JP3462952B2 - 中間電位発生回路 - Google Patents

中間電位発生回路

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JP3462952B2 JP05154396A JP5154396A JP3462952B2 JP 3462952 B2 JP3462952 B2 JP 3462952B2 JP 05154396 A JP05154396 A JP 05154396A JP 5154396 A JP5154396 A JP 5154396A JP 3462952 B2 JP3462952 B2 JP 3462952B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は中間電位発生回路
に関し、特に、第1の電位とその第1の電位よりも低い
第2の電位との間の中間電位を生成し出力端子に出力す
る中間電位発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ダイナミックランダムアクセ
スメモリ(以下、DRAMと称す)には電源電位Vcc
と接地電位GNDの間の中間電位Vcc/2を生成する
ための中間電位発生回路が設けられている。中間電位発
生回路で生成された中間電位Vcc/2は、ビット線の
プリチャージ電位およびセルプレート電位として用いら
れる。
【0003】図3は従来の中間電位発生回路の構成を示
す回路図である。図3を参照して、この中間電位発生回
路は、2つの基準電位発生回路31,36とドライブ回
路41とを備える。
【0004】一方の基準電位発生回路31は、電源電位
Vccのライン(以下、電源ラインと称す)20と接地
電位GNDのライン(以下、接地ラインと称す)21と
の間に直列接続された抵抗素子32、NチャネルMOS
トランジスタ33,34および抵抗素子35を含む。N
チャネルMOSトランジスタ33,34の各々はダイオ
ード接続されている。すなわち、NチャネルMOSトラ
ンジスタ33,34のゲートは、それぞれ各々のドレイ
ンに接続されている。抵抗素子32と35は同じ抵抗値
を有し、NチャネルMOSトランジスタ33と34は同
じしきい値電圧Vthnを有する。したがって、Nチャ
ネルMOSトランジスタ33と34の間の中間ノードN
33は中間電位Vcc/2となり、抵抗素子32とNチ
ャネルMOSトランジスタ33の間の出力ノードN32
は第1の基準電位Vcc/2+Vthnとなる。
【0005】他方の基準電位発生回路36は、電源ライ
ン20と接地ライン21の間に直列接続された抵抗素子
37、PチャネルMOSトランジスタ38,39および
抵抗素子40を含む。PチャネルMOSトランジスタ3
8,39の各々もダイオード接続されていて、Pチャネ
ルMOSトランジスタ38,39のゲートは、それぞれ
各々のドレインに接続されている。抵抗素子37と40
は同じ抵抗値を有し、PチャネルMOSトランジスタ3
8と39は同じしきい値電圧Vthpを有する。したが
って、PチャネルMOSトランジスタ38と39の間の
中間ノードN38は中間電位Vcc/2となり、Pチャ
ネルMOSトランジスタ39と抵抗素子40の間の出力
ノードN39は第2の基準電位Vcc/2−Vthpと
なる。
【0006】ドライブ回路41は、電源ライン20と接
地ライン21の間に直列接続されたNチャネルMOSト
ランジスタ42およびPチャネルMOSトランジスタ4
3を含む。NチャネルMOSトランジスタ42のゲート
は基準電位発生回路31の出力ノードN32に接続さ
れ、PチャネルMOSトランジスタ43のゲートは基準
電位発生回路36の出力ノードN39に接続される。M
OSトランジスタ42と43の間のノードN42が中間
電位発生回路の出力ノードとなる。
【0007】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路31の出力電位Vcc/
2+Vthnがドライブ回路41のNチャネルMOSト
ランジスタ42のゲートに与えられ、基準電位発生回路
36の出力電位Vcc/2−Vthpがドライブ回路4
1のPチャネルMOSトランジスタ43のゲートに与え
られる。
【0008】出力ノードN42の電位Voutが中間電
位Vcc/2よりも低くなった場合は、NチャネルMO
Sトランジスタ42が導通して出力ノードN42が充電
される。このとき、NチャネルMOSトランジスタ42
のゲートがVcc/2+Vthnになっているため、N
チャネルMOSトランジスタ42のソースである出力ノ
ードN42は中間電位Vcc/2までしか充電されな
い。
【0009】また、出力ノードN42の電位Voutが
中間電位Vcc/2よりも高くなった場合は、Pチャネ
ルMOSトランジスタ43が導通して出力ノードN42
