JP3763081B2 - 入力バッファ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は例えばメモリに代表される半導体集積回路の入力バッファに関するもので、特にチップ外部から供給される書込エネーブル信号を受け、チップ内部信号として書込駆動信号を供給する書込信号入力バッファに関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体メモリ装置などの半導体集積回路において、回路の集積されたチップ外部から供給されるアドレスやデータ、あるいは所定の制御信号などを入力とし、これを整形してチップ内部の各回路に内部信号として供給するために、各入力ステージについて入力バッファを備えている。特に、書込エネーブル信号のような制御信号を入力とする書込エネーブル信号入力バッファ(ここでは“書込信号入力バッファ”とする)の出力信号は、通常、チップ内部における各回路の駆動のためのマスタクロックとして使用される。この書込信号入力バッファはチップ外部のシステム又はCPUから書込エネーブル信号が出力される間に動作し、それによりマスタクロックとしての書込駆動信号がエネーブルされる。そして、この書込駆動信号により動作制御される各回路(例えばデータ線制御回路など)は、書込駆動信号のエネーブルタイミングによりそのエネーブル時点を制御される。
【0003】
実際に書込駆動信号により動作制御される各回路を設計する際には、書込駆動信号のエネーブル時点を考慮しなければならないため、各回路を適切に設計して実現するのは難しい作業である。その理由を簡単に説明する。チップ外部信号としての書込エネーブル信号が供給される間にのみ書込信号入力バッファは動作するようになっている。この分野で周知のように、システム又はCPUから供給される信号は非常に短いエネーブル期間を有する信号である。そして外部信号の入力によって動作する入力バッファはその外部信号が入力される期間にのみエネーブルされ、これは書込信号入力バッファの場合も同様である。したがって、出力される書込駆動信号のエネーブル期間も非常に短くなり、この短い期間に書込駆動信号により各回路の動作を制御することは、タイミングマージン(timming margin)を考慮すると誤動作が生じるおそれが非常に強く、高集積半導体集積回路においては実質的にほぼ不可能な問題である。
【0004】
これを解決するために、入力バッファの出力側にラッチ部を設けて、書込駆動信号のエネーブル期間を外部信号としての書込エネーブル信号バーWEのエネーブル期間に関係なく長くとるようにした図3に示すような方式が提示された。この図3の回路の構成上の特徴は次のようなものである。チップ外部から書込エネーブル信号バーWEがバーWE端子2に入力されると、ノード14は論理“ハイ”(“1”)にチャージされ、NORゲート16は論理“ロウ”(“0”)の信号を出力する。そして、クロック信号である列エネーブル信号φCが論理“ハイ”で入力されると、NORゲート20は書込駆動信号φWRを論理“ハイ”として出力する。この論理“ハイ”の書込駆動信号φWRは、バーWE端子2に対する外部信号の供給が終わっても、ラッチ経路24の帰還によりNORゲート16の出力が継続して論理“ロウ”とされるので、列エネーブル信号φCに応じる期間維持される。つまり、図3の入力バッファは、チップ外部から供給される書込エネーブル信号バーWEのエネーブル期間より長いエネーブル期間を有する書込駆動信号φWRを出力できる。したがって、より長いエネーブル期間とされた書込駆動信号φWRによりタイミングマージンが大きくなるので、この信号φWRによって制御されるチップ内の各種回路の設計は容易になる。
【0005】
このような図3の入力バッファの動作及び書込駆動信号φWRのエネーブル期間については、図4に示す動作タイミング図において矢示e1〜e5で表している。図4の矢示e5で示したように、書込駆動信号φWRは、論理“ハイ”にエネーブルされた後、書込エネーブル信号バーWEとは関係なく列エネーブル信号φCによりそのエネーブル期間が決定される。
【0006】
