JP4983378B2 - Semiconductor memory device, operating method thereof, control method thereof, memory system and memory control method - Google Patents
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Description
本発明は、低消費電力モードを有する半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device having a low power consumption mode.
近時、携帯電話は、単に音声により会話をする機能だけでなく、文字データあるいは画像データを伝送する機能を有するようになってきている。さらに、携帯電話は、今後インターネットサービスが多様化することで一種の情報端末(携帯型のパーソナルコンピュータ)になると予想されている。このように、携帯電話で扱うデータの情報量は、大幅に増加する傾向にある。従来、携帯電話は、4Mビット程度の記憶容量を有するSRAMをワークメモリに使用している。ワークメモリは、携帯電話の動作中に必要なデータを保持するためのメモリである。今後、ワークメモリの記憶容量が不足することは明らかである。 Recently, mobile phones have come to have a function of transmitting character data or image data as well as a function of having a conversation by voice. Furthermore, the mobile phone is expected to become a kind of information terminal (portable personal computer) due to the diversification of Internet services in the future. In this way, the amount of information of data handled by mobile phones tends to increase significantly. Conventionally, cellular phones use SRAM having a storage capacity of about 4 Mbits as work memory. The work memory is a memory for holding data necessary during operation of the mobile phone. It is clear that the storage capacity of the work memory will be insufficient in the future.
また、携帯電話の通信速度は、向上する傾向にある。携帯電話の大きさが小さくなることで、内蔵するバッテリーも小さくなる傾向にある。したがって、携帯電話で使用されるワークメモリは、高速、低消費電力、大容量でなければならない。また、価格競争の激しい携帯電話では、部品コストを極力低減する必要がある。このため、ワークメモリは、低価格でなければならない。 In addition, the communication speed of mobile phones tends to improve. As mobile phones become smaller, the built-in battery tends to be smaller. Therefore, the work memory used in the mobile phone must be high speed, low power consumption and large capacity. In addition, it is necessary to reduce the parts cost as much as possible in a mobile phone where price competition is intense. For this reason, the work memory must be inexpensive.
従来よりワークメモリに使用されているSRAMは、DRAMに比べてビット単価が高い。また、生産数量が少ないためその価格が下がりにくい。さらに、記憶容量の大きい製品(例えば、64Mビット)は、開発されていない。
このような中、SRAMに代わり、フラッシュメモリあるいはDRAMを携帯電話のワークメモリに使用することが検討されている。 Under such circumstances, use of flash memory or DRAM as work memory for mobile phones is being considered instead of SRAM.
フラッシュメモリは、スタンバイ時の消費電力が数μWと少ない。一方、データの書き込み動作には、数μsから数十μsが必要である。このため、携帯電話のワークメモリにフラッシュメモリを使用した場合、大量のデータを高速に送受信することは困難である。また、フラッシュメモリは、書き込み動作をセクタ単位で行うため、例えば、動画像のデータのように、画像データを少しずつ書き換えていく用途には不向きである。 Flash memory consumes as little as several microwatts during standby. On the other hand, a data write operation requires several μs to several tens of μs. For this reason, when a flash memory is used as a work memory of a mobile phone, it is difficult to transmit and receive a large amount of data at high speed. In addition, since the flash memory performs a writing operation in units of sectors, it is not suitable for applications in which image data is rewritten little by little, such as moving image data.
これに対して、DRAMは、読み出し動作および書き込み動作とも数十nsで実行できる。動画像のデータも容易に扱うことができる。一方、スタンバイ時の消費電力がフラッシュメモリに比べ大きい。現状のDRAMでは待機時の消費電力は、書き込まれたデータを保持するセルフリフレッシュモード時で約1mW、書き込まれたデータの保持が不要なスタンバイモード時で約300μWである。 On the other hand, the DRAM can execute both read and write operations in several tens of ns. Moving image data can also be handled easily. On the other hand, power consumption during standby is greater than that of flash memory. In the current DRAM, the power consumption during standby is about 1 mW in the self-refresh mode that holds the written data, and about 300 μW in the standby mode that does not need to hold the written data.
スタンバイモード時の消費電力をフラッシュメモリ程度に低減できれば、携帯電話のワークメモリに使用可能となるが、そのような、回路技術は提案されていない。 If the power consumption in the standby mode can be reduced to a flash memory level, it can be used as a work memory for a mobile phone, but such circuit technology has not been proposed.
なお、DRAMの消費電力は、DRAMへの電源の供給を停止することでゼロすることが可能である。しかしながら、DRAMのアドレス端子、データ端子等は、回路基板上の配線パターンを介して他の電子部品の端子にも接続されているため、DRAMへの電源の供給を停止するには、携帯電話の大幅なシステム変更(回路基板のパターン変更、再レイアウト等)が必要になる。 Note that the power consumption of the DRAM can be reduced to zero by stopping the supply of power to the DRAM. However, because the DRAM address terminals, data terminals, etc. are also connected to the terminals of other electronic components via wiring patterns on the circuit board, the power supply to the DRAM can be stopped by Significant system change (circuit board pattern change, re-layout, etc.) is required.
さらに、スタンバイモード時に電源の供給を停止し、内部回路を停止した後、内部回路を誤動作させることなくスタンバイモードから解除する技術は提案されていない。 Further, no technology has been proposed for canceling the standby mode without causing the internal circuit to malfunction after stopping the supply of power in the standby mode and stopping the internal circuit.
また、内部回路で使用する内部電圧をデバイスの内部で生成している場合、スタンバイモード(低消費電力モード)から解除する際に、内部電圧を所定の電圧に迅速に復帰させなくてはならない。しかし、このような技術は、提案されていない。 Further, when the internal voltage used in the internal circuit is generated inside the device, the internal voltage must be quickly returned to a predetermined voltage when the standby mode (low power consumption mode) is released. However, such a technique has not been proposed.
本発明の目的は、半導体記憶装置を確実に低消費電力モードに移行させ、低消費電力モードから確実に解除させることにある。 An object of the present invention is to surely shift a semiconductor memory device to a low power consumption mode and reliably release the semiconductor memory device from the low power consumption mode.
本発明の目的は、スタンバイ時の消費電流を従来に比べ大幅に低減できる半導体記憶装置およびその制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a control method therefor that can significantly reduce the current consumption during standby compared to the prior art.
本発明の別の目的は、外部からの制御信号により、チップを容易に低消費電力モードにすることにある。 Another object of the present invention is to easily put a chip into a low power consumption mode by an external control signal.
本発明の別の目的は、低消費電力モード時に、内部回路の貫通電流(リークパス)を防止することにある。 Another object of the present invention is to prevent a through current (leakage path) of an internal circuit in the low power consumption mode.
本発明のさらなる別の目的は、既にある制御信号を使用して、チップを容易に低消費電力モードにすることにある。 Yet another object of the present invention is to easily put a chip into a low power consumption mode using an existing control signal.
本発明の別の目的は、コマンド入力により、チップを容易に低消費電力モードにすることにある。 Another object of the present invention is to easily put a chip into a low power consumption mode by inputting a command.
本発明の別の目的は、専用の制御信号により、チップを容易に低消費電力モードにすることにある。 Another object of the present invention is to easily put a chip into a low power consumption mode by a dedicated control signal.
本発明の別の目的は、低消費電力モードからの復帰を高速に行うことにある。 Another object of the present invention is to perform high-speed recovery from the low power consumption mode.
本発明では、内部電圧発生回路は、活性化時に所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する。内部電圧発生回路の動作時には、所定の電力が消費されている。エントリ回路は、外部からの制御信号を受けて内部電圧発生回路を非活性化する。内部電圧発生回路の非活性化により、内部電圧は生成されなくなり、消費電力が低減される。したがって、外部からの制御信号によりチップを容易かつ確実に低消費電力モードにできる。 In the present invention, the internal voltage generation circuit generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit when activated. During the operation of the internal voltage generation circuit, predetermined power is consumed. The entry circuit deactivates the internal voltage generation circuit in response to an external control signal. Due to the inactivation of the internal voltage generation circuit, the internal voltage is not generated and the power consumption is reduced. Therefore, the chip can be easily and reliably put into the low power consumption mode by the control signal from the outside.
本発明では、外部電圧供給回路は、低消費電力モード時に電源電圧を内部電圧として内部回路に供給する。このため、内部電圧発生回路の非活性化時に、各内部回路の電源端子には、所定の電源電圧が供給される。この結果、内部回路の各要素は、所定の状態に固定され、リークパスの発生が防止される。すなわち、貫通電流が流れることが防止される。 In the present invention, the external voltage supply circuit supplies the power supply voltage as an internal voltage to the internal circuit in the low power consumption mode. Therefore, when the internal voltage generation circuit is inactivated, a predetermined power supply voltage is supplied to the power supply terminal of each internal circuit. As a result, each element of the internal circuit is fixed in a predetermined state, and a leak path is prevented from occurring. That is, the through current is prevented from flowing.
本発明では、所定の内部回路は、リセット信号が外部から供給されたときに非活性化される。エントリ回路は、このリセット信号を受けたときにチップを低消費電力モードに移行させる。リセット時には、チップを動作させる必要はない。このため、既にある信号を利用して低消費電力モードに移行できる。外部端子の種類および数は従来と同一であるため、低消費電力モードを追加することで使い勝手が低下することはない。 In the present invention, a predetermined internal circuit is deactivated when a reset signal is supplied from the outside. When receiving the reset signal, the entry circuit shifts the chip to the low power consumption mode. At reset, there is no need to operate the chip. For this reason, it is possible to shift to the low power consumption mode using an existing signal. Since the types and the number of external terminals are the same as the conventional one, the usability is not lowered by adding the low power consumption mode.
本発明では、エントリ回路は、外部から複数の制御信号を受ける。エントリ回路は、制御信号の状態が低消費電力コマンドであるときを認識したときに、チップを低消費電力モードに移行させる。このため、コマンド入力により、チップを低消費電力モードに移行できる。 In the present invention, the entry circuit receives a plurality of control signals from the outside. When the entry circuit recognizes that the state of the control signal is a low power consumption command, the entry circuit shifts the chip to the low power consumption mode. For this reason, the chip can be shifted to the low power consumption mode by command input.
本発明では、エントリ回路は、外部から低消費電力モード信号の所定のレベルまたは遷移エッジを受けたときに、チップを低消費電力モードに移行させる。このため、専用の信号を使用して、確実にチップを低消費電力モードに移行できる。 In the present invention, the entry circuit shifts the chip to the low power consumption mode when receiving a predetermined level or transition edge of the low power consumption mode signal from the outside. For this reason, it is possible to reliably shift the chip to the low power consumption mode by using a dedicated signal.
本発明では、低消費電力モード中に受けた制御信号の状態が、低消費電力モードの解除を求めているときに、低消費電力モードを解除させる。したがって、外部からの制御信号により、チップを容易に低消費電力モードから解除できる。低消費電力モードの解除は、例えば、エントリ回路の制御により行われる。 In the present invention, the low power consumption mode is canceled when the state of the control signal received during the low power consumption mode requires the cancellation of the low power consumption mode. Therefore, the chip can be easily released from the low power consumption mode by an external control signal. The cancellation of the low power consumption mode is performed, for example, by controlling the entry circuit.