が放電される。このとき、PチャネルMOSトランジス
タ43のゲートがVcc/2−Vthpになっているた
め、PチャネルMOSトランジスタ43のソースである
出力ノードN41は中間電位Vcc/2までしか放電さ
れない。したがって、中間電位発生回路の出力ノードN
42の電位Voutは中間電位Vcc/2に保持され
る。
【0010】図4は従来の他の中間電位発生回路の構成
を示す回路図である。図4を参照して、この中間電位発
生回路は、2つの基準電位発生回路51,56およびド
ライブ回路61を備える。
【0011】一方の基準電位発生回路51は、電源ライ
ン20と接地ライン21の間に直列接続されたPチャネ
ルMOSトランジスタ52、NチャネルMOSトランジ
スタ53、PチャネルMOSトランジスタ54およびN
チャネルMOSトランジスタ55を含む。NチャネルM
OSトランジスタ53,55の各々はダイオード接続さ
れている。PチャネルMOSトランジスタ52,54の
ゲートは、それぞれNチャネルMOSトランジスタ5
3,55のソースに接続されている。PチャネルMOS
トランジスタ52,54のゲートは、それぞれNチャネ
ルMOSトランジスタ53,55を越えて低電位のノー
ドに接続されているため、PチャネルMOSトランジス
タ52,54の各々は抵抗素子として動作する。Pチャ
ネルMOSトランジスタ52と54は同じサイズであ
り、NチャネルMOSトランジスタ53と55は同じし
きい値電圧Vthnを有する。したがって、Nチャネル
MOSトランジスタ53とPチャネルMOSトランジス
タ54の間の中間ノードN53は中間電位Vcc/2と
なり、PチャネルMOSトランジスタ52とNチャネル
MOSトランジスタ53の間の出力ノードN52は第1
の基準電位Vcc/2+Vthnとなる。
【0012】他方の基準電位発生回路56は、電源ライ
ン20と接地ライン21の間に直列接続されたPチャネ
ルMOSトランジスタ57、NチャネルMOSトランジ
スタ58、PチャネルMOSトランジスタ59およびN
チャネルMOSトランジスタ60を含む。PチャネルM
OSトランジスタ57,59の各々はダイオード接続さ
れている。NチャネルMOSトランジスタ58,60の
ゲートは、それぞれPチャネルMOSトランジスタ5
7,59のソースに接続されている。NチャネルMOS
トランジスタ58,60のゲートはそれぞれPチャネル
MOSトランジスタ57,59を越えて高電位のノード
に接続されているため、NチャネルMOSトランジスタ
58,60の各々は抵抗素子として動作する。Nチャネ
ルMOSトランジスタ58,60は同じサイズであり、
PチャネルMOSトランジスタ57と60は同じしきい
値電圧Vthpを有する。したがって、NチャネルMO
Sトランジスタ58とPチャネルMOSトランジスタ5
9の間の中間ノードN58は中間電位Vcc/2とな
り、PチャネルMOSトランジスタ59とNチャネルM
OSトランジスタ60の間の出力ノードN59は第2の
基準電位Vcc/2−Vthpとなる。
【0013】ドライブ回路61は、電源ライン20と接
地ライン21の間に直列接続されたNチャネルMOSト
ランジスタ62およびPチャネルMOSトランジスタ6
3を含む。NチャネルMOSトランジスタ62のゲート
は基準電位発生回路51の出力ノードN52に接続さ
れ、PチャネルMOSトランジスタ63のゲートは基準
電位発生回路56の出力ノードN59に接続される。M
OSトランジスタ62と63の間のノードN62が中間
電位発生回路の出力ノードとなる。
【0014】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路51の出力電位Vcc/
2+Vthnがドライブ回路61のNチャネルMOSト
ランジスタ62のゲートに与えられ、基準電位発生回路
56の出力電位Vcc/2−Vthpがドライブ回路6
1のPチャネルMOSトランジスタ63のゲートに与え
られる。
【0015】出力ノードN62の電位Voutが中間電
位Vcc/2よりも低くなった場合は、NチャネルMO
Sトランジスタ62が導通し出力ノードN42が中間電
位Vcc/2まで充電される。出力ノードN62の電位
Voutが中間電位Vcc/2よりも高くなった場合
は、PチャネルMOSトランジスタ63が導通し出力ノ
ードN62が中間電位Vcc/2まで放電される。した
がって、中間電位発生回路の出力ノードN62の電位V
outは中間電位Vcc/2に保持される。
【0016】図5は従来のさらに他の中間電位発生回路
の構成を示す回路図である。図5を参照して、この中間
電位発生回路が図4の中間電位発生回路と異なる点は、
ドライブ回路61がドライブ回路70で置換されている
点である。
【0017】ドライブ回路70は、電源ライン20と接
地ライン21の間に直列接続されたPチャネルMOSト
ランジスタ71、NチャネルMOSトランジスタ72、