しかしながら、このような書込信号入力バッファは次のような問題点を有している。例えばメモリなどの半導体集積回路では、メモリセルに記憶されたデータの読出動作に際してチップ外部にデータを出力するためのデータ出力ステージ回路として、データ出力バッファ及びデータ出力ドライバを設けている。こうしたデータ出力ステージ回路は、この分野で周知のように列アドレスストローブ信号バーCASのエネーブルに同期して動作する。これは、図4の矢示e1、e6、e7、e8のようなタイミングとされる。このとき、データ出力ドライバがON状態となった際に、このデータ出力ドライバを構成しているチャネルサイズの大きなトランジスタのスイッチング動作により、比較的大きな接地電圧雑音(ground noise)が誘起される。接地電圧雑音が発生すると、図3に示すノード8の状態は、書込エネーブル信号バーWEの入力が論理“ハイ”レベルに維持されてもトランジスタ6のゲート・ソース間電圧VGSが減少するため、トリップポイント(trip point)である1/2Vccを超えてしまう。すると、ノード14は図4の矢示e9に示すように論理“ハイ”(点線)になる。論理“ハイ”となったノード14により、図4の矢示e10に示すように書込駆動信号φWRが論理“ハイ”(点線)となり、この信号φWRの論理“ハイ”はラッチ経路24によって帰還されてラッチされ、そのまま継続して論理“ハイ”に維持される。
【0007】
すなわち、データ出力ドライバの動作によって発生した接地電圧雑音により書込駆動信号φWRが不必要にエネーブルされるという結果を生じ、書込エネーブル信号バーWEの入力が無意味となる。このような、図4の矢示e3のように書込駆動信号φWRが外部からの書込エネーブル信号バーWEにより論理“ハイ”にエネーブルされるのではなく、矢示e10のようにチップ内部で発生した(すなわちデータ出力ドライバの動作による)接地電圧雑音により書込駆動信号φWRが不必要に論理“ハイ”として認識される状態は、外部から与えられる書込エネーブル信号バーWEとデータ入力とのタイミングのずれを生じさせてしまい、円滑な読出/書込動作に影響することになる。つまり、このような誤動作を起こすことになると、正常な書込エネーブル信号バーWEが印加されても図3に示すノード14の入力が関係なくなるため、実質的な書込設定期間(図4に示す書込駆動信号φWRが実線のようにエネーブルされる期間)での書込動作というタイミングがずれ、エラーを生じてしまう。
【0008】
実際に図3に示すラッチ経路24のようなラッチ部を設けた書込信号入力バッファの類似技術を内臓した1MダイナミックRAM(DRAM)製品の場合でも、回路構成が簡素化されるという利点をもってはいるものの、上述のような問題の発生する可能性を有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明では、より安定した読出/書込動作を遂行可能とした半導体集積回路の提供を目的とする。また、本発明の他の目的は、外部から供給される書込エネーブル信号などに確実に応じて正確な動作を行えるようにする入力バッファを提供することにある。また、本発明の更なる目的は、データ出力ステージ回路のスイッチング動作に起因した雑音発生による誤動作を生じないようにする入力バッファを提供することにある。さらに、本発明のまた他の目的は、データ出力ステージ回路のスイッチング動作により接地電圧雑音が発生しても、外部から供給される書込エネーブル信号の入力により正常な駆動動作を行い得る書込信号入力バッファを提供することにある。加えて、本発明の更に他の目的は、データ出力ステージ回路のスイッチング動作による接地電圧雑音に起因した誤信号をラッチすることなく、外部から供給される書込エネーブル信号の入力に応答して適切なタイミングで正常な書込駆動信号を出力できるメモリ装置の書込信号入力バッファを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明の一側面に係る半導体集積回路の入力バッファは、集積回路外部から供給されるエネーブル信号が入力される入力部と、この入力部の出力信号に応じて各内部回路に駆動信号を出力する論理手段と、集積回路のデータ出力動作状態に応じて前記駆動信号の信号論理状態を制御するスイッチング手段をラッチ経路に有し、該ラッチ経路を介して前記駆動信号を前記論理手段の一入力として帰還させることで前記駆動信号のラッチ動作を行うラッチ部と、を備え、前記スイッチング手段は、列アドレスストローブ信号のエネーブルに応じてデータ出力ステージ回路の制御信号がエネーブルになると、ラッチ経路を非導通化することで前記駆動信号の信号論理状態をディスエーブルにし、データ出力動作の終了に応じて前記制御信号がディスエーブルになると、ラッチ経路を導通させることで前記駆動信号の前記論理手段への帰還を可能とするように構成されていることを特徴とする。
