JP2874459B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2874459B2 JP4175115A JP17511592A JP2874459B2 JP 2874459 B2 JP2874459 B2 JP 2874459B2 JP 4175115 A JP4175115 A JP 4175115A JP 17511592 A JP17511592 A JP 17511592A JP 2874459 B2 JP2874459 B2 JP 2874459B2
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誠一 半内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に外部から供給される電源電圧より低い電圧で動作す
る回路を含む半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体記憶装置においては、例え
ば、記憶しているデータを単に保持するだけの期間に
は、消費電力を低減するため、動作電源電圧を外部から
供給される電源電圧より低くして動作させることが多
い。
【0003】しかし、このような場合でも、内部回路か
らのデータを外部へ出力するデータ出力回路は、外部か
ら供給される電源電圧により動作していた。
【0004】図4(A),(B)はそれぞれ従来のこの
種の半導体記憶装置のデータ出力回路の第1及び第2の
例を示す回路図である。
【0005】第1の例のデータ出力回路5は、ドレイン
に外部から供給される電源電圧Vccを受け、ソースを
外部へのデータ出力端と接続するN型のMOSトランジ
スタQ3と、ソースを接地電位点と接続しドレインをデ
ータ出力端と接続するN型のMOSトランジスタQ4
と、入力端に内部回路からのデータIDを受け出力端を
MOSトランジスタQ3のゲートと接続し電源電圧Vc
cで動作するインバータIV2と、ドレインをインバー
タIV2の入力端及びMOSトランジスタQ4のゲート
と接続しソースを接地電位点と接続しゲートに出力イン
ピーダンス制御信号Zを入力するN型のMOSトランジ
スタQ5と、ドレインをMOSトランジスタQ3のゲー
トと接続しソースを接地電位点と接続しゲートに出力イ
ンピーダンス制御信号Zを入力するN型のMOSトラン
ジスタQ6とを有する構成となっている。
【0006】このデータ出力回路5は、内部回路からの
データIDが高レベルのときはMOSトランジスタQ3
がオフ、Q4がオンとなって出力データD0は低レベル
となる。またデータIDが低レベルのときはMOSトラ
ンジスタQ3がオン、Q4がオフとなって出力データD
0は電源電圧Vccレベルの高レベルとなる。また、出
力インピーダンス制御信号が高レベルになると、MOS
トランジスタQ5,Q6がオンとなるためMOSトラン
ジスタQ3,Q4は共にオフとなり、データ出力端は高
インピーダンス状態となる。
【0007】第2の例のデータ出力回路5aは、ソース
に電源電圧Vccを受けドレインを外部へのデータ出力
端と接続しゲートに内部回路からの第1のデータID1
を入力するP型のMOSトランジスタQ7と、ソースを
接地電位点と接続しドレインをデータ出力端と接続しゲ
ートに内部回路からの第2のデータID2を入力するN
型のMOSトランジスタQ8と、ソースに電源電圧Vc
cを受けドレインをMOSトランジスタQ7のゲートと
接続しゲートにインバータIV3を介して出力インピー
ダンス制御信号Zを入力するP型のMOSトランジスタ
Q9と、ソースを接地電位点と接続しドレインをMOS
トランジスタQ8のゲートと接続しゲートに出力インピ
ーダンス制御信号Zを入力するN型のMOSトランジス
タQ10とを有する構成となっている。
【0008】内部回路からのデータID1,ID2は同
一データの場合もあり、またMOSトランジスタQ7,
Q8が同時オンとなるのをさけるためその低レベル,高
レベルになるタイミングを若干ずらす場合もある。基本
的な動作は第1の例と類似しているのでこれ以上の説明
は省略する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体記憶
装置では、データ出力回路5,5aが外部から供給され
る電源電圧Vccにより動作する構成となっているの
で、他の内部回路が外部からの電源電圧Vccを内部降
圧して得た電源電圧で動作させ、高電界によるストレス
を緩和しているような場合でも、特にバーンインテスト
の様な高い外部電源電圧での使用の際には、高電界によ
るストレスによってこのデータ出力回路5,5aのMO
Sトランジスタのゲート絶縁膜の破壊が発生しやすい問
題点があった。
【0010】本発明の目的は、高い外部電源電圧で動作
させる場合でもデータ出力回路のMOSトランジスタが
破壊することがない半導体記憶装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、外部から供給される電源電圧により動作する内部回
路及び内部回路からのデータを外部へ出力するデータ出
力回路からなる半導体記憶装置において、前記データ出
力回路のMOSトランジスタがゲート絶縁膜破壊を起こ
さない前記電源電圧に等しい基準電圧を発生する基準電
圧発生部と、前記外部から供給される電源電圧が前記基
準電圧より低いとき第1のレベルの比較結果信号を出
力し前記外部から供給される電源電圧が前記基準電圧よ
高いとき第2のレベル比較結果信号を出力する電
源電圧比較部と、前記比較結果信号が前記第1のレベル
のとき前記外部から供給される電源電圧を選択し前記
比較結果信号が前記第2のレベルのとき前記基準電圧
を選択して出力する切替部と、前記切替部の出力電圧と