PチャネルMOSトランジスタ73およびNチャネルM
OSトランジスタ74と、電源ライン20と接地ライン
21の間に直列接続されたPチャネルMOSトランジス
タ75およびNチャネルMOSトランジスタ76とを含
む。NチャネルMOSトランジスタ72のゲートは基準
電位発生回路51の出力ノードN52に接続され、Pチ
ャネルMOSトランジスタ73のゲートは基準電位発生
回路56の出力ノードN59に接続される。MOSトラ
ンジスタ72と73の間のノードN72がこの中間電位
発生回路の出力ノードとなる。ノードN72はMOSト
ランジスタ75と76のドレインに接続される。
【0018】PチャネルMOSトランジスタ71と75
のゲートは、ともにPチャネルMOSトランジスタ71
のドレインに接続され、PチャネルMOSトランジスタ
71と75はカレントミラー回路を構成している。Nチ
ャネルMOSトランジスタ74と76のゲートは、とも
にNチャネルMOSトランジスタ74のドレインに接続
され、NチャネルMOSトランジスタ74と76はカレ
ントミラー回路を構成している。
【0019】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路51の出力電位Vcc/
2+Vthnがドライブ回路74のNチャネルMOSト
ランジスタ72のゲートに与えられ、基準電位発生回路
56の出力電位Vcc/2−Vthpがドライブ回路7
4のPチャネルMOSトランジスタ73のゲートに与え
られる。
【0020】出力ノードN72の電位Voutが中間電
位Vcc/2よりも低くなった場合は、NチャネルMO
Sトランジスタ72が導通し、電源ライン20からMO
Sトランジスタ71,72を介して出力ノードN72に
電流が流入する。このとき、PチャネルMOSトランジ
スタ71と75はカレントミラー回路を構成しているの
で、PチャネルMOSトランジスタ71を流れる電流の
値に応じた値の電流が電源ライン20からPチャネルM
OSトランジスタ75を介して出力ノードN72に流入
する。したがって、出力ノードN72の電位Voutは
瞬時に中間電位Vcc/2となる。
【0021】逆に、出力ノードN72の電位Voutが
中間電位Vcc/2よりも高くなった場合は、Pチャネ
ルMOSトランジスタ73が導通し、出力ノードN72
からMOSトランジスタ73,74を介して接地ライン
21に電流が流出する。このとき、NチャネルMOSト
ランジスタ74と76はカレントミラー回路を構成して
いるので、NチャネルMOSトランジスタ74を流れる
電流の値に応じた値の電流が出力ノードN72からNチ
ャネルMOSトランジスタ76を介して接地ライン21
に流出する。したがって、出力ノードN72の電位Vo
utは瞬時に中間電位Vcc/2となる。したがって、
中間電位発生回路の出力ノードN72の電位Voutは
中間電位Vcc/2に保持される。
【0022】図6は従来のさらに他の中間電位発生回路
の構成を示す回路図である。図6を参照して、この中間
電位発生回路が図3の中間電位発生回路と異なる点は、
基準電位発生回路36が除去されている点と、ドライブ
回路41がドライブ回路81で置換されている点であ
る。
【0023】ドライブ回路81は、電源ライン20と接
地ライン21の間に直列接続された2つのNチャネルM
OSトランジスタ82,83を含む。NチャネルMOS
トランジスタ82のゲートは基準電位発生回路31の出
力ノードN32に接続され、NチャネルMOSトランジ
スタ83のゲートは電源ライン20に接続される。Nチ
ャネルMOSトランジスタ82と83の間のノードN8
2が中間電位発生回路の出力ノードとなる。
【0024】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路31の出力電位Vcc/
2+Vthnがドライブ回路81のNチャネルMOSト
ランジスタ82のゲートに与えられる。出力ノードN8
2の電位Voutが中間電位Vcc/2よりも低くなっ
た場合は、NチャネルMOSトランジスタ82が導通
し、電源ライン20からNチャネルMOSトランジスタ
82を介して出力ノードN82に充電電流I82が流入
する。このとき、NチャネルMOSトランジスタ82の
ゲートはVcc/2+Vthnになっているため、Nチ
ャネルMOSトランジスタ82のソースである出力ノー
ドN82は中間電位Vcc/2までしか充電されない。
【0025】一方、出力ノードN82からNチャネルM
OSトランジスタ83を介して接地ライン21に放電電
流I83が常時流出するので、出力ノードN82の電位
Voutは低下する傾向にある。この放電電流I83と
充電電流I82のバランスにより、出力ノードN82の
電位Voutは中間電位Vcc/2に保持される。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3〜図5の