本発明では、低消費電力モードの解除時に、内部電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化される。例えば、内部電圧が電源電圧を降圧して生成される参照電圧より低い期間に、リセット信号が活性化される。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。 In the present invention, when the low power consumption mode is released, a reset signal for initializing the internal circuit is activated for a period during which the internal voltage is lower than a predetermined voltage. For example, the reset signal is activated during a period when the internal voltage is lower than the reference voltage generated by stepping down the power supply voltage. For this reason, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be surely reset, and malfunction of the internal circuit can be prevented.
本発明では、低消費電力モードの解除時に、内部で生成される昇圧電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化される。例えば、昇圧電圧が電源電圧より低い期間に、リセット信号が活性化される。また、昇圧電圧が電源電圧を降圧して生成される参照電圧より低い期間に、リセット信号を活性化してもよい。 In the present invention, when the low power consumption mode is released, a reset signal for initializing the internal circuit is activated for a period in which the internally generated boosted voltage is lower than a predetermined voltage. For example, the reset signal is activated while the boosted voltage is lower than the power supply voltage. Further, the reset signal may be activated during a period in which the boosted voltage is lower than the reference voltage generated by stepping down the power supply voltage.
本発明では、低消費電力モードの解除時に、タイマが所定の時間を計測中に、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化される。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。 In the present invention, when the low power consumption mode is released, the reset signal for initializing the internal circuit is activated while the timer is measuring a predetermined time. For this reason, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be surely reset, and malfunction of the internal circuit can be prevented.
本発明では、セルフリフレッシュ制御回路は、メモリセルを所定の周期で自動的にリフレッシュする。内部電圧発生回路は、電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する。半導体記憶装置は、制御信号を外部から受けたときに、セルフリフレッシュ制御回路を非活性化するとともに、内部電圧発生回路の内部電圧の供給能力を低くし、低消費電力モードに移行する。低消費電力モード中にメモリセルの内容を保持しなくてよい場合、セルフリフレッシュ制御回路の動作は不要である。リフレッシュが実行されないため、内部電圧発生回路は、内部回路で消費する電力(リーク電流)を補う程度の能力で動作させればよい。この結果、低消費電力モード中の消費電力を低減できる。 In the present invention, the self-refresh control circuit automatically refreshes the memory cells at a predetermined cycle. The internal voltage generation circuit receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit. When receiving a control signal from the outside, the semiconductor memory device deactivates the self-refresh control circuit, lowers the supply capability of the internal voltage of the internal voltage generation circuit, and shifts to the low power consumption mode. When it is not necessary to retain the contents of the memory cell during the low power consumption mode, the operation of the self-refresh control circuit is unnecessary. Since the refresh is not executed, the internal voltage generation circuit may be operated with an ability sufficient to compensate for the power (leakage current) consumed by the internal circuit. As a result, the power consumption during the low power consumption mode can be reduced.
内部電圧は、低消費電力モード中も内部回路に供給されている。このため、内部回路は、低消費電力モードの解除後すぐに動作できる。 The internal voltage is supplied to the internal circuit even during the low power consumption mode. For this reason, the internal circuit can operate immediately after the release of the low power consumption mode.
本発明では、電源線に接続された安定化容量は、電源線に供給される電荷の一部を蓄える。半導体記憶装置は、制御信号を外部から受けたときに、電源線と安定化容量との接続を維持するとともに、電源線と内部回路との接続を遮断し、低消費電力モードに移行する。このため、低消費電力モード中に内部回路の消費電力をゼロにできる。低消費電力モードの解除後、電源線と内部回路とを接続したときに、安定化容量に蓄えられた電荷に対応する電圧が、電源線を介して内部回路に与えられる。この結果、内部回路は、低消費電力モードの解除後すぐに動作できる。 In the present invention, the stabilizing capacitor connected to the power supply line stores a part of the electric charge supplied to the power supply line. When receiving a control signal from the outside, the semiconductor memory device maintains the connection between the power supply line and the stabilization capacitor, cuts off the connection between the power supply line and the internal circuit, and shifts to the low power consumption mode. For this reason, the power consumption of the internal circuit can be made zero during the low power consumption mode. When the power supply line and the internal circuit are connected after the low power consumption mode is released, a voltage corresponding to the charge stored in the stabilizing capacitor is applied to the internal circuit via the power supply line. As a result, the internal circuit can operate immediately after the release of the low power consumption mode.
本発明では、内部電圧発生回路は、電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する。内部電圧検出回路は、内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて内部電圧発生回路を制御する。半導体記憶装置は、制御信号を外部から受けたときに、内部電圧検出回路の消費電流を減らし、低消費電力モードに移行する。消費電流を減らすと内部電圧検出回路の応答が鈍るが、チップの内部回路は動作していないため、問題は発生しない。 In the present invention, the internal voltage generation circuit receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit. The internal voltage detection circuit detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result. When receiving a control signal from the outside, the semiconductor memory device reduces the current consumption of the internal voltage detection circuit and shifts to the low power consumption mode. If the current consumption is reduced, the response of the internal voltage detection circuit becomes dull, but the problem does not occur because the internal circuit of the chip is not operating.
本発明では、内部電圧発生回路は、電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する。内部電圧検出回路は、内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて内部電圧発生回路を制御する。半導体記憶装置は、制御信号を外部から受けたときに、内部電圧検出回路における内部電圧の検出レベルを低くすることで、内部電圧発生回路が生成する内部電圧の絶対値を小さくし、低消費電力モードに移行する。このため、内部回路のトランジスタ等のリーク電流を下げることができ、消費電力を低減できる。 In the present invention, the internal voltage generation circuit receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit. The internal voltage detection circuit detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result. The semiconductor memory device reduces the absolute value of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit by reducing the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit when receiving a control signal from the outside, thereby reducing the power consumption. Enter mode. For this reason, it is possible to reduce the leakage current of the transistors and the like in the internal circuit and reduce the power consumption.
本発明では、内部電圧発生回路は、活性化時に所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する。内部電圧発生回路の動作時には、所定の電力が消費されている。内部電圧発生回路は、外部からの制御信号を受けて非活性化される。内部電圧発生回路の非活性化により、内部電圧は生成されなくなり、消費電力が低減される。したがって、外部からの制御信号によりチップを容易に低消費電力モードにできる。 In the present invention, the internal voltage generation circuit generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit when activated. During the operation of the internal voltage generation circuit, predetermined power is consumed. The internal voltage generation circuit is deactivated in response to an external control signal. Due to the inactivation of the internal voltage generation circuit, the internal voltage is not generated and the power consumption is reduced. Therefore, the chip can be easily put into the low power consumption mode by an external control signal.
本発明では、外部から複数の制御信号を受け、制御信号の状態が低消費電力コマンドであるときを認識したときに、チップを低消費電力モードに移行させる。このため、コマンド入力により、チップを低消費電力モードに移行できる。 In the present invention, when a plurality of control signals are received from the outside and it is recognized that the state of the control signal is a low power consumption command, the chip is shifted to the low power consumption mode. For this reason, the chip can be shifted to the low power consumption mode by command input.
本発明では、外部からの制御信号によりチップを容易に低消費電力モードにできる。低消費電力モードには、内部電圧発生回路が停止するため、消費電流を大幅に低減できる。本発明では、内部回路の各要素は、所定の状態に固定されるため、貫通電流の発生を防止できる。 In the present invention, the chip can be easily put into the low power consumption mode by an external control signal. In the low power consumption mode, the internal voltage generation circuit is stopped, so that the current consumption can be greatly reduced. In the present invention, since each element of the internal circuit is fixed in a predetermined state, generation of a through current can be prevented.
本発明では、既にある信号を利用して低消費電力モードに移行できる。したがって、低消費電力モードを追加することで使い勝手が低下することはない。本発明では、コマンド入力により、チップを低消費電力モードに移行できる。 In the present invention, an existing signal can be used to shift to the low power consumption mode. Therefore, usability is not reduced by adding the low power consumption mode. In the present invention, the chip can be shifted to the low power consumption mode by command input.
本発明では、低消費電力モードの移行用の専用信号を使用して、確実にチップを低消費電力モードに移行できる。本発明では、外部からの制御信号により、チップを容易に低消費電力モードから解除できる。 In the present invention, it is possible to reliably shift the chip to the low power consumption mode by using the dedicated signal for shifting to the low power consumption mode. In the present invention, the chip can be easily released from the low power consumption mode by an external control signal.
本発明では、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。本発明では、低消費電力モード中に内部回路に供給される内部電圧の供給を停止するのではなく、供給能力を低くしたので、低消費電力モードの解除後すぐに内部回路を動作できる。 In the present invention, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be surely reset, and malfunction of the internal circuit can be prevented. In the present invention, since the supply capability is lowered rather than stopping the supply of the internal voltage supplied to the internal circuit during the low power consumption mode, the internal circuit can be operated immediately after the release of the low power consumption mode.
本発明では、低消費電力モード中に内部回路の消費電力をゼロにでき、かつ低消費電力モードの解除後すぐに内部回路を動作できる。本発明では、低消費電力モード中に、内部電圧検出回路の消費電流を低下させることができ、消費電力を低減できる。 In the present invention, the power consumption of the internal circuit can be made zero during the low power consumption mode, and the internal circuit can be operated immediately after the low power consumption mode is released. In the present invention, the current consumption of the internal voltage detection circuit can be reduced during the low power consumption mode, and the power consumption can be reduced.
本発明では、低消費電力モード中に、内部電圧のレベルが下がり、この結果、内部回路のトランジスタ等のリーク電流を下げることができ、消費電力を低減できる。本発明では、外部からの制御信号によりチップを容易に低消費電力モードにできる。低消費電力モードには、内部電圧発生回路が停止するためは、消費電力を大幅に低減できる。本発明では、コマンド入力により、チップを低消費電力モードに移行できる。 In the present invention, the level of the internal voltage is lowered during the low power consumption mode. As a result, the leakage current of the transistors in the internal circuit can be lowered, and the power consumption can be reduced. In the present invention, the chip can be easily put into the low power consumption mode by an external control signal. In the low power consumption mode, since the internal voltage generating circuit is stopped, the power consumption can be greatly reduced. In the present invention, the chip can be shifted to the low power consumption mode by command input.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の半導体記憶装置の状態遷移図を示している。まず、半導体記憶装置は、パワーオンにより、アイドルモードになる。そして、アイドルモード中に読み出しコマンドまたは書き込みコマンドを受け付けると、動作モードに移行し、読み出し動作または書き込み動作が実行される。読み出し動作または書き込み動作の実行後は、自動的にアイドルモードに戻る。また、アイドルモード中にセルフリフレッシュコマンドを受け付けると、セルフリフレッシュモードに移行し、セルフリフレッシュを実行する。ここで、セルフリフレッシュモードでは、リフレッシュアドレスが自動で発生され、メモリセルのリフレッシュ動作が順次に実行される。 FIG. 1 shows a state transition diagram of the semiconductor memory device of the present invention. First, the semiconductor memory device enters an idle mode upon power-on. When a read command or a write command is received during the idle mode, the operation mode is shifted to and a read operation or a write operation is executed. After executing the read operation or the write operation, the mode automatically returns to the idle mode. When a self-refresh command is received during the idle mode, the mode is shifted to the self-refresh mode and self-refresh is executed. Here, in the self-refresh mode, the refresh address is automatically generated, and the refresh operation of the memory cells is sequentially executed.