【0011】
【作用】
本発明によるラッチ部は、そのラッチ経路上に、データ出力動作状態に応じて動作するスイッチング手段を設けており、前述のようにデータ出力ステージ回路のスイッチング動作による接地電圧雑音が発生して駆動信号に異常が起きたとしても、このときにはスイッチング手段によりラッチ経路の信号論理状態が制御されて帰還されるので、駆動信号を直ちに正常な状態に戻すことが可能となる。したがって、このラッチ部によれば、従来の技術にあった誤動作、エラーを解決することができるようになる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。この実施例により、各制御信号及び回路構成などを特定した詳細が本発明のより全般的理解のために提供されるが、これら特定した詳細部分についてはこれに限られるものではなくその他にも各種変形を実施可能であることは、この技術分野で通常の知識を有する者であれば明白である。
【0013】
ここで使用される用語において、“書込信号入力バッファ”とは入力バッファの一例であって、チップ外部から供給される書込エネーブル信号を整形して内部信号とし、チップ内部で書込動作を遂行するための各回路にその駆動信号として供給する、すなわちマスタクロックとして書込駆動信号を供給する入力バッファを意味する。また、“データ出力ステージ回路”とは、回路の集積されたチップ内部で発生されたデータをチップ外部に出力する際の回路を意味するもので、メモリ装置の場合における一般的なデータ出力バッファとデータ出力ドライバを総称したものを意味する。そして、“φDOUTE”とは、チップ外部から供給されるデータ出力に関連した信号に基づいてエネーブルされる内部信号で、データ出力ステージ回路の動作をエネーブルさせる制御信号を意味する。
【0014】
図1は、本発明によるスイッチング手段を有するラッチ部を備えた書込信号入力バッファの実施例を示す回路図である。図1に示す入力部(32、34、36、38)と論理手段(40、42、44、46、48、50)の構成は、図3の従来例と同じものとされている。
【0015】
本発明に係るラッチ部100は、データ出力ステージ制御回路64から出力され、データ出力ステージ回路66を制御するためのデータ出力ステージ制御信号φDOUTEを受ける信号線56と、NORゲート50から出力される書込駆動信号φWRを受ける信号線52と、NORゲート46の一入力端に接続される信号線54と、信号線52と信号線54とをスイッチング接続し、P形制御端子には信号線56が接続され、またN形制御端子には信号線56に接続されたインバータ58の出力端が接続される伝送ゲート60と、信号線54と接地電圧端GNDとの間にチャネルが形成され、制御端子に信号線56が接続されるリセットトランジスタ62と、から構成されている。これらのうち、伝送ゲート60及びリセットトランジスタ62によりスイッチ手段が構成され、また、信号線52及び信号線54によりラッチ経路が構成されている。同図より分かるように、伝送ゲート60は、チャネルが信号線52と信号線54との間に接続されたPMOS及びNMOSトランジスタで形成される。
【0016】
データ出力ステージ制御回路64から出力され、信号線56及びデータ出力ステージ回路66にそれぞれ供給されるデータ出力ステージ制御信号φDOUTEは、データ出力ステージ回路66の駆動制御を行う信号で、本出願人により韓国出願された特許出願番号第1991−23940号、あるいは第1992−6954号に開示された信号φTRSTと同様のものとして実施され得る。
【0017】