中間電位発生回路は、ダイオード接続されたNチャネル
MOSトランジスタ33,34;53,55を含む基準
電位発生回路31,51と、ダイオード接続されたPチ
ャネルMOSトランジスタ38,39;57,59を含
む基準電位発生回路36,56の両方を備えていたの
で、Vcc>2Vthn+2RIおよびVcc>2Vt
hp+2RI(ただし、Rは基準電位発生回路の抵抗素
子の抵抗値、Iは基準電位発生回路を流れる電流値であ
る)の条件を満たさないと正常に動作しなかった。
【0027】一方、近年のDRAMでは電源電圧Vcc
の低減化が進められており、上記条件を満たすためには
MOSトランジスタのしきい値電圧Vthn,Vthp
の低減化が必須になってくる。
【0028】しかし、現状のプロセス技術では、Nチャ
ネルMOSトランジスタに比べてPチャネルMOSトラ
ンジスタのほうが耐圧特性が悪く、PチャネルMOSト
ランジスタのしきい値電圧VthpをNチャネルMOS
トランジスタのしきい値Vthnと同程度にまで小さく
することはできない。このため、図3〜図5の中間電位
発生回路では、PチャネルMOSトランジスタのしきい
値電圧Vthpによって電源電圧Vccの下限が決まっ
ていた。
【0029】また、図6の中間電位発生回路は、ダイオ
ード接続されたNチャネルMOSトランジスタ33,3
4を含む基準電位発生回路31のみを備えているので、
Vcc>2Vthn+2RIの条件のみを満たせばよ
い。したがって、Vthnよりも大きなVthpで電源
電圧Vccの下限が決まっていた図3〜図5の中間電位
発生回路に比べ、電源電圧Vccの低減化を図ることが
できる。
【0030】しかし、充電電流I82と常時流れる放電
電流I83とのバランスを取るのが容易でなかった。こ
のバランスを取るためには、電源電圧Vcc、温度、デ
バイス特性などの種々の要因を考慮して回路を設計する
必要があり、回路設計が困難であった。
【0031】それゆえに、この発明の主たる目的は、低
電源電圧でも安定に動作し、かつ回路設計が容易な中間
電位発生回路を提供することである。
【0032】
【課題を解決するための手段】この発明に係る中間電位
発生回路は、第1の電位とその第1の電位よりも低い第
2の電位との間の中間電位を生成し出力端子に出力する
中間電位発生回路であって、基準電位発生手段、充電手
段、および放電手段を備える。基準電位発生手段は、第
1の電位のラインと第2の電位のラインとの間に直列接
続された第1の抵抗手段、第1のダイオード手段、第2
の抵抗手段および第2のダイオード手段を含み、第1の
抵抗手段および第1のダイオード手段の間の出力ノード
から中間電位よりも第1のダイオード手段のしきい値電
圧だけ高い基準電位を出力する。充電手段は、その第1
の電極が第1の電位を受け、その第2の電極が出力端子
に接続され、その入力電極が基準電位発生手段の出力ノ
ードに接続された第1のトランジスタを含み、出力端子
を中間電位に充電する。放電手段は、出力端子と第2の
電位のラインとの間に直列接続された第3の抵抗手段お
よび第3のダイオード手段を含み、出力端子から第2の
電位のラインに予め定められた放電電流を流出させる。
【0033】この中間電位発生回路では、1組の基準電
位発生手段が1つの基準電位を生成し、充電手段がその
基準電位に基づいて出力端子を中間電位に充電し、放電
手段が予め定められた放電電流を出力端子から流出させ
る。したがって、充電電流と放電電流のバランスを取る
ことにより、出力端子を中間電位に保持できる。また、
基準電位発生手段が1組だけ設けられるので、基準電位
発生手段のダイオード手段をNチャネルMOSトランジ
スタで構成することにより、電源電圧の低減化が可能と
なる。また、基準電位発生手段が1組だけ設けられるの
で、基準電位発生手段が2組設けられていた従来に比
べ、レイアウト面積が小さくて済む。しかも、基準電位
発生手段の中間電位のノードと第2の電位のラインとの
間の構成と、放電手段の出力ノードと第2の電位のライ
ンとの間の構成とを同様の構成にしたので、両者に同じ
電流が流れるようにすれば出力ノードを中間電位にする
ことができ、回路設計を容易に行なうことができる。
【0034】また好ましくは、充電手段の第1のトラン
ジスタは第1の導電形式であり、基準電位発生手段の第
1の抵抗手段、第1のダイオード手段、第2の抵抗手
段、および第2のダイオード手段は、それぞれ第2の導
電形式の第2のトランジスタ、第1の導電形式の第3の
トランジスタ、第2の導電形式の第4のトランジスタ、
および第1の導電形式の第5のトランジスタで構成され
る。第3および第5のトランジスタの入力電極はそれぞ
れ各々の第1の電極に接続され、第2および第4のトラ
ンジスタの入力電極はそれぞれ第3および第5のトラン
