JP3131043B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3131043B2
JP3131043B2 JP04238290A JP23829092A JP3131043B2 JP 3131043 B2 JP3131043 B2 JP 3131043B2 JP 04238290 A JP04238290 A JP 04238290A JP 23829092 A JP23829092 A JP 23829092A JP 3131043 B2 JP3131043 B2 JP 3131043B2
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武敏 松浦
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
に関し、特に、ランダムアクセスメモリ等の高速に動作
する半導体記憶装置に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路装置について、半
導体記憶装置を一例に説明する。この半導体記憶装置
は、データを出力する場合において、例えば、外部より
アドレス信号を変化させた時に、アドレスアクセスタイ
ムと呼ばれる一定の時間を経て正規データを出力してい
る。この従来の半導体記憶装置の構成を図4に示してい
る。この図4において、15は、外部よりアドレス信号14
を変化させると、このアドレス遷移を検知してアドレス
遷移検知信号7を発生するアドレス遷移検知回路、16
は、デコーダ、17は、データが書き込まれているメモリ
セル、18は、メモリセル17より選択されたデータ11を増
幅するセンスアンプ、10は、センスアンプ18からのデー
タ11を増幅するメインアンプ、20は、メインアンプ10か
らのデータ11を出力ノード12に出力する出力バッファ回
路、19は、上記アドレス遷移検知回路15のアドレス遷移
検知信号7を受けて内部クロック信号9を上記メインア
ンプ10及び出力バッファ回路20に出力する内部クロック
発生回路である。
【0003】以下、上記半導体記憶装置における読み出
し動作について説明する。先ず、外部よりアドレス信号
14を変化させると、アドレス遷移検知回路15がアドレス
遷移を検知してアドレス遷移検知信号7を発生する。こ
のアドレス遷移検知信号7の発生と同時に、上記アドレ
ス信号14はデコーダー16を通り、メモリセル17のデータ
11を選択する。選択されたデータ11は、センスアンプ18
で増幅されてメインアンプ10に転送される。また、上記
アドレス遷移検知信号7は、内部クロック発生回路19を
動作させ、該内部クロック発生回路19が内部クロック信
号9を発生し、該内部クロック信号9がメインアンプ10
及び出力バッファ回路20を動作させて上記メモリセル17
のデータ11を出力バッファ回路20が出力ノード12に出力
する。
【0004】次に、上記出力バッファ回路20は、図5に
示すように、Hデータを出力するHデータ出力トランジ
スタ2と、Lデータを出力するLデータ出力トランジス
タ4と、該両出力トランジスタ2、4を駆動する出力ト
ランジスタ駆動回路5とより構成されている。そして、
上記内部クロック発生回路19より発生した内部クロック
信号9により出力トランジスタ駆動回路5がメインアン
プ10からのデータ11に基づいて動作し、Hデータを出力
する場合はHデータ出力トランジスタ2を駆動し、Lデ
ータを出力する場合はLデータ出力トランジスタ4を駆
動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した半
導体記憶装置では、HデータとLデータを出力する時間
は、両出力トランジスタ2、4が駆動し始める時間が同
じであったとしても基板バイアス効果により、Hデータ
出力トランジスタ2の電流駆動能力がLデータ出力トラ
ンジスタ4の電流駆動能力に比べて劣るためにHデータ
の出力が遅くなるという問題があった。特に、低電源電
圧においては、データ11がメモリセル17から出力トタン
ジスタ2、4に転送される時間が長くかかるためにアク
セスタイムが遅くなり、上記問題が顕在化していた。具
体的に、図6に従来構成の半導体記憶装置におけるタイ
ミングチャートを示す。この図6において、実線は高電
圧時、破線は低電圧時の動作を示す。先ず、アドレス信
号14を変化させるとアドレス信号検知信号7が発生す
る。アドレス遷移検知信号7を受けて、内部クロック信
号9が発生し、データ11が出力ノード12より出力され
る。この図6から明らかなように、アドレス信号14の遷
移(図6のA参照)から出力データ11が出力されるまで
のアクセスタイムットは、高電圧の時(図6のT1参照)
より低電圧の時(図6のT2参照)の方が遅い。また、上
述した理由により、一般に、Lデータの出力よりHデー
タの出力がアクセスタイムが遅い。
【0006】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、低電圧時におけるアクセスタイムを早めることを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、先ず、電源電圧を検知し
