JP3199883B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP3199883B2
JP3199883B2 JP01523893A JP1523893A JP3199883B2 JP 3199883 B2 JP3199883 B2 JP 3199883B2 JP 01523893 A JP01523893 A JP 01523893A JP 1523893 A JP1523893 A JP 1523893A JP 3199883 B2 JP3199883 B2 JP 3199883B2
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豊人 池谷
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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、入力回路、さらには入
力信号のレベル変換機能を備えた入力回路にに関し、例
えばDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ)やインタフェース用論理LSIに適用して有効な
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】機能ブロック間の信号伝達を高速化する
一つの手段として、信号を例えば0.8Vのような小振
幅で伝達するECL(Emitter Coupled
Logic)インタフェース方式がある。このインタ
フェース方式がディジタルデータ処理装置等のバス接続
に用いられるとき、各機能ブロックは、ECLレベルの
入力信号をCMOSレベルの内部信号に変換するECL
・CMOSレベルシフタ(レベル変換回路とも称され
る)と、逆にCMOSレベルの内部信号をECLレベル
の出力信号に変換するCMOS・ECLレベル変換回路
とを備える必要がある。
【0003】尚、レベル変換について記載された文献の
例としては、昭和62年6月1日に技術評論社より発行
された「TTL−ICえらび方・使い方(岡田弘
著)」がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、それま
でCMOSレベルのインタフェースとされていた入力バ
ッファをECLレベルのインタフェースに変更した場合
には、例えば、LSIのテスト時に、CMOSレベルの
インタフェースとされるテスタなどの外部装置を、その
まま結合することができない。また、ECLレベルのイ
ンタフェースでは、定常電流が流れるため、LSIテス
ト時に、スタンバイ電流テストが適用できない。
【0005】本発明の目的は、異なる入力信号レベルに
対応可能な入力回路を提供することにある。また、本発
明の別の目的は、そのような入力バッファを含む半導体
集積回路を提供することにある。さらに、本発明の別の
目的は、LSIテストにおけるECLインタフェースの
定常電流を阻止するための技術を提供することにある。
【0006】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0008】すなわち、第1入力信号レベルに対応する
第1インタフェースと、上記第1入力信号レベルとは異
なる第2信号レベルに対応する第2インタフェースと、
所定の外部端子に与えられる論理レベルに呼応してイン
タフェース切換えを行うための制御手段とを含んで入力
回路を構成するものである。このとき、上記第1インタ
フェースと上記第2インタフェースとで、同一の外部入
力端子を共有することができる。さらに具体的な態様で
は、第1入力信号レベルがECL入力レベルとされると
き、第2入力レベルがCMOS入力レベルとされる。ま
た、CMOSレベル対応の第2インタフェースが選択さ
れた状態において、ECLレベル対応の第1インタフェ
ースの定常電流を阻止するため、当該第1インタフェー
スの動作を停止させるとよい。
【0009】
【作用】上記した手段によれば、上記制御手段は、所定
の外部端子に与えられる論理レベルに呼応してインタフ
ェース切換えを行い、このことが、異なる入力信号レベ
ルに対応可能とする。
【0010】
【実施例】図3には本発明の一実施例であるDRAM
(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)の全体
的な構成が示される。
【0011】54は複数個のダイナミック型メモリセル
をマトリクス配置して成るメモリセルアレイであり、メ
モリセルの選択端子はロウ方向毎にワード線に結合さ
れ、メモリセルのデータ入力端子はカラム方向毎に相補
データ線に結合される。そしてそれぞれの相補データ線
は、相補データ線に1対1で結合された複数個のカラム
選択スイッチを含むY選択スイッチ回路57を介して相
補コモンデータ線に共通接続される。特に制限されない
が、アドレスマルチプレクス方式が採用され、ロウ及び