ジスタの第2の電極に接続される。これにより、基準電
位発生手段を容易に構成できる。
【0035】また好ましくは、放電手段の第3の抵抗手
段および第3のダイオード手段は、それぞれ出力端子と
第2の電位のラインとの間に直列接続された第2の導電
形式の第6のトランジスタおよび第1の導電形式の第7
のトランジスタで構成される。第7のトランジスタの入
力電極がその第1の電極に接続され、第6のトランジス
タの入力電極が第7のトランジスタの第2の電極に接続
される。これにより、放電手段を容易に構成できる。
【0036】また好ましくは、充電手段は、その入力電
極および第1の電極が第1のトランジスタの第1の電極
に接続され、その第2の電極が第1の電位のラインに接
続された第2の導電形式の第8のトランジスタ、および
第1の電位のラインと出力端子の間に接続され、その入
力電極が第8のトランジスタの入力電極に接続された第
2の導電形式の第9のトランジスタをさらに含む。第8
および第9のトランジスタは、第8のトランジスタに流
れる電流のM倍の電流を第1の電位のラインから出力端
子に流すためのカレントミラー回路を構成する。この場
合は、出力電位が中間電位よりも低くなった場合でも、
カレントミラー回路の電流増幅作用により大きな充電電
流を流すことができるので、出力電位を中間電位に瞬時
に復帰させることができる。
【0037】また好ましくは、放電手段は、出力端子と
第2の電位のラインとの間に接続され、その入力電極が
第7のトランジスタの入力電極に接続された第1の導電
形式の第10のトランジスタをさらに含む。第7および
第10のトランジスタは、第7のトランジスタに流れる
電流のN倍の電流を出力端子から第2の電位のラインに
流すためのカレントミラー回路を構成する。この場合
は、出力電位が中間電位よりも高くなった場合でも、カ
レントミラー回路の電流増幅作用により大きな放電電流
を流すことができるので、出力電位を中間電位に瞬時に
復帰させることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]図1は、この発明の実施の形態1によ
る中間電位発生回路の構成を示す回路図である。図1を
参照して、この中間電位発生回路は、1つの基準電位発
生回路1とドライブ回路6とを備える。
【0039】基準電位発生回路1は、電源ライン20と
接地ライン21の間に直列接続されたPチャネルMOS
トランジスタ2、NチャネルMOSトランジスタ3、P
チャネルMOSトランジスタ4およびNチャネルMOS
トランジスタ5を含む。NチャネルMOSトランジスタ
3,5の各々はダイオード接続されている。すなわち、
NチャネルMOSトランジスタ3のゲートはそのドレイ
ンに接続され、NチャネルMOSトランジスタ5のゲー
トはそのドレインに接続されている。PチャネルMOS
トランジスタ2,4のゲートは、それぞれNチャネルM
OSトランジスタ3,5のソースに接続される。Pチャ
ネルMOSトランジスタ2,4のゲートは、それぞれN
チャネルMOSトランジスタ3,5を越えて低電位のノ
ードに接続されているため、PチャネルMOSトランジ
スタ2,4の各々は抵抗素子として動作する。Pチャネ
ルMOSトランジスタ2と4は同じサイズであり、Nチ
ャネルMOSトランジスタ3と5は同じサイズであり同
じしきい値電圧Vthnを有する。したがって、Nチャ
ネルMOSトランジスタ3とPチャネルMOSトランジ
スタ4の間の中間ノードN3は中間電位Vcc/2とな
り、PチャネルMOSトランジスタ2とNチャネルMO
Sトランジスタ3の間の出力ノードN2は基準電位Vc
c/2+Vthnとなる。
【0040】ドライブ回路6は、電源ライン20と接地
ライン21の間に直列接続されたNチャネルMOSトラ
ンジスタ7、PチャネルMOSトランジスタ8およびN
チャネルMOSトランジスタ9を含む。NチャネルMO
Sトランジスタ7,9は基準電位発生回路1のNチャネ
ルMOSトランジスタ3,5と同じサイズであり同じし
きい値電圧Vthnを有し、PチャネルMOSトランジ
スタ8は基準電位発生回路1のPチャネルMOSトラン
ジスタ2,4と同じサイズである。
【0041】NチャネルMOSトランジスタ7のゲート
は基準電位発生回路1の出力ノードN2に接続される。
NチャネルMOSトランジスタ9はダイオード接続され
る。すなわち、NチャネルMOSトランジスタ9のゲー
トはそのドレインに接続される。PチャネルMOSトラ
ンジスタ8のゲートは接地ライン21に接続される。P
チャネルMOSトランジスタ8のゲートはNチャネルM
OSトランジスタ9を越えて低電位のノードに接続され
ているため、PチャネルMOSトランジスタ8は抵抗素
子として動作する。MOSトランジスタ7と8の間のノ
ードN7が中間電位発生回路の出力ノードとなる。