また、半導体記憶装置は、アイドルモード中に所定の信号の状態を検出して低消費電力モードに移行する。後述する第1の実施形態では、チップイネーブル信号CE2を受けて低消費電力モードに移行する。すなわち、チップイネーブル信号CE2は、所定の内部回路を非活性化するリセット機能とともに、チップを低消費電力モードに移行する機能を有している。第2の実施形態では、チップイネーブル信号/CE1、CE2によるコマンド入力を受けて、低消費電力モードに移行する。第3の実施形態では、専用の低消費電力モード信号/LPを受けて、低消費電力モードに移行する。半導体記憶装置は、低消費電力モード中に所定の信号の状態を検出して低消費電力モードを解除する。 Further, the semiconductor memory device detects the state of a predetermined signal during the idle mode and shifts to the low power consumption mode. In the first embodiment to be described later, the chip enable signal CE2 is received to shift to the low power consumption mode. In other words, the chip enable signal CE2 has a reset function for deactivating a predetermined internal circuit and a function for shifting the chip to the low power consumption mode. In the second embodiment, a command input by the chip enable signals / CE1 and CE2 is received, and the mode is shifted to the low power consumption mode. In the third embodiment, in response to the dedicated low power consumption mode signal / LP, the mode is shifted to the low power consumption mode. The semiconductor memory device detects the state of a predetermined signal during the low power consumption mode and cancels the low power consumption mode.
図2は、本発明の半導体記憶装置の基本原理を示している。半導体記憶装置は、エントリ回路1、内部電圧発生回路2、外部電圧供給回路3、および内部回路4を有している。
FIG. 2 shows the basic principle of the semiconductor memory device of the present invention. The semiconductor memory device has an
内部電圧発生回路2は、パワーオン後の各モードにおいて、内部電圧を発生し、この内部電圧を内部回路4に供給している。エントリ回路1は、制御信号を受け、制御信号の所定の状態を検出したときに、内部電圧発生回路2を非活性化する。内部電圧発生回路2の非活性化により、内部電圧の発生は停止される。同時に、エントリ回路1は、外部電圧供給回路3を活性化する。外部電圧供給回路3は、電源電圧を内部電圧として内部回路に供給する。そして、半導体記憶装置は、低消費電力モードに移行する。
The internal
図3は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法、その制御方法、メモリシステムおよびメモリの制御方法の第1の実施形態を示している。この実施形態の半導体記憶装置は、p形シリコン基板上にCMOSプロセス技術を使用して、DRAMとして形成されている。 FIG. 3 shows a first embodiment of the semiconductor memory device, the operation method thereof, the control method thereof, the memory system and the memory control method of the present invention. The semiconductor memory device of this embodiment is formed as a DRAM on a p-type silicon substrate using CMOS process technology.
DRAMは、VII起動回路10、VDD起動回路12、ローパワーエントリ回路14、コマンドデコーダ16、内部電圧発生回路18、およびチップ本体20を備えている。内部電圧発生回路18は、ローパスフィルタ22、参照電圧発生回路24、VDD供給回路26、昇圧回路28、プリチャージ電圧発生回路30、内部電源電圧発生回路32、基板電圧発生回路34、およびVSS供給回路36を有している。チップ本体20は、メモリコア38および周辺回路40を有している。ここで、ローパワーエントリ回路14は、図2に示したエントリ回路1に対応し、VDD供給回路26およびVSS供給回路36は、図2に示した外部電圧供給回路3に対応している。
The DRAM includes a
DRAMには、外部から電源電圧VDD(例えば2.5V)、接地電圧VSS、制御信号であるチップイネーブル信号/CE1、CE2、および複数のアドレス信号AD、データ入出力信号DQ、他の制御信号CNが供給されている。このDRAMは、アドレスマルチプレクス方式を採用していないため、アドレス信号ADは、読み出し動作毎および書き込み動作毎に一度に供給される。電源電圧VDDおよび接地電圧VSSは、メモリコア38の一部の回路を除いて、ほとんどの回路に供給されている。なお、信号名の頭に“/”が付く信号は、負論理の信号である。また、以降の説明では、“アドレス信号AD”を“AD信号”のように、信号名を略して称する場合がある。
The DRAM has an external power supply voltage VDD (for example, 2.5 V), a ground voltage VSS, chip enable signals / CE1 and CE2 as control signals, a plurality of address signals AD, a data input / output signal DQ, and other control signals CN. Have been supplied. Since this DRAM does not employ the address multiplex method, the address signal AD is supplied once for each read operation and each write operation. The power supply voltage VDD and the ground voltage VSS are supplied to almost all circuits except for some circuits of the
/CE1信号は、読み出し動作および書き込み動作等を実行するときに低レベルにされ、DRAMを活性化する信号である。CE2信号は、リセット信号として機能し、低レベルの時にチップ本体20の所定の内部回路を非活性化する信号である。
The / CE1 signal is a signal that is set to a low level when executing a read operation, a write operation, etc., and activates the DRAM. The CE2 signal functions as a reset signal and deactivates a predetermined internal circuit of the
VII起動回路10は、内部電源電圧VIIおよび接地電圧VSSを受け、起動信号STTVIIをチップ本体20に出力している。VII起動回路10は、パワーオン後に内部電源電圧VIIが所定の電圧になるまでチップ本体20をリセットしその誤動作を防止するための回路である。VDD起動回路12は、電源電圧VDDおよび接地電圧VSSを受け、起動信号STTCRXを出力している。VDD起動回路12は、パワーオン後に電源電圧VDDが所定の電圧になるまでローパワーエントリ回路14を非活性化し、その誤動作を防止するための回路である。
The
ローパワーエントリ回路14は、起動信号STTCRXおよびCE2信号を受け、ローパワー信号ULPを活性化する回路である。
The low
コマンドデコーダ16は、/CE1信号および他の制御信号CNを受けてコマンドを解読し、解読したコマンドを内部コマンド信号として周辺回路40に出力している。
The
ローパスフィルタ22は、電源電圧VDDを受け、これに含まれるノイズを除去する機能を有している。ノイズの除去された電源電圧VDDは、参照電圧発生回路24等に供給されている。低消費電力モードでは、ローパスフィルタ22内にあるスイッチがオフし、参照電圧発生回路24に電源電圧VDDが供給されなくなり、電流の消費がなくなる。
The low-
参照電圧発生回路24は、電源電圧VDDを受け、参照電圧VPREF(例えば1.5V)、VPRREFL(例えば0.8V)、VPRREFH(例えば1.2V)およびVRFV(例えば2.0V)を発生している。
The reference
VDD供給回路26は、低消費電力モード時に、ブースト電圧VPPおよび内部電源電圧VIIを電源電圧VDDにする回路である。
The
昇圧回路28は、参照電圧VPREFを受け、ブースト電圧VPP(例えば3.7V)を発生し、メモリコア38に供給している。プリチャージ電圧発生回路30は、参照電圧VPRREFLおよび参照電圧VPRREFHを受け、メモリコア38に供給するためのプリチャージ電圧VPR(例えば1.0V)を発生ししている。内部電源電圧発生回路32は、参照電圧VRFVを受け、メモリコア38および周辺回路40に供給するための内部電源電圧VII(例えば2.0V)を発生している。
The
基板電圧発生回路34は、参照電圧VRFVを受け、基板およびメモリセルのpウエルに供給するための基板電圧VBB(例えば-1.0V)を発生している。VSS供給回路36は、低消費電力モード時に、プリチャージ電圧VPRおよび基板電圧VBBを接地電圧VSSにする回路である。
The substrate
図4は、昇圧回路28およびプリチャージ電圧発生回路30の詳細を示している。昇圧回路28は、直列に接続された抵抗R1、R2と、差動増幅器28aと、ポンプ回路28bと、nMOS28cと、nMOS28cのゲートを制御するスイッチ回路28dとで構成されている。抵抗R1の一端には、ブースト電圧VPPが供給され、抵抗R2の一端には、nMOS28cを介して接地電圧VSSが供給されている。抵抗R1、R2の接続ノードからは、分圧された電圧V1が生成されている。nMOS28cは、低消費電力モード時にスイッチ回路28dからの電源電圧VDDを受ける。差動増幅器28aは、例えば、カレントミラー回路を電流源とするMOS差動増幅回路により形成されている。差動増幅器28aは、電圧V1が参照電圧VPREFより低い場合に高レベルを出力する。ポンプ回路28bは差動増幅器28aからの高レベルを受け、ポンピング動作を開始する。このポンピング動作によりVPPが上昇し、電圧V1が上昇する。電圧V1が参照電圧VPREFと一致すると(すなわち1.5V)、差動増幅器28aの出力は、低レベルになりポンピング動作が停止する。この動作を繰り返すことでブースト電圧VPPが一定の電圧に保持される。
FIG. 4 shows details of the
プリチャージ電圧発生回路30は、出力が互いに接続された2つの差動増幅器30a、30bで構成されている。差動増幅器30aには、参照電位VPRREFLとプリチャージ電圧VPRが供給されている。差動増幅器30bには、参照電位VPRREFHとプリチャージ電圧VPRが供給されている。そして、これ等差動増幅器30a、30bにより、参照電圧VPRREFL、VPRREFHの中間の値のプリチャージ電圧VPRが生成されている。
The precharge
図5は、内部電源電圧発生回路32および基板電圧発生回路34の詳細を示している。内部電源電圧発生回路32は、負帰還型の差動増幅器32aと、補償回路32bと、nMOSからなるレギュレータ32cと、nMOS32dと、nMOSのゲートを制御するスイッチ回路32eとで構成されている。差動増幅器32aは、参照電圧VRFVおよび補償回路32bで生成される電圧V2を受け、ノードVGに所定の電圧を与える回路である。補償回路32bは、ダイオード接続されたnMOSおよび抵抗R3、R4を、ノードVGと接地VSSとの間に直列に配置している。電圧V2は、抵抗R3、R4の接続ノードに発生する電圧である。レギュレータ32cは、ゲートがノードVGに接続され、ドレインが電源電圧VDDを受け、ソースが内部電源電圧VIIを発生している。
FIG. 5 shows details of the internal power supply
nMOS32dは、ソースが接地され、ドレインがノードVGに接続されている。スイッチ回路32eは、低消費電力モード時にnMOS32dのゲートに電源電圧VDDを与える回路である。nMOS32dは、低消費電力モード時にスイッチ回路32eからの電源電圧VDDを受け、ノードVGを接地レベルに固定する。
The
この内部電源電圧発生回路32では、例えば、周囲温度の上昇により、レギュレータ32cの閾値が下がった際に、補償回路32bのnMOSの閾値がともに下がるため電圧V2が上昇する。差動増幅器32aは、電圧V2の上昇を受けてノードVGの電圧を下げる。そして、nMOS32cのソース・ドレイン間電流が一定にされ、内部電源電圧VIIは、一定になる。
In the internal power supply
基板電圧発生回路34は、発振回路34aとポンピング回路34bとで構成されている。発振回路34aは、制御信号VBBENの高レベルを受け、発振動作を開始し、発振信号OSCを出力する回路である。ポンピング回路34bは、発振回路34aからの発振信号OSCを受けて電荷の充放電を繰り返すキャパシタと、キャパシタの一端に接続され、ダイオード接続されたnMOSトランジスタとを有している。そして、アノードに接続されたp形基板の電荷をポンピング動作で引き抜くことで基板電圧VBBを下げている。基板電圧VBBを負にすることで、基板効果によるメモリセルの閾値の変動の影響が小さくなる等の効果が得られるので、メモリセルの特性が向上する。
The substrate
図6は、メモリコア38の要部の詳細を示している。メモリコア38は、メモリセルMC、nMOSスイッチ42a、42b、プリチャージ回路44およびセンスアンプ46を備えている。メモリセルMCは、データ転送用のnMOSとキャパシタとで構成されている。nMOSのゲートには、ワード線WL0(またはWL1)が接続されている。nMOSスイッチ42a、42bは、メモリセルMC側のビット線BL(または/BL)と、センスアンプSA側のビット線BL(または/BL)との接続を制御している。nMOSスイッチ42a、42bのゲートには、制御信号BTが供給されている。
FIG. 6 shows details of the main part of the
プリチャージ回路44は、3つのnMOS44a、44b、44cで構成されている。nMOS44aのソース・ドレインは、ビット線BL、/BLにそれぞれ接続されている。nMOS44b、44cのソース・ドレインの一方は、それぞれビット線BL、/BLに接続され、他方には、プリチャージ電圧VPRが供給されている。nMOS44a、44b、44cのゲートには、ビット線制御信号BRSが供給されている。
The