カラムアドレス入力信号を、それらのタイミングをずら
すことにより共通のアドレス端子から取込むようにして
いる。すなわち、Xアドレスラッチ及びXデコーダ52
と、Yアドレスラッチ及びYデコーダ56の前段にはア
ドレスマルチプレクサ51が配置され、アドレスバッフ
ァ50を介して取込まれたアドレス信号が、アドレスマ
ルチプレクサ51によりXアドレスラッチ及びXデコー
ダ52と、Yアドレスラッチ及びYデコーダ56とに振
分けられる。このようなアドレス入力を円滑に行うため
RAS*(ロウアドレスストローブ)及びCAS*(カ
ラムアドレスストローブ)の2種類のクロック信号を外
部から与えるようにしている。一つのメモリサイクル
(RAS*クロックの1周期)中に読出しあるいは書込
みの一方の動作のみを可能とするため、RAS*クロッ
クの立下り時点でロウアドレスを、CAS*クロックの
立下り時点でカラムアドレスを内部回路に取込むように
し、ライトイネーブル信号WE*の状態によって当該サ
イクルが書込みサイクルか読出しサイクルかの判断を可
能としている。このような判断並びに各部の動作制御は
制御部55によって行われる。
【0012】ワードドライバ53は、それの前段に配置
されたXアドレスラッチ及びXデコーダのデコードに基
づいてワード線を選択レベルに駆動する。そしてYアド
レスラッチ及びYデコーダ56のデコード出力に基づい
てY選択スイッチ回路57が駆動され、これにより特定
されるメモリセルからのデータ読出し若しくはデータ書
込みが可能とされる。
【0013】また、上記メモリセルアレイ54にはセン
スアンプ回路59が結合され、メモリセル情報がこのセ
ンスアンプで増幅されるようになっている。この場合、
データ入出力回路58にはメインアンプなどが含まれ、
このメインアンプを介して読出しデータの外部送出が可
能とされる。
【0014】図1には、上記データ入出力回路58に含
まれる入力回路が示される。
【0015】図1に示される入力回路は、特に制限され
ないが、擬似ECLレベルの入力信号Vinを取込み、
それをCMOSレベルに変換するための第1インタフェ
ースとしてのECLバッファ11と、CMOSレベルの
入力信号を取込むための第2インタフェースとしてのC
MOSバッファ31と、このECLバッファ11とCM
OSバッファ31とを、外部制御端子42の論理状態に
呼応して切換えるための選択回路40とを含む。すなわ
ち、上記ECLバッファ11と、CMOSバッファ31
とで、同一の外部入力端子41が共有されており、上記
選択回路40によってECLバッファ11が選択される
か、CMOSバッファが選択されるかによって、インタ
フェース切換えが可能とされる。
【0016】上記ECLバッファ11は、特に制限され
ないが、入力信号Vinを基準レベルVrefと比較す
ることによって当該入力信号を高電位側電源Vddと低
電位側電源Vss(グランド)との中間レベル程度に電
圧変換するためのレベルシフタ11Aと、このレベルシ
フタ11Aの出力信号を増幅するためのセンスアンプ1
1Bと、このセンスアンプ11Bの出力信号をCMOS
レベルに変換するためのバッファ31とを含む。
【0017】上記レベルシフタ11Aは、nチャンネル
型MOSトランジスタ14,15の負荷としてpチャン
ネル型MOSトランジスタ12,13が結合される。n
チャンネル型MOSトランジスタ16,17が並列接続
され、上記nチャンネル型MOSトランジスタ14,1
5のソース電極が、このMOSトランジスタ16,1
7、及びnチャンネル型MOSトランジスタ18を介し
て低電位側電源Vssに結合される。このレベルシフタ
11Aは差動入力構成となっており、ECLレベルの微
小入力信号Vinは、このレベルシフタ11Aによって
高電位側電源Vccと低電位側電源Vssとの中間のレ
ベルに電圧変換される。このようなレベルに変換するの
は、後段のセンスアンプ11Bが、ゲインの最も大きな
動作点で動作可能とするためである。レベルシフタ11
Aの動作はそれの定電流源素子を兼ねるMOSトランジ
スタ18によって制御される。つまり、このMOSトラ
ンジスタ18がオン状態の場合には回路に電流が流れる
のでレベルシフタとして動作するが、逆にMOSトラン
ジスタ18がオフの場合には、回路電流が遮断されるの
で動作しない。
【0018】上記センスアンプ11Bは、差動結合され
たnチャンネル型MOSトランジスタ22,23と、そ
れの負荷としてのpチャンネル型MOSトランジスタ1
9,20,21とを含む。上記MOSトランジスタ2
2,23のソース電極は、定電流素子としてのnチャン
ネル型スイッチMOSトランジスタ24を介して上記n
チャンネル型MOSトランジスタ18に結合される。つ
まり、このセンスアンプ11Bも、上記レベルシフタ1
1と同様に、このMOSトランジスタ24がオンの場合
にのみ動作される。
【0019】上記レベルシフタ11Aを構成するMOS
トランジスタ14,15のドレイン電極からの差動出力
が、MOSトランジスタ22,23のゲート電極に伝達