【0042】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路1の出力電位Vcc/2
+Vthnがドライブ回路6のNチャネルMOSトラン
ジスタ7のゲートに与えられる。出力ノードN7の電位
Voutが中間電位Vcc/2よりも低くなった場合
は、NチャネルMOSトランジスタ7が導通し、電源ラ
イン20からNチャネルMOSトランジスタ7を介して
出力ノードN7に充電電流I7が流入する。このとき、
NチャネルMOSトランジスタ7のゲートはVcc/2
+Vthnになっているため、NチャネルMOSトラン
ジスタ7のソースである出力ノードN7は中間電位Vc
c/2までしか充電されない。すなわち、出力ノードN
7が中間電位Vcc/2になると、NチャネルMOSト
ランジスタ7が非導通になって、出力ノードN7への充
電電流I7の流入は停止される。
【0043】一方、出力ノードN7からMOSトランジ
スタ8,9を介して接地ライン21に放電電流I9が流
出するので、出力ノードN7の電位Voutは低下する
傾向にある。この放電電流I9と充電電流I7のバラン
スにより、出力ノードN7の電位Voutは中間電位V
cc/2に保持される。
【0044】このとき、NチャネルMOSトランジスタ
3と7は同じサイズであり各々のゲートは互いに接続さ
れているので、NチャネルMOSトランジスタ3に流れ
る電流IとNチャネルMOSトランジスタ7に流れる電
流I7は等しくなる。また、基準電位発生回路1の中間
ノードN3と接地ライン21の間の構成(MOSトラン
ジスタ4,5)と、出力ノードN7と接地ライン21の
間の構成(MOSトランジスタ8,9)とは全く同じで
ある。したがって、通常、出力ノードN7の電位Vou
tは、基準電位発生回路1の中間ノードの電位Vcc/
2に等しくなる。
【0045】また、出力ノードN7の電位Voutが中
間電位Vcc/2よりも高くなった場合は、高くなった
分だけMOSトランジスタ8,9の導通抵抗値が小さく
なるので、放電電流I9が大きくなり出力電位Vout
は中間電位Vcc/2に早急に復帰する。
【0046】この実施の形態の中間電位発生回路では、
PチャネルMOSトランジスタで構成された抵抗素子と
NチャネルMOSトランジスタで構成されたダイオード
とを含む基準電位発生回路1のみが設けられ、Pチャネ
ルMOSトランジスタで構成されたダイオードを含む基
準電位発生回路は設けられていないので、PチャネルM
OSトランジスタのしきい値電圧Vthpは動作条件に
関係せず、NチャネルMOSトランジスタのしきい値電
圧Vthnのみが動作条件に関係する。換言すれば、上
述した条件のうちVcc>2Vthp+2RIを満たす
必要はなく、Vcc>2Vthn+2RIのみを満たせ
ば足りる。したがって、Vthnよりも大きなVthp
で電源電圧Vccの下限が決まっていた従来に比べ、電
源電圧Vccの低減化が可能となる。
【0047】また、基準電位発生回路が1組だけ設けら
れるので、基準電位発生回路が2組設けられていた従来
に比べ、レイアウト面積が小さくて済む。
【0048】また、基準電位発生回路1の中間ノードN
3と接地ライン21の間の構成と、出力ノードN7と接
地ライン21の間の構成とを全く同じにしたので、両者
に同じ電流を流せば出力ノードN7を中間電位Vcc/
2にすることができ、回路設計を容易に行なうことがで
きる。
【0049】[実施の形態2]図2は、この発明の実施
の形態2による中間電位発生回路の構成を示す回路図で
ある。図2を参照して、この中間電位発生回路が図1の
中間電位発生回路と異なる点は、ドライブ回路6がドラ
イブ回路10で置換されている点である。
【0050】ドライブ回路10は、電源ライン20と接
地ライン21の間に直列接続されたPチャネルMOSト
ランジスタ11、NチャネルMOSトランジスタ12、
PチャネルMOSトランジスタ13およびNチャネルM
OSトランジスタ14と、電源ライン20と接地ライン
21の間に直列接続されたPチャネルMOSトランジス
タ15およびNチャネルMOSトランジスタ16とを含
む。NチャネルMOSトランジスタ12のゲートは基準
電位発生回路1の出力ノードN2に接続され、Pチャネ
ルMOSトランジスタ13のゲートは接地ライン21に
接続される。PチャネルMOSトランジスタ13のゲー
トはNチャネルMOSトランジスタ14を越えて低電位
のノードに接続されているので、PチャネルMOSトラ
ンジスタ13は抵抗素子として動作する。MOSトラン
ジスタ12と13の間のノードN12がこの中間電位発
生回路の出力ノードとなる。ノードN12はMOSトラ
ンジスタ15と16のドレインに接続される。
【0051】PチャネルMOSトランジスタ11と15
のゲートは、ともにPチャネルMOSトランジスタ11
のドレインに接続され、PチャネルMOSトランジスタ
