JP3255847B2 - 低電力形の駆動回路 - Google Patents
低電力形の駆動回路Info
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Description
関し、特に、昇圧電圧を使用する半導体メモリ装置で信
号を駆動する駆動回路に関する。
速化のために電源電圧VCCを昇圧して得る高電圧の昇
圧電圧VPPを使用している。即ち、半導体メモリ装置
では、多数のメモリセルの電流を増加させるために、或
いはメモリセルのアクセストランジスタのしきい値電圧
VTによる電圧降下を補償するために、VCC+VTほ
どの昇圧電圧VPPを使用するようになっている。
ブートストラップ(Bootstrap) 回路が使用される。この
場合、昇圧電圧VPPにより消費される電流がブートス
トラップ方式により補充され、これにより一定の昇圧電
圧VPPが得られる。この方式によれば、昇圧電圧VP
Pから消費される電流が多くなればなるほど、ブートス
トラップ方式により補充される電流量が多くなる。これ
は、ブートストラップ回路のチャージポンプキャパシタ
ンスの増加を要するので、ブートストラップ回路のサイ
ズ増大を招く。
による昇圧電圧VPPを使用して信号を駆動する駆動回
路を示す。入力信号バーφK1〜バーφK16は、アク
ティブ状態で昇圧電圧VPPレベルになり、その相補信
号φK1〜φK16は、アクティブ状態で電源電圧VC
Cレベルになる。各PMOSトランジスタT1〜T16
は、それぞれ入力信号バーφK1〜バーφK16をゲー
トに入力し、その各ソースに昇圧電圧VPPを印加し、
そして各ドレインをそれぞれ出力ノードN1〜N16へ
接続してある。各NMOSトランジスタT17〜T32
は、相補信号φK1〜φK16をゲートに入力し、その
各ソースを接地電圧VSSへ接地し、そして各ドレイン
をそれぞれ出力ノードN1〜N16に接続してある。即
ち、PMOSトランジスタT1〜T16及びNMOSト
ランジスタT17〜T32は、昇圧電圧VPPと接地電
圧VSSとの間に直列接続して設けてあり、PMOSト
ランジスタT1〜T16のドレインとNMOSトランジ
スタT17〜T32のドレインとの接続ノードが出力ノ
ードN1〜N16になっている。
ン制御信号S1〜S16は、入力信号バーφK1〜バー
φK16及び相補信号φK1〜φK16に従って0Vか
ら昇圧電圧VPPまでスイングし、例えば、論理“ロ
ウ”レベルのワードライン制御信号が選択ワードライン
へ、論理“ハイ”レベルのワードライン制御信号が非選
択ワードラインへそれぞれ印加される。ワードライン制
御信号S16が選択であれば該ワードライン制御信号S
16は論理“ロウ”レベルを維持し、非選択ワードライ
ンに該当のワードライン制御信号S1〜S15は、論理
“ロウ”から論理“ハイ”レベルへ遷移する。
御信号のタイミングを示した波形図である。ワードライ
ン制御信号S16が選択の場合、入力信号φK1〜φK
15は、電源電圧VCCレベルの“ハイ”レベルから論
理“ロウ”へ遷移する。これによりNMOSトランジス
タT17〜T31が非導通状態になる。一方、入力信号
バーφK1〜バーφK15は昇圧電圧VPPの“ハイ”
レベルから論理“ロウ”へ遷移する。これによりPMO
SトランジスタT1〜T15が導通状態になる。従っ
て、ワードライン制御信号S1〜S15は、論理“ロ
ウ”レベルから昇圧電圧VPPレベルへ遷移する。
のに必要なキャパシタンスがC1、ワードライン制御信
号S1のスイング幅がΔVPP、昇圧電圧VPPからワ
ードライン制御信号S1へ供給されるチャージ量がQ1
とすると、Q1=C1×ΔVPPの関係が成り立つ。従
って、チャージされるワードライン制御信号SiがN個
(i=1,2,3,…,N)である場合、総チャージ量
は、Qtot=Q1×N=(C1×ΔVPP)×Nにな
る。昇圧電圧VPPのポンプキャパシタンスは、このよ
うな総チャージ量Qtotを補充できるものでなければ
ならない。
鑑みて本発明の目的は、総チャージ量を減少させて昇圧
電圧のポンプキャパシタンスを抑制可能にし、消費電力
を抑えられるような駆動回路を提供することにある。
では、入力信号に従い動作し、電源電圧の昇圧で得た昇
圧電圧を使用してワードライン制御信号を出力端から発
生するメモリ装置の駆動回路において、入力信号の切り
換わり時に、出力端を接地レベルと出力信号のハイレベ
ルとの間の電圧にプリチャージすることを特徴とする。
特に最適には、電源電圧を用いて出力端をプリチャージ
することを特徴とする。その具体的態様として本発明で
は、制御端子に入力信号を受けて動作し、一方の端子に
昇圧電圧が印加されるとともに他方の端子が出力端に接
続された第1トランジスタと、入力信号の論理ハイレベ
ルからロウレベルへの切り換わり時に昇圧前の電源電圧
を出力し且つこれ以外のときには出力端のロウレベルの
電圧を出力するプリチャージ手段と、制御端子に入力信
号を受けて第1トランジスタに対し相補動作し、一方の