センスアンプ46は、2つのCMOSインバータの入力と出力を互いに接続して構成されている。各CMOSインバータの出力は、それぞれビット線/BL、BLに接続されている。各CMOSインバータのpMOSのソースおよびnMOSのソースは、電源線PSA、NSAにそれぞれ接続されている。各電源線PSA、NSAは、スタンバイ時とセンスアンプの非活性時にVPRレベルになり、ビット線の増幅時には、内部電源電圧VIIおよび接地電圧VSSにそれぞれ変化する。
The
図7は、上述した半導体記憶装置のパワーオン、低消費電力モードへの移行(エントリ)、および低消費電力モードからの解除(イグジット)の動作を示している。まず、パワーオンにより電源電圧VDDが徐々に上昇する(図7(a))。図3に示したVDD起動回路12は、電源電圧VDDが所定の電圧になるまで、起動信号STTCRXを非活性化(低レベル)している(図7(b))。この制御により、パワーオン時にローパワーエントリ回路14が誤動作してULP信号が活性化することが防止される。DRAMを制御する外部のコントローラ(CPU、メモリコントローラ等)は、CE2信号を電源電圧VDDが動作保証電圧VDDmin.になってから所定の期間T0後に高レベルにする(図7(c))。
FIG. 7 shows operations of power-on, transition to the low power consumption mode (entry), and release from the low power consumption mode (exit) of the semiconductor memory device described above. First, the power supply voltage VDD gradually rises upon power-on (FIG. 7 (a)). The
この後、DRAMは、スタンバイ状態になり、あるいは通常動作を実行する。外部のコントローラは、DRAMを低消費電力モードに移行する際、CE2信号を低レベルにする(図7(d))。ローパワーエントリ回路14は、STTCRX信号の高レベル時にCE2信号の立ち下がりエッジを受けて、ULP信号を活性化(高レベル)する(図7(e))。
Thereafter, the DRAM enters a standby state or performs a normal operation. When the external controller shifts the DRAM to the low power consumption mode, the CE2 signal is set to a low level (FIG. 7 (d)). The low
内部電圧発生回路18のローパスフィルタ22は、ULP信号の高レベルを受けて、参照電圧発生回路24への電源電圧VDDの供給を停止し、代わりにVSS供給回路36からの接地電圧VSSを供給する。参照電圧発生回路24は、この接地電圧VSSを受けて、参照電圧VPREF、VPRREFL、VPRREFH、VRFVを接地レベルにする。図4に示した昇圧回路28のnMOS28c、および図5に示した内部電源電圧発生回路32のnMOS32dはオフになる。この結果、昇圧回路28、プリチャージ電圧発生回路30、内部電源電圧発生回路32、および基板電圧発生回路34が非活性化され、動作を停止する。このため、低消費電力モード時には、従来動作していた全ての回路が停止する。したがって、低消費電力モード時の消費電力は、従来に比べ大幅に低減される。
The
これ等回路の非活性化により、ブースト電圧VPP、プリチャージ電圧VPR、内部電源電圧VII、基板電圧VBBの生成は停止される。しかし、ブースト電圧VPPおよび内部電源電圧VIIは、VDD供給回路26により電源電圧VDDになり、基板電圧VBBおよびプリチャージ電圧VPRは、VSS供給回路36により接地電圧VSSになる。したがって、チップ本体20の内部回路にリークパスが生じることが防止される。
Due to the inactivation of these circuits, generation of the boost voltage VPP, the precharge voltage VPR, the internal power supply voltage VII, and the substrate voltage VBB is stopped. However, boost voltage VPP and internal power supply voltage VII become power supply voltage VDD by
外部のコントローラは、低消費電力モードを解除する際、CE2信号を高レベルにする(図7(f))。ローパワーエントリ回路14は、CE2信号の高レベルを受けてULP信号を非活性化(低レベル)する(図7(g))。ローパスフィルタ22は、ULP信号の非活性化を受け、参照電圧発生回路24に電源電圧VDDを供給する。VDD供給回路26およびVSS供給回路36は、ULP信号の非活性化を受け、電源電圧VDDおよび接地電圧VSSの供給を停止する。そして、昇圧回路28、プリチャージ電圧発生回路30、内部電源電圧発生回路32、および基板電圧発生回路34が再び活性化され、動作を開始する。ここで、DRAMは、CE2信号の高レベルから時間T1後にアイドルモードになる。時間T1は、各内部電圧VPP、VPR、VII、VBBが所定の電圧に安定するまでの時間である。
When canceling the low power consumption mode, the external controller sets the CE2 signal to a high level (FIG. 7 (f)). In response to the high level of the CE2 signal, the low
図8は、第1の実施形態の半導体記憶装置を携帯電話に使用した例を示している。この携帯電話は回路基板上に本実施形態のDRAM、およびCPU、フラッシュメモリを搭載している。CPUは、DRAMおよびフラッシュメモリに対するデータの読み書きを制御している。DRAMは、ワークメモリとして使用され、フラッシュメモリは、携帯電話のオフ時および待ち状態時のバックアップメモリとして使用されている。 FIG. 8 shows an example in which the semiconductor memory device of the first embodiment is used for a mobile phone. This mobile phone has the DRAM, CPU, and flash memory of this embodiment mounted on a circuit board. The CPU controls reading and writing of data with respect to the DRAM and the flash memory. The DRAM is used as a work memory, and the flash memory is used as a backup memory when the mobile phone is off and in a standby state.
図9は、図8に示した携帯電話の使用状態を示している。この例では、携帯電話が待ち状態のときにDRAMは、CPUの制御により低消費電力モードになっている。このとき、DRAMの消費電力は、フラッシュメモリのスタンバイ時の消費電力と同程度である。 FIG. 9 shows a use state of the mobile phone shown in FIG. In this example, when the mobile phone is in a waiting state, the DRAM is in a low power consumption mode under the control of the CPU. At this time, the power consumption of the DRAM is approximately the same as the power consumption of the flash memory during standby.
この後、携帯電話が待ち状態から通話状態になると、CPUは、図8に示したCE2信号を高レベルにする。DRAMがアイドルモードになった後、フラッシュメモリに保持されているデータがDRAMに転送される(図9(a))。そして、通話中は、DRAMがワークメモリとして使用される。ここで、通話状態とは、データの伝送を含んでいる。 Thereafter, when the mobile phone changes from the standby state to the talking state, the CPU sets the CE2 signal shown in FIG. 8 to a high level. After the DRAM enters the idle mode, the data held in the flash memory is transferred to the DRAM (FIG. 9 (a)). During a call, DRAM is used as work memory. Here, the call state includes data transmission.
通話状態から待ち状態になると、DRAMのデータのうち保持の必要データがフラッシュメモリに待避される(図9(b))。この後、CPUは、CE2信号を低レベルにし、DRAMを低消費電力モードに移行させる。DRAMは、低消費電力モードにリフレッシュ動作を行わないため、不要なデータは消失される。電源のオフ時には、必要なデータは、フラッシュメモリに保持されている。 When the call state is changed to the waiting state, necessary data to be held among the DRAM data is saved in the flash memory (FIG. 9B). After that, the CPU changes the CE2 signal to a low level and shifts the DRAM to the low power consumption mode. Since DRAM does not perform a refresh operation in the low power consumption mode, unnecessary data is lost. When the power is turned off, necessary data is held in the flash memory.
このように、第1の実施形態のDRAMを携帯電話のワークメモリに適用することで、携帯電話の待ち状態時の消費電力は、大幅に低減される。なお、DRAMおよびフラッシュメモリの制御は、CPUではなく、専用のメモリコントローラ等を使用して行ってもよい。また、データの転送は、待ち状態と通話状態の切り替え時に限らず、通話中に必要に応じて行ってもよい。さらに、データのバックアップ用のメモリは、フラッシュメモリに限らずSRAMでもよい。データを携帯電話の基地局等のサーバに待避してもよい。 As described above, by applying the DRAM of the first embodiment to the work memory of the mobile phone, the power consumption in the standby state of the mobile phone is greatly reduced. The DRAM and flash memory may be controlled using a dedicated memory controller or the like instead of the CPU. The data transfer is not limited to switching between the waiting state and the call state, and may be performed as necessary during the call. Furthermore, the data backup memory is not limited to the flash memory, and may be an SRAM. Data may be saved in a server such as a mobile phone base station.
図10は、図8に示した携帯電話の制御状態を示すフローチャートである。まず、ステップS1において、パワーオン時に低消費電力モードへ移行することが防止される。具体的には、図7に示したように、VDD起動回路12のSTTCRX信号の活性化タイミングにより誤動作が防止される。
FIG. 10 is a flowchart showing a control state of the mobile phone shown in FIG. First, in step S1, the transition to the low power consumption mode is prevented when the power is turned on. Specifically, as shown in FIG. 7, malfunction is prevented by the activation timing of the STTCRX signal of the
次に、ステップS2において、CPUは、CE2信号を低レベルにし、DRAMを低消費電力モードに移行させる。ステップS3において、携帯電話は、待ち状態になる。次に、ステップS4において、CPUは、電源がオフされたかどうかを検出する。電源がオフされたときには、制御が終了する。電源がオフされないときには、制御はステップS5に移行する。 Next, in step S2, the CPU changes the CE2 signal to a low level and causes the DRAM to shift to the low power consumption mode. In step S3, the mobile phone enters a waiting state. Next, in step S4, the CPU detects whether the power is turned off. When the power is turned off, the control ends. When the power is not turned off, control proceeds to step S5.
ステップS5において、CPUは、通話状態になるまで待ち状態を繰り返す。通話状態になった場合、制御は、ステップS6に移行される。ステップS6において、CPUは、CE2信号を高レベルにし、DRAMを低消費電力モードからアイドルモードに移行させる。そして、図3に示した各電源回路28、30、32、34が再起動される。
In step S5, the CPU repeats the wait state until it enters a call state. If a call is entered, control is transferred to step S6. In step S6, the CPU sets the CE2 signal to a high level and causes the DRAM to shift from the low power consumption mode to the idle mode. Then, each
次に、ステップS7において、CPUは、フラッシュメモリ(Flash)に保持されているデータをDRAMに転送(復帰)する。次に、ステップS8において、通話あるいはデータ伝送が行われる。 Next, in step S7, the CPU transfers (returns) the data held in the flash memory (Flash) to the DRAM. Next, in step S8, a call or data transmission is performed.