11と15はカレントミラー回路を構成している。Nチ
ャネルMOSトランジスタ14と16のゲートは、とも
にNチャネルMOSトランジスタ14のドレインに接続
され、NチャネルMOSトランジスタ14と16はカレ
ントミラー回路を構成している。
【0052】次に、この中間電位発生回路の動作につい
て説明する。基準電位発生回路1の出力電位Vcc/2
+Vthnがドライブ回路10のNチャネルMOSトラ
ンジスタ12のゲートに与えられる。
【0053】出力ノードN12の電位Voutが中間電
位Vcc/2よりも低くなった場合は、NチャネルMO
Sトランジスタ12が導通し、電源ライン20からMO
Sトランジスタ11,12を介して出力ノードN12に
充電電流I11が流入する。このとき、PチャネルMO
Sトランジスタ11と15はカレントミラー回路を構成
しているので、PチャネルMOSトランジスタ11を流
れる電流I11のM倍(MはPチャネルMOSトランジ
スタ11と15で構成されるカレントミラー回路の電流
増幅率であり、正の実数である)の電流I15が電源ラ
イン20からPチャネルMOSトランジスタ15を介し
て出力ノードN12に流入する。したがって、出力ノー
ドN12の電位Voutは瞬時に中間電位Vcc/2と
なる。
【0054】一方、出力ノードN12からMOSトラン
ジスタ13,14を介して接地ライン21に放電電流I
14が流出するとともに、出力ノードN12からNチャ
ネルMOSトランジスタ16を介して接地ライン21に
放電電流I14のN倍(NはPチャネルMOSトランジ
スタ14と16で構成されるカレントミラー回路の電流
増幅率であり、正の実数である)の電流I16が流出す
る。したがって、出力ノードN12の電位Voutは低
下する傾向にある。この放電電流I14およびI16と
充電電流I11およびI15のバランスにより、出力ノ
ードN12の電位Voutが中間電位Vcc/2に保持
される。
【0055】また、出力ノードN12の電位Voutが
中間電位Vcc/2よりも高くなった場合は、高くなっ
た分だけMOSトランジスタ13,14,16の導通抵
抗値が小さくなるので、放電電流I14およびI16が
大きくなり出力電位Voutは瞬時に中間電位Vcc/
2となる。したがって、出力電位Voutは中間電位V
cc/2に保持される。
【0056】この実施の形態の中間電位発生回路では、
実施の形態1と同じ効果が得られる他、実施の形態1に
比べて大きな充放電電流が流れるので、出力電位Vou
tが中間電位Vcc/2からずれた場合でも、出力電位
VoutがVcc/2に瞬時に補正され、出力電位Vo
utの安定性が向上する。
【0057】なお、もしプロセス技術の進歩によりNチ
ャネルMOSトランジスタのしきい値電圧Vthnの低
減化よりもPチャネルMOSトランジスタのしきい値電
圧Vthpの低減化のほうが容易になった場合は、図1
および図2においてMOSトランジスタの導電形式を逆
にし、電源ライン20と接地ライン21を逆にすれば、
同様の効果が得られる。
【0058】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る中間電位
発生回路では、中間電位発生手段が1組だけ設けられる
ので、基準電位発生手段のダイオード手段をNチャネル
MOSトランジスタで構成することにより、電源電圧の
低減化が可能となる。また、基準電位発生手段が2組設
けられていた従来に比べ、レイアウト面積が小さくて済
む。しかも、基準電位発生手段の中間電位のノードと第
2の電位のラインとの間の構成と、放電手段の出力ノー
ドと第2の電位のラインとの間の構成とを同様の構成に
したので、両者に同じ電流が流れるようにすれば出力ノ
ードを中間電位にすることができ、回路設計を容易に行
なうことができる。
【0059】また、基準電位発生手段を第2〜第5のト
ランジスタで構成すれば、基準電位発生手段を容易に構
成できる。
【0060】また、放電手段を第6および第7のトラン
ジスタで構成すれば、放電手段を容易に構成できる。
【0061】また、充電手段に充電電流増幅用のカレン
トミラー回路を設ければ、出力電位が中間電位よりも低
くなった場合でも、出力電位を中間電位に瞬時に復帰さ
せることができる。
【0062】また、放電手段に放電電流増幅用のカレン
トミラー回路を設ければ、出力電位が中間電位よりも高
くなった場合でも、出力電位を中間電位に瞬時に復帰さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による中間電位発生
回路の構成を示す回路図である。
【図2】 この発明の実施の形態2による中間電位発生
回路の構成を示す回路図である。
【図3】 従来の中間電位発生回路の構成を示す回路図
である。
【図4】 従来の他の中間電位発生回路の構成を示す回
路図である。