図2は、図1に示す書込駆動信号φWRがエネーブルされるときの動作タイミングを示す波形図である。以下、図1の回路の動作特性を図2を参照して詳細に説明する。説明に先立って簡単に特徴を述べておくと、本発明による書込信号入力バッファは、データ出力ステージ制御信号φDOUTEの発生有無又はこの信号φDOUTEの論理レベルに従って書込信号入力バッファにおけるラッチ部のラッチ経路を制御可能で、それにより特に接地電圧雑音の影響を受けることなく動作することができるようになっている。
【0018】
データの読出/書込動作時、列アドレスストローブ信号バーCASのエネーブルに応じて列エネーブル用クロックである信号φCがエネーブルされ(矢示F1)、そしてこれに従ってデータ出力ステージ制御信号φDOUTEがエネーブルされる(矢示F6)。それにより、データ出力ステージ回路66の出力ドライバがスイッチング動作して所定のデータDOUTがチップ外部へ出力される(矢示F7)。
【0019】
このとき、接地電圧雑音が発生すると(矢示F8)、この接地電圧雑音により図1に示すノード38が論理“ハイ”となることがあり、これに従ってノード44も図2に点線で示す部分のように論理“ハイ”となり得る(矢示F9)。すると、NORゲート46の出力は信号線54の論理状態に関係なく論理“ロウ”になる。そして、列エネーブル信号φCが論理“ハイ”でインバータ48の出力が論理“ロウ”になるので、NORゲート50の出力は論理“ハイ”になって、図2に点線で示すような書込駆動信号φWRの論理“ハイ”の状態が現れる(矢示F10)。
【0020】
一方、このような状態において、データ出力ステージ制御信号φDOUTEが論理“ハイ”にエネーブルされているので、伝送ゲート60はOFFとなって信号線52と信号線54を相互に電気的に遮断する。さらに、リセットトランジスタ62が論理“ハイ”のデータ出力ステージ制御信号φDOUTEによってONとなり、これにより信号線54は論理“ロウ”にリセットされる。
【0021】
したがって、図2に示すように接地電圧雑音がなくなるとノード38及び44は論理“ロウ”となるので、NORゲート46の出力が論理“ハイ”になり、書込駆動信号φWRは論理“ロウ”となる(矢示F11)。その後、データの出力動作が済むとデータ出力ステージ制御信号φDOUTEのエネーブル期間が終了し(矢示F12)、伝送ゲート60がONして導通し、信号線52と信号線54は相互に接続状態となる。
【0022】
このような動作により、接地電圧雑音に影響を受ける書込駆動信号φWRは従来のようにラッチされずに瞬間的なパルスとなり、しかも書込エネーブル信号バーWEの入力前なので、次の書込動作に影響を与えることはない。
【0023】
その後、実際に外部から与えられるタイミングによりバーWE端子32に書込エネーブル信号バーWEが入力されると、ノード44が論理“ハイ”になり(矢示F2)、それに応じて論理“ハイ”の正常な書込駆動信号φWRが発生される(矢示F3)。このとき、データ出力ステージ制御信号φDOUTEの論理“ロウ”により、伝送ゲート60がONとされると共にリセットトランジスタ62がOFFとされるので、書込信号入力バッファは出力信号である書込駆動信号φWRの正常なラッチ動作を遂行することになる。したがって、この正常な書込駆動信号φWRに同期して発生される各種クロック信号(図示せず)は全て予定通りのタイミングで正常に発生され、安定的且つ正確な書込動作が遂行される。
【0024】
図1に示した書込信号入力バッファ回路は本発明の技術的思想に基づいて実現した最適の実施例であるが、これに限られるものではなく、入力部及び論理手段を他の形態の回路構成に変えて実施しても同様の効果を得ることは可能である。また、ラッチ部100を構成する伝送ゲートも他の種類のスイッチング素子で実現可能で、これを制御する制御信号としてデータ出力ステージ回路の制御信号を用いておけばよい。また上記実施例においては、入力バッファのうち、特にラッチ部を有する書込信号入力バッファの場合を例として説明したが、これに限らずラッチ部を有する他の入力バッファでも本発明に係るスイッチング手段を備えることにより、安定した信号供給及びタイミングマージンなどを得られることは、この分野で通常の知識を有する者なら容易に想到できるであろう。