され、このセンスアンプ11Bで増幅されてから、後段
のバッファ31に伝達され、ここでCMOSレベルに変
換されるようになっている。
【0020】上記選択回路40は、インバータ44、n
チャンネル型MOSトランジスタ45、pチャンネル型
MOSトランジスタ43を含み、外部端子42に外部か
ら入力される制御信号Venの論理様態によって入力信
号の伝達経路が形成されるようになっている。
【0021】制御信号Venがローレベルの場合、MO
Sトランジスタ43,45がオンされ、外部入力端子4
1から入力された信号が、CMOSバッファ25に伝達
可能とされる。この状態では、CMOSインタフェース
が有効とされ、入力信号Vinが、CMOSバッファ2
5、インバータ30、ノアゲート32を介して後段回路
へ伝達される。また、このとき、MOSトランジスタ1
8がオフ状態とされ、レベルシフタ11A、センスアン
プ回路11Bへの電源供給経路が遮断されるので、この
レベルシフタ11A、センスアンプ回路11Bは、非動
作状態とされる。
【0022】一方、制御信号Venがハイレベルの場合
には、MOSトランジスタ18がオンされることによっ
て、上記レベルシフタ11A、センスアンプ11Bに通
電されるので、それらが動作可能状態とされる。その場
合、ECLインタフェースが有効とされ、入力信号Vi
nが、レベルシフタ11A、センスアンプ11B、さら
にはノアゲート32を介して後段回路に伝達される。ま
た、この場合には、MOSトランジスタ43,45が共
にオフ状態とされるので、上記外部入力端子41から入
力された信号が上記CMOSバッファ25に伝達される
ことはない。しかも、このとき、nチャンネル型MOS
トランジスタ26がオンされるので、CMOSバッファ
25の入力端子が低電位側電源Vssレベルとされるこ
とによって、論理レベルの不確定状態が排除される。
【0023】このように上記実施例によれば、選択回路
40や、nチャンネル型MOSトランジスタ18,26
を含んで成る制御手段を有することにより、外部制御端
子42の論理状態によって、ECLレベル対応のECL
インタフェースを有効とするか、CMOSレベル対応の
CMOSインタフェースを有効とするかを、容易に切換
えることができるので、例えば、CMOSインタフェー
スを有効とすることによって、LSIテスト用の従来の
テスタをそのまま外部入力端子41に結合し、LSI動
作試験を行うことができる。また、その場合において、
ECLバッファ11への電源供給経路が遮断され、当該
回路の動作が停止されるので、定常電流を阻止すること
ができる。
【0024】図2には、上記バッファ回路の他の構成例
が示される。
【0025】図2において、レベルシフタ11Aは次の
ように構成される。
【0026】外部入力端子41からの入力信号が入力さ
れるpチャンネル型MOSトランジスタ62は、pチャ
ンネル型MOSトランジスタ61を介して高電位側電源
Vddに、また、nチャンネル型MOSトランジスタ6
4を介して低電位側電源Vssに結合される。基準レベ
ルVrefが入力されるpチャンネル型MOSトランジ
スタ63は、pチャンネル型MOSトランジスタ61を
介して高電位側電源Vddに結合され、また、nチャン
ネル型MOSトランジスタ65を介して低電位側電源V
ssに結合される。
【0027】上記レベルシフタ11Aの後段に配置され
るセンスアンプ11Bは次のように構成される。pチャ
ンネル型MOSトランジスタ68nチャンネル型MOS
トランジスタ71とが直列接続され、この直列接続箇所
が、センスアンプ11Bの出力端子とされ、それが後段
のCMOSバッファ25に結合される。pチャンネル型
MOSトランジスタ69とpチャンネル型MOSトラン
ジスタ70とが並列接続され、それにnチャンネル型M
OSトランジスタ72が直列接続される。また、nチャ
ンネル型MOSトランジスタ71,72は、nチャンネ
ル型MOSトランジスタ73を介して低電位側電源Vs
sに結合される。外部制御端子42から入力される制御
信号Venは、上記レベルシフタ11Aの電源スイッチ
として機能するpチャンネル型MOSトランジスタ6
1、入力信号Vinの伝達経路を断続するためのスイッ
チとして機能するnチャンネル型MOSトランジスタ6
6、さらには、インバータ67を介してpチャンネル型
MOSトランジスタ70及びnチャンネル型MOSトラ
ンジスタ73に伝達される。
【0028】制御信号Venがローレベルの場合には、
pチャンネル型MOSトランジスタ61、及びnチャン
ネル型MOSトランジスタ73がオンされることによっ
て、レベルシフタ11A、センスアンプ11Bに通電さ
れるので、それらが動作可能状態とされ、ECLインタ
フェースが有効とされる。
【0029】そに対して、制御信号Venがハイレベル
の場合には、pチャンネル型MOSトランジスタ61、
及びnチャンネル型MOSトランジスタ73がオフされ
ることによって、レベルシフタ11A、センスアンプ1
1Bへの電源供給が遮断されるので、それらが非動作状