【図5】 従来のさらに他の中間電位発生回路の構成を
示す回路図である。
【図6】 従来のさらに他の中間電位発生回路の構成を
示す回路図である。
【符号の説明】
1,31,36,51,56 基準電位発生回路、2,
4,8,11,13,15,38,39,43,52,
54,57,59,63 PチャネルMOSトランジス
タ、3,5,7,9,12,14,16,33,34,
42,53,55,58,60,62,72,74,7
6,82,83 NチャネルMOSトランジスタ、6,
10,41,61,70,81 ドライブ回路、20
電源ライン、21 接地ライン、32,35,37,4
0 抵抗素子。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電位と該第1の電位よりも低い第
    2の電位との間の中間電位を生成し出力端子に出力する
    中間電位発生回路であって、 前記第1の電位のラインと前記第2の電位のラインとの
    間に直列接続された第1の抵抗手段、第1のダイオード
    手段、第2の抵抗手段および第2のダイオード手段を含
    み、前記第1の抵抗手段および前記第1のダイオード手
    段の間の出力ノードから前記中間電位よりも前記第1の
    ダイオード手段のしきい値電圧だけ高い基準電位を出力
    する基準電位発生手段、 その第1の電極が前記第1の電位を受け、その第2の電
    極が前記出力端子に接続され、その入力電極が前記基準
    電位発生手段の出力ノードに接続された第1のトランジ
    スタを含み、前記出力端子を前記中間電位に充電するた
    めの充電手段、および 前記出力端子と前記第2の電位のラインとの間に直列接
    続された第3の抵抗手段および第3のダイオード手段を
    含み、前記出力端子から前記第2の電位のラインに予め
    定められた放電電流を流出させるための放電手段を備え
    る、中間電位発生回路。
  2. 【請求項2】 前記充電手段の前記第1のトランジスタ
    は第1の導電形式であり、 前記基準電位発生手段の前記第1の抵抗手段、前記第1
    のダイオード手段、前記第2の抵抗手段、および前記第
    2のダイオード手段は、それぞれ第2の導電形式の第2
    のトランジスタ、第1の導電形式の第3のトランジス
    タ、第2の導電形式の第4のトランジスタ、および第1
    の導電形式の第5のトランジスタであり、 前記第3および第5のトランジスタの入力電極はそれぞ
    れ各々の第1の電極に接続され、前記第2および第4の
    トランジスタの入力電極はそれぞれ前記第3および第5
    のトランジスタの第2の電極に接続されている、請求項
    1に記載の中間電位発生回路。
  3. 【請求項3】 前記放電手段の前記第3の抵抗手段およ
    び前記第3のダイオード手段は、それぞれ前記出力端子
    と前記第2の電位のラインとの間に直列接続された第2
    の導電形式の第6のトランジスタおよび第1の導電形式
    の第7のトランジスタであり、 前記第7のトランジスタの入力電極がその第1の電極に
    接続され、前記第6のトランジスタの入力電極が前記第
    7のトランジスタの第2の電極に接続されている、請求
    項2に記載の中間電位発生回路。
  4. 【請求項4】 前記充電手段は、 その入力電極および第1の電極が前記第1のトランジス
    タの第1の電極に接続され、その第2の電極が前記第1
    の電位のラインに接続された第2の導電形式の第8のト
    ランジスタ、および前記第1の電位のラインと前記出力
    端子の間に接続され、その入力電極が前記第8のトラン
    ジスタの入力電極に接続される第2の導電形式の第9の
    トランジスタをさらに含み、 前記第8および第9のトランジスタは、前記第8のトラ
    ンジスタに流れる電流のM倍(Mは正の実数である)の
    電流を前記第1の電位のラインから前記出力端子に流す
    ためのカレントミラー回路を構成している、請求項2ま
    たは3に記載の中間電位発生回路。
  5. 【請求項5】 前記放電手段は、 前記出力端子と前記第2の電位のラインとの間に接続さ
    れ、その入力電極が前記第7のトランジスタの入力電極
    に接続された第1の導電形式の第10のトランジスタを
    さらに含み、 前記第7および第10のトランジスタは、前記第7のト
    ランジスタに流れる電流のN倍(Nは正の実数である)
    の電流を前記出力端子から前記第2の電位のラインに流
    すためのカレントミラー回路を構成している、請求項3
    または4に記載の中間電位発生回路。
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