て該電源電圧の低電圧時に低電圧検知信号を出力する電
源電圧検知回路が設けられている。更に、信号遷移を検
知して信号遷移検知信号を出力する信号遷移検知回路が
設けられている。加えて、Lデータ出力トランジスタと
Hデータ出力トランジスタとを有し、上記電源電圧検知
回路の低電圧検知信号と、上記信号遷移検知回路の信号
遷移検知信号とを受けると、データ出力時に上記Hデー
タ出力トランジスタを一時的に駆動した後に正規データ
を出力する出力回路が設けられた構成としている。
【0008】
【作用】上記の構成により、本発明では、信号が遷移す
ると、例えば、アドレス信号が遷移すると、信号遷移検
知回路が信号遷移検知信号を出力する一方、電源電圧検
知回路が電源電圧を検知しており、該電源電圧が低下す
ると、低電圧検知信号を出力することになる。そして、
上記電源電圧検知回路が低電圧検知信号を出力している
状態において、信号遷移検知回路が信号遷移検知信号を
出力すると、つまり、低電圧時にアドレス信号が遷移す
ると、出力回路のHデータ出力トランジスタを一時的に
駆動し、一時的にHデータが出力する。このHデータの
出力により出力ノードをHレベルにシフトさせ、Hデー
タの出力が早まることになり、その結果として全体のア
クセスタイムを早めることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。尚、従来例と同一構成部分については同一符号
でもって示している。図1は、半導体集積回路装置の一
例である半導体記憶装置の構成を示している。この図1
において、15は、外部よりアドレス信号14を変化させる
と、このアドレス遷移を検知してアドレス遷移検知信号
7を発生するアドレス遷移検知回路、16は、デコーダ、
17は、データが書き込まれているメモリセル、18は、メ
モリセル17より選択されたデータ11を増幅するセンスア
ンプ、10は、センスアンプ18からのデータ11を増幅する
メインアンプ、1は、メインアンプ10からのデータ11を
出力ノード12に出力する出力バッファ回路、19は、上記
アドレス遷移検知回路15のアドレス遷移検知信号7を受
けて内部クロック信号9を上記メインアンプ10及び出力
バッファ回路20に出力する内部クロック発生回路であ
る。そして、本発明の特徴として、電源電圧を検知して
該電源電圧の低電圧時に低電圧検知信号8を出力する電
源電圧検知回路13が設けられており、該低電圧検知信号
8と上記アドレス遷移検知回路15のアドレス遷移検知信
号7とが出力バッファ回路1に入力されている。
【0010】上記出力バッファ回路1は、図2に示すよ
うに、従来例と同様にHデータを出力するHデータ出力
トランジスタ2(第1Hデータ出力トランジスタ2)
と、Lデータを出力するLデータ出力トランジスタ4
と、該両出力トランジスタ2、4を駆動する出力トラン
ジスタ駆動回路5とを備えている。そして、上記内部ク
ロック発生回路19より発生した内部クロック信号9によ
り出力トランジスタ駆動回路5がメインアンプ10からの
データ11に基づいて動作し、正規のHデータを出力する
場合はHデータ出力トランジスタ2を駆動し、Lデータ
を出力する場合はLデータ出力トランジスタ4を駆動す
るように構成されている。更に、本発明の特徴として、
上記出力バッファ回路1は、第2Hデータ出力トランジ
スタ3と、NANDゲート回路及びインバータ回路より
なる定電圧駆動回路6とが設けられている。該定電圧駆
動回路6は、上記アドレス遷移検知回路15のアドレス遷
移検知信号6と電源電圧検知回路13の低電圧検知信号8
とを受けると、上記第2Hデータ出力トランジスタ3に
駆動信号6aを出力するように構成されている。そして、
該第2Hデータ出力トランジスタ3は、一時的にHデー
タを出力するように構成されている。
【0011】次に、本実施例の半導体記憶装置における
データ出力動作を説明する。外部よりアドレス信号14を
変化させると、アドレス遷移検知回路15がアドレス遷移
を検知してアドレス遷移検知信号7を発生する。このア
ドレス遷移検知信号7を内部クロック発生回路19が受け
て内部クロック信号9を発生し、従来の半導体記憶装置
と同様に、メモリセル17より選択されたデータ11がセン
スアンプ18及びメインアンプ10を介して出力バッファ1
に転送される。
【0012】一方、電源電圧検知回路13は、電源電圧を
検知して該電源電圧が低下すると、低電圧検知信号8を
出力する。そこで、一定の電源電圧以下の状態におい
て、アドレス信号7が遷移すると、定電圧駆動回路6が
上記アドレス遷移検知信号7と低電圧検知信号8を受け
て、第2Hデータ出力トランジスタ3を駆動する駆動信
号6を一時的に発生する。この一時的な駆動信号6を受
けて第2Hデータ出力トランジスタ3は一時的に導通
し、出力ノード12の電位をHレベル側に上げる。その
後、上記メインアンプ10から正規データ11が出力バッフ
ァ回路1に転送される前に上記第2Hデータ出力トラン