端子が出力端に接続されるとともに他方の端子にプリチ
ャージ手段の出力電圧が印加される第2トランジスタ
と、からなる駆動回路を提供する。このようなプリチャ
ージ手段は、インバータにより構成することができる。
付図面を参照して詳細に説明する。なお、共通部分には
同じ符号を使用している。
MOSトランジスタT1〜T16とNMOSトランジス
タT17〜T32は従来同様に直列接続されている。具
体的には、PMOSトランジスタT1〜T16は、各ソ
ースに昇圧電圧VPPを印加し、各ドレインを出力ノー
ドN1〜N16に接続し、そして各ゲートに入力信号バ
ーφK1〜バーφK16をそれぞれ入力している。NM
OSトランジスタT17〜T32は、各ドレインを出力
ノードN1〜N16に接続し、各ソースを共通ノードA
に接続し、各ゲートに入力信号バーφK1〜バーφK1
6をそれぞれ入力している。ワードライン制御信号S1
〜S16は、各出力ノードN1〜N16から出力され
る。
がインバータG1で駆動されて印加される。このインバ
ータG1を各トランジスタT1〜T16,T17〜T3
2の組ごとにそれぞれ設けるようにすることも可能であ
る。チャージ信号バーφCは、例えばアドレスストロー
ブ信号等を用いることにより簡単に発生できる。
ン制御信号のタイミングを説明する信号波形図を示して
ある。一例として、ワードライン制御信号S16が選択
対象であるものとして図示してある。
入力信号バーφK1〜バーφK16の切り換わり時にお
いて論理“ハイ”から論理“ロウ”レベルへ遷移し、こ
れに従うインバータG1による駆動で、共通ノードAの
電圧が電源電圧VCCレベルとなる。この共通ノードA
が電源電圧VCCにチャージされることにより、出力ノ
ードN1〜N16の電圧は、ワードライン駆動前にVC
Cへプリチャージされる。即ち、入力信号バーφK1〜
バーφK16は論理“ハイ”時にVPPレベルをもつの
で、共通ノードAのプリチャージ電圧VCCはNMOS
トランジスタT17〜T32を通ってそのまま伝達可能
である。この結果、全ワードライン制御信号S1〜S1
6が、駆動前に一旦VCCレベルまで上昇する。
6が切り換わってからチャージ信号バーφCが論理“ロ
ウ”から論理“ハイ”レベルへ復帰すると、ワードライ
ン制御信号S1〜S15は、論理“ロウ”レベルの入力
信号バーφK1〜バーφK15に従って昇圧電圧VPP
レベルへ遷移し、一方、ワードライン制御信号S16
は、論理“ハイ”レベルの入力信号バーφK16により
接地レベルの0Vへ遷移する。このとき、PMOSトラ
ンジスタT1〜T16のソースから印加される昇圧電圧
VPPの総供給電荷量Qtotは、C1×(VPP−V
CC)×Nですむ。つまり、昇圧電圧VPPとプリチャ
ージレベルVCCとの差分だけを補充すればよい。その
結果、例えばEEPROM等のプログラム動作(書込)
でワードライン制御信号S1〜S16を昇圧電圧VPP
に昇圧するときの昇圧回路の負荷を大きく減少させられ
る。
ング幅がVCCレベルのものでもよく、この場合のプリ
チャージレベルはVCC−VTとなるが、これでも十分
な効果を得られる。
発生するためのチャージポンプキャパシタンスを減少さ
せることが可能で、消費電力を大きく抑制できる。
タ) T17〜T32 NMOSトランジスタ(第2トランジ
スタ) G1 インバータ バーφC チャージ信号
Claims (4)
- 【請求項1】 入力信号に従い動作し、電源電圧の昇圧
で得た昇圧電圧を使用してワードライン制御信号を出力
端から発生するメモリ装置の駆動回路において、制御端
子に前記入力信号を受けて動作し、一方の端子に前記昇
圧電圧が印加されるとともに他方の端子が前記出力端に
接続された第1トランジスタと、前記入力信号の論理ハ
イレベルからロウレベルへの切り換わり時に昇圧前の前
記電源電圧を出力し且つこれ以外のときには前記出力端
のロウレベルの電圧を出力するプリチャージ手段と、制
御端子に前記入力信号を受けて前記第1トランジスタに
対し相補動作し、一方の端子が前記出力端に接続される
とともに他方の端子に前記プリチャージ手段の出力電圧
が印加される第2トランジスタと、からなることを特徴
とする駆動回路。 - 【請求項2】 プリチャージ手段をインバータとした請
求項1記載の駆動回路。 - 【請求項3】 複数の駆動回路の各第2トランジスタを
各出力端と1つの共通ノードとの間に設け、1つのプリ
チャージ手段の出力電圧を前記共通ノードへ提供する請
求項2記載の駆動回路。 - 【請求項4】 入力信号が昇圧電圧レベルのスイング幅
をもつ請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動回路。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5663920A (en) | 1997-09-02 |
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