【0025】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明による入力バッファは、出力側に備えられるラッチ部のラッチ経路に、データ出力動作に応じてそのON・OFF動作を制御されてラッチ経路の論理状態を制御可能なスイッチング手段を備えるようにしたことにより、データ出力動作時に誘起される接地電圧雑音に影響されることなく外部からのエネーブル信号に従って正常な駆動動作を遂行できるようになり、したがって、チップの読出/書込動作が円滑に行われるようになる。そして、書込動作時に安定的且つ正確な駆動が行われることにより、チップをシステムに装備する場合にタイミングに係る動作特性が向上し、設計を容易とする。加えて、書込動作に関連した半導体集積回路の信頼性も格段に向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す書込信号入力バッファの回路図。
【図2】図1に示す書込信号入力バッファの動作タイミング図。
【図3】従来技術による書込信号入力バッファの回路図。
【図4】図3に示す書込信号入力バッファの動作タイミング図。
【符号の説明】
60 伝送ゲート(スイッチング手段)
62 リセットトランジスタ(スイッチング手段)
100 ラッチ部
バーWE 書込エネーブル信号
φWR 書込駆動信号
φDOUTE データ出力ステージ制御信号
Claims (3)
- 半導体集積回路の入力バッファであって、
集積回路外部から供給されるエネーブル信号が入力される入力部と、
この入力部の出力信号に応じて各内部回路に駆動信号を出力する論理手段と、
集積回路のデータ出力動作状態に応じて前記駆動信号の信号論理状態を制御するスイッチング手段をラッチ経路に有し、該ラッチ経路を介して前記駆動信号を前記論理手段の一入力として帰還させることで前記駆動信号のラッチ動作を行うラッチ部と、
を備え、
前記スイッチング手段は、列アドレスストローブ信号のエネーブルに応じてデータ出力ステージ回路の制御信号がエネーブルになると、ラッチ経路を非導通化することで前記駆動信号の信号論理状態をディスエーブルにし、データ出力動作の終了に応じて前記制御信号がディスエーブルになると、ラッチ経路を導通させることで前記駆動信号の前記論理手段への帰還を可能とするように構成されていることを特徴とする入力バッファ。 - 外部から供給される書込エネーブル信号が入力される入力部と、
前記入力部の出力信号に応答して書込駆動信号を出力する論理手段と、
前記書込駆動信号をラッチ経路を介して前記論理手段の一入力として帰還させて書込駆動信号のラッチ動作を行うラッチ部と、
を有するメモリ装置の書込信号入力バッファであって、
前記ラッチ部は、列アドレスストローブ信号のエネーブルに応じてデータ出力ステージ回路の制御信号がエネーブルになると、ラッチ経路を非導通化することで前記駆動信号の信号論理状態をディスエーブルにし、データ出力動作の終了に応じて前記制御信号がディスエーブルになると、ラッチ経路を導通させることで前記駆動信号の前記論理手段への帰還を可能とするように構成されたスイッチング手段を含むことを特徴とする書込信号入力バッファ。 - 前記論理手段は、
前記入力部の出力信号を受ける第1インバータと、
前記第1インバータの出力を受ける第2インバータと、
前記第2インバータの出力を一方の入力とする第1NORゲートと、
列エネーブル用クロック信号を反転させて出力する第3インバータと、
前記第1NORゲート及び前記第3インバータの各出力を入力として書込駆動信号を出力する第2NORゲートと、
から構成され、そして、
前記ラッチ部のラッチ経路は前記第2NORゲートの出力を前記第1NORゲートの他方の入力として帰還させるよう接続され、
前記スイッチング手段は、このラッチ経路の途中に設けられ、データ出力ステージ回路の制御信号をゲートに受け且つチャネルがラッチ経路に設けられたトランジスタよりなる伝送ゲートと、この伝送ゲートより前記第1NORゲート側のラッチ経路と接地電圧端との間にチャネルが設けられ且つゲートに前記制御信号を受けるリセットトランジスタとから構成される
ことを特徴とする請求項2記載の書込信号入力バッファ。
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