ステップS9において、CPUは、待ち状態になったかどうかを検出する。待ち状態にならないときに、制御は再びステップS7に移行する、待ち状態になったときに、制御はステップS10に移行する。ステップS10において、CPUは、DRAMのデータのうち保持が必要データをフラッシュメモリに転送(待避)する。そして、制御は再びステップS2に移行され、携帯電話は、再び待ち状態になる。DRAMは低消費電力モードになる。 In step S9, the CPU detects whether or not it has entered a wait state. When it does not enter the waiting state, the control proceeds to step S7 again. When it enters the waiting state, the control proceeds to step S10. In step S10, the CPU transfers (saves) the data that needs to be held among the DRAM data to the flash memory. Control is then transferred again to step S2, and the mobile phone is again in a waiting state. DRAM goes into a low power consumption mode.
以上、本発明の半導体記憶装置およびその制御方法では、低消費電力モード時に、昇圧回路28、プリチャージ電圧発生回路30、内部電源電圧発生回路32、および基板電圧発生回路34の動作を停止した。このため、低消費電力モード時の消費電力を従来に比べ大幅に低減できる。低消費電力モード時に、ブースト電圧VPP、内部電源電圧VII、および基板電圧VBB、プリチャージ電圧VPRを、それぞれ電源電圧VDDおよび接地電圧VSSにした。このため、チップ本体20の内部回路にリークパスが生じることを防止でき、消費電力を低減できる。
As described above, in the semiconductor memory device and the control method thereof according to the present invention, the operations of the
従来より存在するCE2信号を利用してDRAMを低消費電力モードに移行した。このため、外部端子の種類および数を従来と同一にできる。したがって、DRAMを使用するユーザは、低消費電力モードの追加により、回路基板の大幅な変更を行う必要はない。パワーオン時に、VDD起動回路12は、電源電圧VDDが所定の電圧になるまで、起動信号STTCRXを非活性化(低レベル)した。このため、パワーオン時にローパワーエントリ回路14が誤動作してULP信号が活性化し、DRAMが低消費電力モードに移行することを防止できる。
The DRAM was shifted to the low power consumption mode using the existing CE2 signal. For this reason, the kind and number of external terminals can be made the same as in the past. Thus, users using DRAM do not need to make significant circuit board changes by adding a low power consumption mode. At power-on, the
パワーオン時に、CE2信号を電源電圧VDDが動作保証電圧VDDmin.になってから所定の期間T0後に高レベルにする仕様とした。このため、パワーオン時に誤って低消費電力モードに移行することを防止できる。したがって、本発明のDRAMを携帯電話のワークメモリに適用することで、携帯電話の待ち状態時の消費電力を大幅に低減できる。また、誤動作を防止できる。 At power-on, the CE2 signal is set to a high level after a predetermined period T0 after the power supply voltage VDD becomes the guaranteed operating voltage VDDmin. For this reason, it is possible to prevent erroneous shift to the low power consumption mode at the time of power-on. Therefore, by applying the DRAM of the present invention to the work memory of a mobile phone, the power consumption in the waiting state of the mobile phone can be greatly reduced. Moreover, malfunction can be prevented.
図11は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第2の実施形態を示している。なお、第1の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。 FIG. 11 shows a second embodiment of the semiconductor memory device, its operation method, and its control method according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same circuits as those described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態では、ローパワーエントリ回路50には、/CE1信号およびCE2信号が供給されている。コマンドデコーダ52には、/CE1信号、CE2信号および他の制御信号CNが供給されている。それ以外の構成は、上述した第1の実施形態と同一である。
In this embodiment, the low
図12は、ローパワーエントリ回路50の詳細を示している。ローパワーエントリ回路50は、タイミング調整回路54a、54bと、レベルシフタ56と、RSフリップフロップ58と、組み合わせ回路60とを有している。
FIG. 12 shows details of the low
タイミング調整回路54aは、一方の入力に遅延回路54cを接続した2入力NORゲートと、一方の入力に遅延回路54cを接続した2入力NANDゲートとを複数縦続に接続して形成されている。各遅延回路54cは、縦属接続された偶数個のインバータの間にMOS容量を配置している。タイミング調整回路54aは、チップイネーブル信号CE2Zの立ち下がりエッジを約100ns遅らせてノードND1に出力する機能を有している。CE2Z信号は、外部から供給されたCE2信号を入力バッファ(図示せず)で受けた信号である。タイミング調整回路54bは、タイミング調整回路54aと同一の回路である。タイミング調整回路54bは、ノードND3に伝達される信号の立ち下がりエッジを約100ns遅らせる機能を有している。
The
レベルシフタ56は、直列に接続されたpMOSおよびnMOSを2組有している。各nMOSのゲートは、ロウアドレスストローブ信号RASXの反転信号および同相の信号をそれぞれ受けている。RASX信号の反転信号および同相の信号を生成するインバータには、内部電源電圧VIIおよび接地電圧VSSが供給されている。RASX信号は、ワード線を活性化するときに低レベルになる制御信号である。pMOSのゲートには、対向するpMOSのドレインがそれぞれ接続されており、RASX信号の正論理をゲートで受けるnMOSのドレイン(出力ノード)は、RSフリップフロップ58に接続されている。各pMOSのソースには、電源電圧VDDが供給され、各nMOSのソースには、接地電圧VSSが供給されている。
The
RSフリップフロップ58は、2つの2入力NORゲートで構成されている。出力ノードND2に対応する一方の入力には、起動信号STTCRXが供給され、他方の入力には、レベルシフタ56の出力信号が供給されている。
The RS flip-
組み合わせ回路60は、ノードND1、ND2、およびチップイネーブル信号CE1Xの低レベルを受けて、出力ノードND3を低レベルにする回路である。CE1X信号は、外部から供給された/CE1信号を入力バッファ(図示せず)で受けた信号であり、負論理の信号である。そしてタイミング調整回路54bは、ノードND3の低レベルを受けて約100ns後にインバータを介してULP信号を活性化(高レベル)している。
The
図13は、ローパワーエントリ回路50の動作を示している。まず、パワーオン時にSTTCRX信号が低レベルになり、/CE1信号の電圧が電源電圧VDDに追従して上昇される。このようにすることで、誤動作が防止される。
FIG. 13 shows the operation of the low
パワーオンから所定時間後にSTTCRXが高レベルになる(図13(a))。この後、DRAMを制御する外部のコントローラは、CE2信号を高レベルにする(図13(b))。ここまでのタイミングは、第1の実施形態と同一である。CE2Z信号の高レベルにより、図12に示したノードND1は高レベルになる(図13(c))。 STTCRX goes high after a predetermined time from power-on (FIG. 13 (a)). Thereafter, the external controller that controls the DRAM sets the CE2 signal to a high level (FIG. 13B). The timing so far is the same as in the first embodiment. Due to the high level of the CE2Z signal, the node ND1 shown in FIG. 12 becomes high level (FIG. 13 (c)).
この後、イニシャルサイクルが実行され、RASX信号が低レベルになる(図13(d))。RSフリップフロップ58は、RASX信号の低レベルを受けて、ノードND2を高レベルにする(図13(e))。この後、図11に示した内部電圧発生回路18の動作が開始される。
Thereafter, an initial cycle is executed, and the RASX signal becomes low level (FIG. 13 (d)). In response to the low level of the RASX signal, the RS flip-
次に、低消費電力モードに移行するためのエントリコマンドが供給される。この実施形態では、CE2信号を低レベルにした後、所定時間後に/CE1信号を低レベルにすることで、DRAMは低消費電力モードに移行する。 Next, an entry command for shifting to the low power consumption mode is supplied. In this embodiment, the DRAM shifts to the low power consumption mode by setting the / CE1 signal to a low level after a predetermined time after setting the CE2 signal to a low level.
タイミング調整回路54aは、CE2Z信号の低レベルを受け、約100ns後にノードND1を低レベルにする(図13(f))。CE2Z信号の立ち下がりエッジから、100ns以上後にCE1X信号が低レベルにされる(図13(g))。図12に示した組み合わせ回路60は、CE1Z信号の低レベルおよびノードND1の低レベルを受けて、ノードND3を低レベルにする(図13(h))。タイミング調整回路54bは、ノードND3の低レベルを受け、約100ns後にインバータを介してULP信号を高レベルにする(図13(i))。そして、DRAMは、低消費電力モードになる。
The
このように、DRAMは、コマンド入力により、低消費電力モードに移行する。このとき、図12に示したレベルシフタ56のインバータには、内部電源電圧VIIの代わりに電源電圧VDDが供給される。このため、レベルシフタ56は、nMOSのゲートが確実にオフすることで、リークパスの発生が防止される。
As described above, the DRAM shifts to the low power consumption mode in response to the command input. At this time, the power supply voltage VDD is supplied to the inverter of the
また、低消費電力モードから解除する際は、まず、CE1X信号が高レベルにされる(図13(j))。組み合わせ回路60は、CE1Xの高レベルを受け、ノードND3を高レベルになり(図13(k))、ULP信号が低レベルになる(図13(l))。CE1X信号の立ち上がりエッジから、200μs後にCE2Z信号が高レベルにされる(図13(m))。CE2Z信号が高レベルにより、ノードND1が高レベルになる。この200μsの期間に内部電圧発生回路18が活性化され、各内部電圧VPP、VPR、VII、VBBが所定の電圧に安定する。
When canceling from the low power consumption mode, the CE1X signal is first set to a high level (FIG. 13 (j)). The
なお、内部電圧発生回路18の活性化動作、非活性化動作は、第1の実施形態と同様に行われる。すなわち、本実施形態における各回路の制御は、低消費電力モードのエントリ、イグジットがコマンド入力で行われることを除き、第1の実施形態と同一である。 The activation operation and the deactivation operation of the internal voltage generation circuit 18 are performed in the same manner as in the first embodiment. That is, the control of each circuit in the present embodiment is the same as that in the first embodiment except that entry and exit in the low power consumption mode are performed by command input.
この実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、/CE1信号およびCE2信号を使用したコマンド入力により、DRAMを低消費電力モードに移行でき、低消費電力モードを解除できる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Further, in this embodiment, the DRAM can be shifted to the low power consumption mode and the low power consumption mode can be released by command input using the / CE1 signal and the CE2 signal.
図14は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第3の実施形態を示している。なお、第1および第2の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。 FIG. 14 shows a third embodiment of the semiconductor memory device, its operation method, and its control method according to the present invention. The same circuits as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態では、ローパワーエントリ回路62に、低消費電力モード信号/LPが供給されている。低消費電力モード信号/LPは、DRAMを低消費電力モードに移行するための専用信号である。ローパワーエントリ回路62は、/LP信号の立ち下がりエッジを検出してDRAMを低消費電力モードに移行する。コマンドデコーダ52には、/CE1信号、CE2信号および他の制御信号CNが供給されている。それ以外の構成は、上述した第1の実施形態と同一である。
In this embodiment, the low
この実施形態のDRAMのパワーオン時および低消費電力モードへのエントリ時、イグジット時の動作タイミングは、図7に示したタイミング図において、CE2信号を/LP信号に置き換えた場合と同一である。この実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、専用の低消費電力モード信号/LPにより、確実にDRAMを低消費電力モードの移行・解除を行うことができる。 The operation timing at the time of exiting and entering the low power consumption mode of the DRAM of this embodiment is the same as when the CE2 signal is replaced with the / LP signal in the timing diagram shown in FIG. Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Furthermore, in this embodiment, the DRAM can be reliably switched to or released from the low power consumption mode by the dedicated low power consumption mode signal / LP.
