前記第1のノードに接続され、ソー
スが前記第2のノードに接続され、そのしきい値電圧が
前記第1のMOSトランジスタのしきい値電圧よりも小さ
い電荷転送用の第2のMOSトランジスタと、 一端が前記第1のノードに接続され、他端に第1のクロ
ックが入力される第1のキャパシタと、 一端が前記第2のノードに接続され、他端に前記第1の
クロックと逆相の第2のクロックが入力される第2のキ
ャパシタと を少なくとも備えたことを特徴とする昇圧出力回路。 - 【請求項3】前記第1のクロックは、トリガ信号に基づ
いて発振動作が制御されるリングオシレータから出力さ
れることを特徴とする請求項2に記載の昇圧出力回路。 - 【請求項4】前記第1のMOSトランジスタはエンハンス
メント型(Eタイプ)であることを特徴とする請求項1
または2に記載の昇圧出力回路。 - 【請求項5】前記第1のMOSトランジスタと前記第2のM
OSトランジスタは共にnチャネルのMOSトランジスタで
あることを特徴とする請求項1または2に記載の昇圧出
力回路。 - 【請求項6】前記第2のMOSトランジスタのしきい値電
圧が0V程度であることを特徴とする請求項1または2に
記載の昇圧出力回路。 - 【請求項7】前記第2のMOSトランジスタはエンハンス
メント型(Eタイプ)であることを特徴とする請求項1
記載の昇圧出力回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200426A JP2868860B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 昇圧出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200426A JP2868860B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 昇圧出力回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0484455A JPH0484455A (ja) | 1992-03-17 |
JP2868860B2 true JP2868860B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=16424103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2200426A Expired - Lifetime JP2868860B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 昇圧出力回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2868860B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3638641B2 (ja) | 1994-10-05 | 2005-04-13 | 株式会社ルネサステクノロジ | 昇圧電位発生回路 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2200426A patent/JP2868860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0484455A (ja) | 1992-03-17 |
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