態とされる。このとき、nチャンネル型MOSトランジ
スタ66がオンされるので、入力信号Vinがこのnチ
ャンネル型MOSトランジスタ66を介してCMOSバ
ッファ25に伝達され、CMOSインタフェースが有効
とされる。
【0030】このように本実施例においては、pチャン
ネル型MOSトランジスタ61、及びnチャンネル型M
OSトランジスタ66,73を含んで成る制御手段を備
え、制御信号Venを取込む外部制御端子の論理状態に
より、ECLインタフェースとCMOSインタフェース
とを択一的に切換えることができるので、上記実施例の
場合と同様の効果を得ることができるとともに、図1の
構成と比較して明らかなように、構成素子数が少なくて
済む。
【0031】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
【0032】例えば、図1、及び図2において、基準レ
ベルVrefに代えて、相補レベルの一方の入力信号を
与えるようにしてもよい。すなわち、入力信号が相補レ
ベルで与えられる場合には、nチャンネル型MOSトラ
ンジスタ15、及びpチャンネル型MOSトランジスタ
63のゲート電極を、信号入力に使用することができ
る。
【0033】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるDRA
Mに適用した場合について説明したが、本発明はそれに
限定されるものではなく、各種半導体記憶装置や、それ
を内蔵するようなマイクロコンピュータなどのデータ処
理装置、さらには各種半導体集積回路に広く適用するこ
とができる。
【0034】本発明は、少なくとも、入力信号を取込む
ことを条件に適用することができる。
【0035】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0036】すなわち、所定の外部端子に与えられる論
理レベルに呼応してインタフェース切換えが可能とされ
るので、異なる入力信号レベルに対応可能な入力回路、
及びそれを備えた半導体集積回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である入力回路の構成回路図
である。
【図2】本発明の他の実施例である入力回路の構成回路
図である。
【図3】上記入力回路を含むDRAMの全体的な構成ブ
ロック図である。
【符号の説明】 11 ECLバッファ 11A レベルシフタ 11B センスアンプ 25 CMOSバッファ 40 選択回路 41 外部入力端子 42 外部制御端子

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部入力端子と、 外部制御端子と、 第1入力信号レベルに対応し、MOSトランジスタによ
    り構成され、差動入力回路を含む第1インタフェース
    と、 上記第1入力信号レベルとは異なる第2入力信号レベル
    に対応し、MOSトランジスタにより構成された第2イ
    ンタフェースと、 上記外部制御端子に与えられる論理レベルに呼応して、
    上記外部入力端子からの入力を上記第1インタフェース
    と上記第2インタフェースとの間で切り換え制御を行う
    制御回路と、 上記第1インタフェースと電源電位との間に設けられた
    MOSトランジスタとを有し、 上記第1インタフェースと上記電源電位との間に設けら
    れた上記MOSトランジスタは、上記制御回路が上記第
    1インタフェースを選択した状態でオン状態に制御さ
    れ、上記制御回路が上記第2インタフェースを選択した
    状態でオフ状態に制御され、 動作試験においては、上記制御回路は上記第2インタフ
    ェースを選択した状態として、上記第1インタフェース
    と上記電源電位との間に設けられた上記MOSトランジ
    スタはオフ状態に制御される半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記動作試験はスタンバイ電流テストである半導体集積
    回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 上記第1入力信号レベルはECLレベルであって、上記
    第2入力信号レベルはCMOSレベルである半導体集積
    回路。
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DE50210601D1 (de) * 2002-12-18 2007-09-13 Alcatel Lucent Ein Konverter von ECL nach CMOS für ein digitales Netzwerk
JP2014230115A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. 半導体装置

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