図15および図16は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第4の実施形態におけるVII起動回路を示している。なお、第1の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。 FIG. 15 and FIG. 16 show the VII starter circuit in the fourth embodiment of the semiconductor memory device, its operating method and its control method of the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same circuits as those described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態では、図3(第1の実施形態)のVII起動回路10の代わりにVII起動回路70が、形成されている。その以外の構成は、図3と同一である。すなわち、この実施形態のDRAMは、図7に示したように、/CE1信号の高レベル期間に、CE2信号を低レベルに変化させることで低消費電力モードに移行し、低消費電力モード中に、CE2信号を高レベルに変化させることで低消費電力モードから解除される。
In this embodiment, a
VII起動回路70は、図15に示す解除検出回路72と、図16に示すレベル検出回路74およびパワーオン回路76とを有している。図15および図16において、論理回路には、電源電圧を示したものを除き電源電圧VDDが供給されている。
The
解除検出回路72は、検出回路72aと、レベルシフタ72bと、フリップフロップ72cとを有している。検出回路72aは、図3に示したローパワー信号ULPを受け、このULP信号の立ち下がりエッジに同期して低レベルのパルスLPLSを出力する。レベルシフタ72bは、ロウアドレスストローブ信号RASZの高レベル電圧(内部電源電圧VII)を外部電源電圧VDDに変換し、論理を反転させたロウアドレスストローブ信号RASX1を出力する。レベルシフタ72bは、図12に示したレベルシフタ56と同一の回路である。フリップフロップ72cは、検出回路72aからの低パルスを受けたとき、解除信号RELを高レベルにし、レベルシフタ72bからの低レベル(RASZ=高レベル)を受けたとき、解除信号RELを低レベルにする。
The
図16において、レベル検出回路74は、カレントミラー回路を含む差動増幅回路74aと、奇数個のインバータを含み差動増幅回路74aの出力を受けるインバータ列74bとを有している。差動増幅回路74aは、解除信号RELの高レベル時に活性化され、内部電源電圧VIIと参照電圧VREFとを比較し、比較結果をインバータ列74bに出力する。ここで、内部電源電圧VIIの生成回路は、外部から供給される電源電圧VDDの変動に依存せず、一定の値の内部電源電圧VIIを生成する。一方、参照電圧VREFは、電源電圧VDDに依存して変化する。
In FIG. 16, the
差動増幅回路74aからの出力電圧は、内部電源電圧VIIが参照電圧VREFより低いときに低くなる。差動増幅回路74aは、参照電圧VREFの微変動に差動増幅回路74aが応答することを防止するため、参照電圧VREFを受けるMOS容量74cを有している。また、差動増幅回路74aの動作中に、接地線に流れる電流を制限し、消費電力を低減するために、参照電圧VREFを受けるnMOS74dが、接地線への経路に配置されている。nMOS74dは、高抵抗として作用する。インバータ列74bの初段のインバータ74eは、入力信号の論理閾値を差動増幅回路74aの出力に合わせるために、nMOSを直列に接続している。
The output voltage from the
パワーオン回路76は、DRAMに電源電圧が供給されてから所定の期間、起動信号STTを高レベルにする。OR回路78は、高レベルの起動信号STTPZ、または高レベルのSTTを受けたとき、高レベルの起動信号STTVII(リセット信号)を出力する。起動信号STTVIIは、図3と同様に、チップ本体20に供給され、所定の内部回路を初期化する。
The power-on
図17は、上述したDRAMの低消費電力モードへの移行(エントリ)、および低消費電力モードからの解除(イグジット)の動作を示している。まず、CE2信号が低レベルにされると、図3に示したローパワーエントリ回路14により、DRAMは低消費電力モードに移行し、内部電源電圧VIIの生成回路は、動作を停止する。内部電源電圧VII(例えば通常動作時に2.0V)は、電源電圧VDD(例えば2.5V)になり(図17(a))、ULP信号は、高レベルになる(図17(b))。
FIG. 17 shows operations of transition (entry) of the DRAM to the low power consumption mode described above and release (exit) from the low power consumption mode. First, when the CE2 signal is set to a low level, the DRAM shifts to the low power consumption mode by the low
この後、CE2信号(図示せず)が高レベルにされると、DRAMが低消費電力モードから解除され、ULP信号は低レベルになる(図17(c))。すなわち、低消費電力モード中に受けたCE2信号の状態に応じて、DRAMは低消費電力モードから解除される。低消費電力モードの解除は、図3に示したローパワーエントリ回路14の制御により行われる。
Thereafter, when the CE2 signal (not shown) is set to the high level, the DRAM is released from the low power consumption mode, and the ULP signal is set to the low level (FIG. 17 (c)). That is, the DRAM is released from the low power consumption mode according to the state of the CE2 signal received during the low power consumption mode. The cancellation of the low power consumption mode is performed under the control of the low
図15の検出回路72aは、ULP信号の立ち下がりエッジを受けてLPLS信号を低レベル(パルス)にする(図17(d))。図15のフリップフロップ72cは、低レベルのLPLS信号を受けて、REL信号を高レベルにする(図17(e))。
The
一方、低消費電力モードからの解除により、内部電源電圧VIIの電源線と電源電圧VDDの電源線との接続が解除され、同時に、内部電源電圧VIIの生成回路が動作を開始する。生成回路が動作を開始してからしばらくの間、内部電源電圧VIIは、低下する(図17(f))。図16の差動増幅回路74aは、内部電源電圧VIIが参照電圧VREF(例えば1.25V)より低いとき、インバータ列74bに低レベルを出力する。インバータ列74bは、差動増幅回路74aからの低レベルを受けて、高レベルのSTTPZ信号を出力する(図17(g))。OR回路78は、高レベルのSTTPZ信号を受けて起動信号STTVIIを高レベルにする。起動信号STTVIIは、リセット信号として作用し、図3に示したチップ本体20の所定の内部回路が初期化される。
On the other hand, the release from the low power consumption mode releases the connection between the power supply line of the internal power supply voltage VII and the power supply line of the power supply voltage VDD, and at the same time, the generation circuit of the internal power supply voltage VII starts operation. The internal power supply voltage VII decreases for a while after the generation circuit starts operating (FIG. 17 (f)). The
低消費電力モードから解除された後、DRAMに動作コマンドが供給されることで、RASZ信号は高レベルにされ(図17(h))、REL信号は低レベルにされる(図17(i))。REL信号の低レベルにより、差動増幅回路74aは非活性化される。このように、内部電源電圧VIIが所定の電圧(参照電圧VREF)より低く、内電源電圧VIIが供給される内部回路の動作が保証できないときに、内部回路を初期化しておくことで、低消費電力モードからの解除時に、内部回路の誤動作が防止される。
After releasing from the low power consumption mode, the operation command is supplied to the DRAM, so that the RASZ signal is set to the high level (FIG. 17 (h)) and the REL signal is set to the low level (FIG. 17 (i)). ). Due to the low level of the REL signal, the
以上、この実施形態では、低消費電力モード中に受けたCE2信号の状態が、低消費電力モードの解除を求めているときに、低消費電力モードを解除した。したがって、外部からの制御信号により、チップを容易に低消費電力モードから解除できる。低消費電力モードの解除時に、内部電源電圧VIIが参照電圧VREFより低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号である起動信号STTVIIを活性化した。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。1つの制御信号(CE2信号)だけで、チップを低消費電力モードに移行し、チップを低消費電力モードから解除できる。 As described above, in this embodiment, the low power consumption mode is canceled when the state of the CE2 signal received during the low power consumption mode requires the low power consumption mode to be canceled. Therefore, the chip can be easily released from the low power consumption mode by an external control signal. When the low power consumption mode is released, the activation signal STTVII, which is a reset signal for initializing the internal circuit, is activated while the internal power supply voltage VII is lower than the reference voltage VREF. For this reason, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be surely reset, and malfunction of the internal circuit can be prevented. With only one control signal (CE2 signal), the chip can be shifted to the low power consumption mode and the chip can be released from the low power consumption mode.
図18は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第5の実施形態におけるレベル検出回路80を示している。なお、第1および第4の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、上述した第4の実施形態のレベル検出回路74の代わりにレベル検出回路80が形成されている。その以外の構成は、第4の実施形態と同一である。
FIG. 18 shows a
レベル検出回路80は、内部電源電圧VIIと参照電圧VREFとを比較する差動増幅回路80a、偶数個のインバータを含むインバータ列80bと、ワード線(図示せず)の昇圧電圧VPPと外部からの電源電圧VDDとを比較する差動増幅回路80c、偶数個のインバータを含むインバータ列80dと、NANDゲート80eとを有している。昇圧電圧VPPは、チップ内部に形成された昇圧回路により生成される。差動増幅回路80a、80cは、図16の差動増幅回路74aと同一であり、高レベルのREL信号を受けて活性化される。インバータ列80b、80dは、図16のインバータ列74bの初段のインバータと次段のインバータとで構成されている。インバータ列80bは、差動増幅回路80aの出力を受け、受けた論理レベルを起動信号STT1XとしてNANDゲート80eに出力している。インバータ列80dは、差動増幅回路80cの出力を受け、受けた論理レベルを起動信号STT2XとしてNANDゲート80eに出力している。NANDゲート80eは、負論理のOR回路として動作し、起動信号STTPZを出力している。
The
図19は、上述したDRAMの低消費電力モードへの移行(エントリ)、および低消費電力モードからの解除(イグジット)の動作を示している。まず、CE2信号が低レベルにされ、DRAMが低消費電力モードに移行すると、内部電源電圧VIIの生成回路および昇圧電圧VPPの生成回路は、動作を停止する。内部電源電圧VII(例えば通常動作時に2.0V)および昇圧電圧VPP(例えば通常動作時に3.7V)は、電源電圧VDD(例えば2.5V)になる(図19(a))。ULP信号は、高レベルになる(図19(b))。 FIG. 19 shows operations of transition (entry) to the low power consumption mode of the above-described DRAM and release (exit) from the low power consumption mode. First, when the CE2 signal is set to a low level and the DRAM shifts to the low power consumption mode, the generation circuit for the internal power supply voltage VII and the generation circuit for the boost voltage VPP stop operating. The internal power supply voltage VII (eg, 2.0 V during normal operation) and the boosted voltage VPP (eg, 3.7 V during normal operation) become the power supply voltage VDD (eg, 2.5 V) (FIG. 19A). The ULP signal becomes high level (FIG. 19 (b)).
この後、CE2信号が高レベルにされると、DRAMが低消費電力モードから解除され、ULP信号は低レベルになる(図19(c))。そして、図17と同様に、LPLS信号が低レベル(パルス)にされ(図19(d))、REL信号が高レベルにされる(図19(e))。 Thereafter, when the CE2 signal is set to the high level, the DRAM is released from the low power consumption mode, and the ULP signal is set to the low level (FIG. 19 (c)). As in FIG. 17, the LPLS signal is set to a low level (pulse) (FIG. 19 (d)), and the REL signal is set to a high level (FIG. 19 (e)).