対応したレベルの内部電源電圧を発生して前記データ出
力回路に供給する内部電源発生部とを有している。
【0012】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0013】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。
【0014】この実施例は、電流源回路I1,I2、P
型のMOSトランジスタQ1,Q2、差動増幅器OP1
及び可変抵抗器R1を備え、外部から供給される電源電
圧Vccが所定のレベルより高いときこの電源電圧Vc
cより低い一定レベルの基準電圧Vrを発生する基準電
圧発生部1と、差動増幅器OP2及びインバータIV1
を備え、外部から供給される電源電圧Vccが基準電圧
Vrより低いとき高レベル、高いとき低レベルとなる比
較結果信号CPRを出力する電源電圧比較部2と、比較
結果信号CPRが高レベルのときは外部から供給される
電源電圧Vccを選択し低レベルのときは基準電圧Vr
を選択して出力する切換部3と、動増幅器OP3及び
容量素子C1を備えこの切換部3の出力電圧と対応した
レベルの内部電源電圧Vipを発生する内部電源発生部
4と、図4(A)に示された従来の第1の例と同一回路
構成で内部電源電圧Vipを受けて動作し内部回路から
のデータIDを外部へ出力するデータ出力回路5とを有
する構成となっている。
【0015】基準電圧発生部1において、MOSトラン
ジスタQ1,Q2のしきい値電圧をVt1,Vt2
(〈Vt1)とすると、差動増幅器OP1の(−)入力
端の電圧V1は(Vt1−Vt2)となる。この電圧V
1と帰還量調整用の可変抵抗器R1の出力電圧とを差動
増幅し、所望のレベルの基準電圧Vrを得る。この基準
電圧Vrのレベルは、データ出力回路5のMOSトラン
ジスタの高電界ストレスを考慮して設定する。
【0016】内部電源発生部4は、データ出力回路5に
十分な電源電流を与えるために設けられている。
【0017】図2はこの実施例における外部からの電源
電圧Vccに対する内部電源電圧Vipの特性図であ
る。
【0018】外部からの電源電圧Vccが基準電圧Vr
より低いときは内部電源電圧Vipは外部からの電源電
圧Vccと等しい。外部からの電源電圧Vccが基準電
圧Vrより高くなると、内部電源電圧Vipは基準電圧
Vrと等しい一定電圧となる。このような内部電源電圧
Vipをデータ出力回路5に供給することにより、バー
ンインテストのような高い外部電源電圧Vccが供給さ
れるときでも、データ出力回路5のMOSトランジスタ
に対する高電界ストレスを緩和してこれらMOSトラン
ジスタの破壊を防止する。
【0019】図3は本発明の第2の実施例のデータ出力
回路部分の回路図である。
【0020】この実施例は、図4(B)に示された従来
の第2の例に本発明を適用したもので、データ出力回路
5aの電源電圧が内部電源電圧Vipになっている以外
は第1の実施例と同一であるので、これ以上の説明は省
略する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、外部から
の電源電圧が所定のレベルより高くなったとき一定レベ
ルの基準電圧を発生する基準電圧発生部を設け、外部か
らの電源電圧が基準電圧より低いときは外部からの電源
電圧と等しく高いときは基準電圧と等しい内部電源電圧
を発生し、この内部電源電圧によりデータ出力回路を動
作させる構成とすることにより、バーンインテストの際
でも、データ出力回路の各MOSトランジスタに対する
高電界ストレスを緩和することができるので、これらM
OSトランジスタが破壊するのを防止することができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示された実施例の外部電源電圧対内部電
源電圧の特性図である。
【図3】本発明の第2の実施例のデータ出力回路部分の
回路図である。
【図4】従来の半導体記憶装置の第1及び第2の例のデ
ータ出力回路部分の回路図である。
【符号の説明】
1 基準電圧発生部 2 電源電圧比較部 3 切換部 4 内部電源発生部 5,5a データ出力回路 C1 容量素子 I1,I2 電流源回路 IV1〜IV3 インバータ OP1〜OP3 差動増幅器 Q1〜Q10 MOSトランジスタ R1 可変抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/10 481

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から供給される電源電圧により動作
    する内部回路及び内部回路からのデータを外部へ出力す
    るデータ出力回路からなる半導体記憶装置において、前
    記データ出力回路のMOSトランジスタがゲート絶縁膜
    破壊を起こさない前記電源電圧に等しい基準電圧を発生
    する基準電圧発生部と、前記外部から供給される電源電
    圧が前記基準電圧より低いとき第1のレベルの比較結
    果信号を出力し前記外部から供給される電源電圧が前記
    基準電圧より高いとき第2のレベル比較結果信号を
    出力する電源電圧比較部と、前記比較結果信号が前記
    1のレベルのとき前記外部から供給される電源電圧を
    選択し前記比較結果信号が前記第2のレベルのとき
    記基準電圧を選択して出力する切替部と、前記切替部の
    出力電圧と対応したレベルの内部電源電圧を発生して前
    記データ出力回路に供給する内部電源発生部とを有する
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
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