ジスタ3は非導通状態になり、出力ノード12の電位はH
レベル側にシフトしたままハイインピーダンス状態にな
る。続いて、上記メインアンプ10から正規データ11が出
力バッファ回路1に転送されると、Hデータを出力する
場合には第1Hデータ出力トランジスタ2が導通し、L
データを出力する場合はLデータ出力トランジスタ4が
導通状態になり、Hデータ又はLデータが出力ノード12
に出力される。
【0013】具体的に、図3に本実施例の半導体記憶装
置におけるタイミングチャートを示す。この図3におい
て、実線は高電圧時、破線は低電圧時の動作を示し、高
電源電圧の動作は従来の半導体記憶装置と同じである。
先ず、アドレス信号14を変化させるとアドレス信号検知
信号7が発生する。アドレス遷移検知信号7を受けて、
内部クロック信号9が発生し、データ11が出力ノード1
2より出力される。その際、低電源電圧のときには、低
電圧検知信号8がHレベルとなり、アドレス遷移検知信
号7が発生すると、第2Hデータ出力トランジスタ3を
駆動する駆動信号6が一時的に発生し、出力ノード12の
電位がHレベル側にシフトする。この状態において、正
規データ11を出力するので、出力信号波形は、図3の出
力ノード12に示すようになり、アドレス信号14の遷移
(図3のA参照)から高電圧の時におけるデータHが出
力されるまでのアクセスタイムットがT3に、アドレス信
号14の遷移(図3のA参照)から低電圧の時におけるデ
ータLが出力されるまでのアクセスタイムットがT4にな
る。そして、データ出力までの時間の短かったLデータ
の出力は、従来例の図6のB1より本実施例の図3のB2が
遅くなるが、データ出力までの時間の長かったHデータ
の出力は、従来例の図6のB3より本実施例の図3のB4が
速くなり、この結果、全体としてのアクセスタイムを速
くすることができる。また、電源電圧が高電圧の場合に
おいては、アクセスタイムの遅れは低電圧の場合ほど問
題にならない。逆に、高電圧において、一時的にHデー
タを出力することは電源電流を増加させるためにデメリ
ットがある。
【0014】尚、本実施例においては、半導体記憶装置
を一例として説明したが、本発明は、外部信号の変化に
より内部で演算を行い、データを出力する各種の半導体
集積回路装置、例えば、マイクロコンピュータなどにつ
いても応用できることは言うまでもない。また、本実施
例では、一時的にHデータを出力する第2Hデータ出力
トランジスタ3を別個に備えるようにしたが、本発明
は、該第2Hデータ出力トランジスタ3を設けることな
く、正規データの第1Hデータ出力トランジスタ2を用
い、該第1Hデータトランジスタ2の導通を正規データ
の出力前に一時的に行なうことにより一時的にHデータ
を出力する構成をとってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電源
電圧の低電圧時を検出し、信号遷移検知回路が信号遷移
検知信号を出力すると、Hデータ出力トランジスタを一
時的に駆動した後、正規データを出力するようにしたた
めに、正規のHデータを出力する前に出力ノードをHレ
ベルにシフトさせることができるので、該正規のHデー
タの出力を早めることができる。この結果、全体のアク
セスタイムを早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の半導体記憶装置を示す構成
図である。
【図2】本発明の一実施例の出力バッファ回路を示す回
路図である。
【図3】本発明の半導体記憶装置のタイミング図であ
る。
【図4】従来の半導体記憶装置を示す構成図である。
【図5】従来の出力バッファ回路を示す回路図である。
【図6】従来の半導体記憶装置のタイミング図である。
【符号の説明】
1 出力バッファ回路 2 第1Hデータ出力トランジスタ 3 第2Hデータ出力トランジスタ 4 Lデータ出力トランジスタ 5 出力トランジスタ駆動回路 6 定電圧駆動回路 6a 駆動信号 7 アドレス遷移検知信号 8 低電圧検知信号 9 内部クロック信号 10 メインアンプ 11 データ 12 出力ノード 13 電源電圧検知回路 14 アドレス信号 15 アドレス遷移検知回路 16 デコーダ 17 メモリセル 18 センスアンプ 19 内部クロック発生回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧を検知して該電源電圧の低電圧
    時に低電圧検知信号を出力する電源電圧検知回路と、 信号遷移を検知して信号遷移検知信号を出力する信号遷
    移検知回路と、 Lデータ出力トランジスタとHデータ出力トランジスタ
    とを有し、上記電源電圧検知回路の低電圧検知信号と、
    上記信号遷移検知回路の信号遷移検知信号とを受ける
    と、データ出力時に上記Hデータ出力トランジスタを一
    時的に駆動した後に正規データを出力する出力回路とを
    備えていることを特徴とする半導体集積回路装置。
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