一方、低消費電力モードからの解除により、内部電源電圧VIIの電源線と電源電圧VDDの電源線との接続が解除され、内部電源電圧VIIの生成回路が動作を開始する。生成回路が動作を開始してからしばらくの間、内部電源電圧VIIは、低下する(図19(f))。内部電源電圧VIIが参照電圧VREF(例えば1.25V)より低い期間、低レベルのSTT1X信号が出力される(図19(g))。同様に、昇圧電圧VPPの電源線と電源電圧VDDの電源線との接続が解除され、昇圧電圧VPPの生成回路が動作を開始する。生成回路が動作を開始してからしばらくの間、昇圧電圧VPPは、低下する(図19(h))。昇圧電圧VPPが電源電圧VDDより低い期間、低レベルのSTT2X信号が出力される(図19(i))。 On the other hand, by releasing from the low power consumption mode, the connection between the power supply line of the internal power supply voltage VII and the power supply line of the power supply voltage VDD is released, and the generation circuit of the internal power supply voltage VII starts operating. The internal power supply voltage VII decreases for a while after the generation circuit starts operating (FIG. 19 (f)). While the internal power supply voltage VII is lower than the reference voltage VREF (for example, 1.25 V), the low-level STT1X signal is output (FIG. 19 (g)). Similarly, the connection between the power supply line of the boost voltage VPP and the power supply line of the power supply voltage VDD is released, and the generation circuit of the boost voltage VPP starts operation. The boosted voltage VPP decreases for a while after the generation circuit starts operating (FIG. 19 (h)). While the boosted voltage VPP is lower than the power supply voltage VDD, a low level STT2X signal is output (FIG. 19 (i)).
図18のNANDゲート80eは、STT1X信号またはSTT2X信号が低レベルの期間、高レベルのSTTPZ信号を出力する(図19(j))。STTPZ信号が高レベルの期間、起動信号STTVII(図16)が高レベルにされる。起動信号STTVIIは、リセット信号として作用し、図3に示したチップ本体20の所定の内部回路を初期化する。
The NAND gate 80e in FIG. 18 outputs a high level STTPZ signal while the STT1X signal or the STT2X signal is at a low level (FIG. 19 (j)). During the period when the STTPZ signal is at a high level, the activation signal STTVII (FIG. 16) is set at a high level. The activation signal STTVII acts as a reset signal and initializes a predetermined internal circuit of the
低消費電力モードから解除された後、DRAMが動作することで、図17と同様にRASZ信号は高レベルにされ(図19(k))、REL信号は低レベルにされる(図19(l))。REL信号の低レベルにより、差動増幅回路80a、80cは非活性化される。
As the DRAM operates after the release from the low power consumption mode, the RASZ signal is set to the high level (FIG. 19 (k)) and the REL signal is set to the low level (FIG. 19 (l)). )). Due to the low level of the REL signal, the
この実施形態においても、上述した第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、低消費電力モードの解除時に、内部で生成される昇圧電圧VPPが外部からの電源電圧VDDより低い期間、内部回路を初期化するための起動信号STTVIIを活性化した。より具体的には、低消費電力モードの解除時に、内部電源電圧VIIおよび内部で生成される昇圧電圧VPPの少なくとも一方が、それぞれ参照電圧VREFおよび電源電圧VDDより低い期間、内部回路を初期化するための起動信号STTVIIを活性化した。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路をさらに確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the above-described fourth embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, when the low power consumption mode is released, the activation signal STTVII for initializing the internal circuit is activated for a period in which the internally generated boosted voltage VPP is lower than the external power supply voltage VDD. More specifically, when the low power consumption mode is released, the internal circuit is initialized while at least one of the internal power supply voltage VII and the internally generated boosted voltage VPP is lower than the reference voltage VREF and the power supply voltage VDD, respectively. The activation signal STTVII for activated. For this reason, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be reset more reliably, and malfunction of the internal circuit can be prevented.
図20は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第6の実施形態における起動信号生成回路を示している。なお、第1および第4の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態のDRAMは、第4の実施形態の解除検出回路72およびレベル検出回路72の代わりに、起動信号生成回路82が形成されている。その以外の構成は、図3(第1の実施形態)と同一である。
FIG. 20 shows a start signal generation circuit in a sixth embodiment of the semiconductor memory device, the operation method thereof and the control method thereof according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same circuits as those described in the first and fourth embodiments, and detailed description thereof will be omitted. In the DRAM of this embodiment, an activation
起動信号生成回路82は、CE2信号の反転信号であるCE2X信号(内部信号)を受けるCMOSインバータ82aと、CMOSインバータの出力に接続されたMOS容量82bと、CMOSインバータの出力および参照電圧VREFを受ける差動増幅回路82cとで構成されている。差動増幅回路82cは、カレントミラー回路を有しており、ノードND4の電圧が参照電圧VREFより低いときに、起動信号STTPZを高レベルにする。
The start
CMOSインバータ82aのpMOSは、チャネル長を長くしてオン抵抗が高くされている。そして、CMOSインバータ82aのpMOSとMOS容量82bとでCR時定数回路が構成されている。トランジスタのオン抵抗を利用してCR時定数回路を構成することで、拡散抵抗を利用した場合に比べレイアウト面積を小さくできる。
The pMOS of the
図21は、上述したDRAMの低消費電力モードへの移行(エントリ)、および低消費電力モードからの解除(イグジット)の動作を示している。まず、CE2信号が低レベルにされると、CE2X信号が高レベルになり、DRAMが低消費電力モードに移行する。内部電源電圧VIIの生成回路および昇圧電圧VPPの生成回路は、動作を停止する。図20のCMOSインバータ82aは、高レベルのCE2X信号を受け、nMOSをオンし、ノードND4を低レベルにする(図21(a))。差動増幅回路82cは、ノードND4の電圧が参照電圧VREFより低いときに、STTPZ信号を高レベルにする(図21(b))。
FIG. 21 shows operations of the transition (entry) of the DRAM to the low power consumption mode and the release (exit) from the low power consumption mode. First, when the CE2 signal is set to the low level, the CE2X signal is set to the high level, and the DRAM shifts to the low power consumption mode. The internal power supply voltage VII generation circuit and the boost voltage VPP generation circuit stop operating. The
この後、/CE2信号が高レベルにされ、CE2X信号が低レベルにされると、DRAMが低消費電力モードから解除される(図21(c))。図20のCMOSインバータ82は、低レベルのCE2X信号を受け、pMOSをオンし、ノードND4を高レベルにする(図21(d))。このとき、pMOSのオン抵抗とCMOS容量による時定数に応じて、ノードND4の電圧は、徐々に上昇する。差動増幅回路82cは、ノードND4の電圧が参照電圧VREFより高くなったときに、STTPZ信号を低レベルにする(図21(e))。
Thereafter, when the / CE2 signal is set to the high level and the CE2X signal is set to the low level, the DRAM is released from the low power consumption mode (FIG. 21 (c)). The
この結果、低消費電力モードの解除から期間T2の間、STTPZ信号(リセット信号)は活性化(高レベル)され、内部回路は初期化される。期間T2は、低消費電力モードの解除後に、内部電源電圧VIIが所定の電圧より低く、内電源電圧VIIが供給される内部回路の動作が保証できない期間に対応して設定される。すなわち、起動信号生成回路82は、期間T2を生成するタイマとして動作する。
As a result, during the period T2 from the cancellation of the low power consumption mode, the STTPZ signal (reset signal) is activated (high level), and the internal circuit is initialized. The period T2 is set corresponding to a period in which the internal power supply voltage VII is lower than a predetermined voltage and the operation of the internal circuit to which the internal power supply voltage VII is supplied cannot be guaranteed after the low power consumption mode is released. That is, the activation
この実施形態においても、上述した第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、低消費電力モードの解除時に、起動信号生成回路82をタイマとして動作させてSTTPZ信号を生成し、低消費電力モードの解除後に期間T2の間、内部回路を初期化した。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the above-described fourth embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, when the low power consumption mode is released, the start
起動信号生成回路82を、CR時定数回路として動作させたので、期間T2を、CR時定数回路に伝搬される信号の伝搬遅延時間に基づいて設定することができる。このため、内部回路のリセット期間を簡易な回路で設定できる。pMOSのオン抵抗を利用してCR時定数回路を形成したため、起動信号生成回路82のレイアウト面積を小さくできる。
Since the activation
図22は、本発明の半導体記憶装置、その動作方法およびその制御方法の第7の実施形態を示している。なお、第1の実施形態で説明した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。 FIG. 22 shows a seventh embodiment of the semiconductor memory device, its operation method, and its control method according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same circuits as those described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態では、DRAMは、VII起動回路10、VDD起動回路12、ローパワーエントリ回路84、コマンドデコーダ16、内部電圧発生回路86、およびチップ本体88を備えている。内部電圧発生回路86は、ローパスフィルタ22、参照電圧発生回路24、VPP検出回路90、昇圧回路92、プリチャージ電圧発生回路94、内部電源電圧発生回路96、VBB検出回路98、および基板電圧発生回路100を有している。チップ本体88は、メモリコア38、周辺回路40、分周回路102、および発振回路104を有している。分周回路102および発振回路104は、セルフリフレッシュモード時に自動的にリフレッシュ動作を実行するためのタイミング信号を生成する制御回路である。
In this embodiment, the DRAM includes a
図23は、参照電圧発生回路24の詳細を示している。参照電圧発生回路24は、参照電圧VREFを生成する基準電圧発生回路24a、pMOSからなるスタータ回路24b、差動増幅器24c、およびレギュレータ24dを有している。
FIG. 23 shows details of the reference
基準電圧発生回路24aは、pMOSで構成されるカレントミラー回路、カレントミラー回路と直列にそれぞれ接続された2つのnMOS、および一方のnMOSのソースと接地線VSSとの間に接続された抵抗を有している。基準電圧発生回路24aの出力は、一方のnMOSのゲートおよび他方のnMOSのドレインに接続されており、このノードから参照電圧VREFが発生している。他方のnMOSのゲートは、一方のnMOSのソースに接続されている。
The reference
スタータ回路24bは、パワーオン後に起動信号STTCRXが活性化されている期間、参照電圧VREFを高レベルにする。差動増幅器24cは、pMOSで構成されたカレントミラー部、nMOSで構成された差動入力部、およびゲートに参照電圧VREFが供給され、差動入力部を接地線VSSに接続するnMOSを有している。差動入力部の一方のnMOSのゲートには、基準電圧VREFが供給され、他方のnMOSのゲートには、参照電圧VRFVが供給されている。
The
レギュレータ24dは、電源線VDDと接地線VSSの間に、pMOSと5つの抵抗を直列に接続して構成されている。各素子の接続ノードからは、それぞれ参照電圧VRFV、VPREF、VPRREFL、VPRREFHが出力されている。接地線VSSに接続された抵抗の両端には、ローパワー信号NAPXで制御されたnMOSのソースおよびドレインが接続されている。接地線VSSに接続された抵抗は、ローパワー信号NAPXが活性化(低レベル)されたときバイパスされる。このため、低消費電力モード中に、参照電圧VRFV、VPREF、VPRREFL、VPRREFHのレベルは低下する。
The
図24は、内部電源電圧発生回路96の詳細を示している。内部電源電圧発生回路96は、図5に示した第1の実施形態のVII内部電源電圧発生回路32からスイッチ回路32eおよびnMOS32dを削除し、安定化容量96a、スイッチ96b、およびnMOS96cを追加して形成されている。安定化容量96aは、内部電源線VIIに供給される電荷の一部を蓄え、電源ノイズ等による電源電圧VIIの変動を小さくする。スイッチ96bは、例えば、CMOS伝達ゲートで形成されている。内部電源線VIIと接地線VSSとの間に配置されたnMOS96cのゲートは、インバータを介してローパワー信号NAPXの反転論理が入力されている。
FIG. 24 shows details of the internal power supply
スイッチ96bは、ローパワー信号NAPXの活性化時にオフされ、レギュレータ32cと内部回路との接続を遮断する。このとき、nMOS96cはオンし、内部電源線VIIは、接地電圧(0V)になる。内部回路に電源電圧VIIが供給されないため、低消費電力モード中に内部回路のトランジスタ等のリーク電流は発生しない。すなわち、内部回路の消費電力をゼロにできる。この時、レギュレータ32cと安定化容量96aとの接続は維持されており、安定化容量96aは、通常動作時と同様に電荷を蓄えられる。
The
低消費電力モードの解除後、ローパワー信号NAPXの非活性化により、スイッチ96bがオンし、同時にnMOS96cがオフし、レギュレータ32cと内部回路とが接続される。このとき、レギュレータ32cから与えられる電荷の他に、安定化容量に蓄えられた電荷が、内部電源線VIIに供給され、内部電源電圧VIIが上昇し、内部回路に供給される。この結果、内部回路は、低消費電力モードの解除後すぐに動作できる。
After the low power consumption mode is released, the low power signal NAPX is deactivated, so that the
図25は、昇圧回路92、VPP検出回路90、基板電圧発生回路100、およびVBB検出回路98を示している。
FIG. 25 shows a
昇圧回路92は、昇圧イネーブル信号VPPENの活性化により動作する発振回路106、および複数のユニット108、110を有している。ユニット108は、発振回路106からのパルス信号PLS1〜PLS6を受け、ローパワー信号NAPXの活性化時にブースト電圧VPPを生成する。ユニット110は、ローパワー信号NAPXにかかわらず、発振回路106からのパルス信号PLS1〜PLS6を受けたとき常にブースト電圧VPPを生成する。ローパワー信号NAPXの活性化に基づいてユニット108が動作を停止することで、低消費電力モード時に昇圧回路92の消費電力が下がる。後述するように、低消費電力モード中、リフレッシュ動作は実行されないため、昇圧回路92の駆動能力は低下しても問題ない。動作モードにかかわらず常時動作させるユニット110の数は、低消費電力モードからの復帰後、通常動作またはリフレッシュ動作を実行するまで時間(製品仕様)に応じて決められる。
The
基板電圧発生回路100は、基板電圧検知信号VBBDETの活性化およびローパワー信号NAPXの非活性化により動作する複数のユニット112、および基板電圧検知信号VBBDETの活性化により動作する複数のユニット114を有している。ローパワー信号NAPXの活性化に基づいてユニット112が動作を停止することで、低消費電力モード中に基板電圧発生回路100の消費電力が下がる。動作モードにかかわらず常時動作させるユニット114の数は、低消費電力モードからの復帰後、通常動作またはリフレッシュ動作を実行するまで時間(製品仕様)に応じて決められる。
The substrate
図26は、昇圧回路92のユニット108の詳細を示している。ユニット108は、nMOSからなる4つのキャパシタ108a、108b、108c、108d、およびスイッチとして動作するpMOS108e、108fを有している。キャパシタ108a、108b、108c、108dの一端は、ローパワー信号NAPXの非活性化時に、それぞれパルス信号PLS1、PLS2、PLS3、PLS4の反転論理を受ける。キャパシタ108a〜108dの他端は、ダイオード接続された複数のnMOSを介して電源線VDDに接続されている。pMOS108e、108fのゲートは、ローパワー信号NAPPXの非活性化時に、論理ゲートを介してそれぞれパルス信号PLS5、PLS6を受ける。
FIG. 26 shows details of the
パルス信号PLS1、PLS2、PLS5と、パルス信号PLS3、PLS4、PLS6とは互いに逆相である。ローパワー信号NAPXおよびパルス信号PLS5、PLS6の高レベル電圧は、pMOS108e、108fは、確実にオフするためにブースト電圧VPPと同一にされている。キャパシタ108a、108bおよび108c、108dは、入力されたパルス信号PLS1、PLS2、PLS3、PLS4に応じて交互に充放電される。pMOS108e、108fは、キャパシタ108a、108b、キャパシタ108c、108dのポンピング動作に同期して交互にオンする。そして、このポンピング動作により、電源電圧VDDがブースト電圧VPPに昇圧される。ユニット108は、ローパワー信号NAPXの活性化時に動作を停止する。
The pulse signals PLS1, PLS2, and PLS5 and the pulse signals PLS3, PLS4, and PLS6 are out of phase with each other. The high level voltages of the low power signal NAPX and the pulse signals PLS5 and PLS6 are the same as the boost voltage VPP in order to ensure that the
図27は、昇圧回路92のユニット110の詳細を示している。ユニット110は、ユニット108からローパワー信号NAPX、NAPPXの論理を除いた回路である。すなわち、ユニット110は、電源オンの後、常に動作し、ブースト電圧VPPを生成する。
FIG. 27 shows details of the
図28は、VPP検出回路90の詳細を示している。VPP検出回路90は、差動増幅回路90aおよびこの差動増幅回路90aの一方の入力に電圧を与える電圧発生回路90bを有している。
FIG. 28 shows details of the
差動増幅回路90aは、pMOSで構成されたカレントミラー部90c、およびnMOSで構成された1対の差動入力部90d、90eを有している。差動入力部90d、90eの入力は、ともに参照電圧VPREFと、電圧発生回路90bからブースト電圧VPPのレベルをシフトして生成した制御電圧VPP2とを受けている。差動入力部90dは、常時オンしているnMOSを介して接地線VSSに接続され、差動入力部90eは、ローパワー信号NAPXの非活性化時にオンするnMOSを介して接地線VSSに接続されている。
The
すなわち、差動入力部90dは、常に動作し、差動入力部90eは、ローパワー信号NAPXの非活性化時のみ動作する。低消費電力モード中に、差動入力部90eが動作を停止するため、消費電力が低減される。差動増幅回路90aは、制御電圧VPP2が参照電圧VPREFより低いときに、昇圧イネーブル信号を活性化(高レベル)する。
That is, the
電圧発生回路90bは、ブースト電圧VPPの発生ノードと接地線VSSとの間に、3つの抵抗を直列に接続して構成されている。ブースト電圧VPPの発生ノード側の抵抗の他端から、制御電圧VPP2が出力されている。接地線VSSに接続された抵抗の両端には、ローパワー信号NAPXで制御されるnMOSのソースおよびドレインがそれぞれ接続されている。接地線VSSに接続された抵抗は、ローパワー信号NAPXが活性化されたときバイパスされる。このため、低消費電力モード中に、制御電圧VPP2のレベルは低下する。
The
図29は、基板電圧発生回路100のユニット112の詳細を示している。ユニット112は、発振回路112aと、ポンピング回路112bとを有している。発振回路112aは、奇数段の論理ゲートからなるリングオシレータとして構成されている。発振回路112aは、基板電圧検知信号VBBDETが活性化され、ローパワー信号NAPXが非活性化されたときに動作する。
FIG. 29 shows details of the
ポンピング回路112bは、電源線VDDとポンピングノードPNDの間に3つのpMOSおよび1つのnMOSを直列に接続した電圧供給部112c、ポンピングノードPNDにゲートが接続されたpMOSからなるキャパシタ112d、ポンピングノードPNDが高レベルのときにポンピングノードPNDと接地線VSSとを接続するnMOS112e、およびポンピングノードPNDと基板ノードVBBとを接続するダイオード接続されたnMOS112fを有している。
The
ポンピング回路112bでは、電圧供給部112cのpMOSおよびnMOSと、キャパシタ112dとが発振回路112aからのクロック信号を受けることで、ポンピングノードPNDは、交互に接地電圧および負電圧になる。そして、ポンピングノードPNDが負電圧になったときに、基板ノードVBBの電荷が引き抜かれ、基板ノードVBBが負電圧になる。ユニット112は、低消費電力モード中(ローパワー信号NAPXが活性化中)、動作を停止する。
In the
図30は、基板電圧発生回路100のユニット114の詳細を示している。ユニット114は、発振回路114aと、ポンピング回路114bとで構成されている。発振回路114aは、ユニット112の発振回路112aからローパワー信号NAPXの論理を除いた回路である。すなわち、発振回路114aは、低消費電力モード中も基板電圧検知信号VBBDETに応じて動作し基板電圧VBBを生成する。ポンピング回路114bは、ユニット112のポンピング回路112bと同一の回路である。
FIG. 30 shows details of the
図31は、VBB検出回路98の詳細を示している。VBB検出回路98は、2つの検出ユニット98a、98b、およびこれ等ユニット98a、98bの検出結果のOR論理を基板電圧検知信号VBBDETとして出力するOR回路98cを有している。
FIG. 31 shows details of the
検出ユニット98aは、内部電源線VIIと接地線VSSとの間に抵抗、pMOS、抵抗を直列に接続した基準電圧発生部98d、2つのnMOSが直列に接続されたレベル検出部98e、pMOS負荷回路を介してpMOSが電源線VIIに接続されたCMOSインバータ98f、およびレベル検出部98fの出力ノードNOUT1を接地線VSSに接続するnMOS98gを有している。基準電圧発生部98dのpMOSのゲートおよびnMOS98gnゲートは、ローパワー信号NAPXを受けている。このため、検出ユニット98aは、通常動作モード時に非活性化され、低消費電力モード時に活性化される。レベル検出部98eの出力ノードNOUT1の電圧は、活性化時に基板電圧VBBの上昇とともに上昇する。この実施例では、CMOSインバータ98fは、基板電圧VBBが−0.5Vまで上昇したとき、レベル検出部98dでの検出結果(出力ノードNOUT1の電圧)を受けて低レベルを出力する。OR回路98cは、CMOSインバータ98fからの低レベルを受けたとき、基板電圧検知信号VBBDETを活性化する。
The
検出ユニット98bは、基準電圧発生部98dのpMOSのゲートおよびnMOS98gのゲートにローパワー信号NAPXの反転論理が供給されている。それ以外の構成は、検出ユニット98aと同一である。この実施例では、CMOSインバータ98fは、通常動作モード時に、基板電圧VBBが−1.0Vまで上昇したとき、レベル検出部98eでの検出結果(出力ノードNOUT1の電圧)を受けて低レベルを出力する。検出ユニット98bの基準電圧発生部98dの出力は、ローパワー信号NAPXの低レベル時(低消費電力モード中)に接地電圧VSS(0V)になる。このため、レベル検出部98eの出力ノードNOUT2は、常に低レベルになる。すなわち、検出ユニット98bは、低消費電力モード中、非活性化される。
In the
したがって、VBB検出回路98は、通常動作モード時に、検出ユニット98bのみを使用して、基板電圧VBBが−1.0Vまで上昇したときに基板電圧検知信号VBBDETを活性化する。基板電圧検知信号VBBDETの活性化により、図29および図30に示した基板電圧発生回路100のユニット112、114が動作し、基板電圧VBBは、低下する。
Therefore, the
また、VBB検出回路98は、低消費電力モード時に、ローパワー信号NAPXの活性化を受けて、検出ユニット98aを活性化し、検出ユニット98bを非活性化する。この結果、VBB検出回路98の消費電力が低減される。基板電圧VBBのレベルは、低消費電力モード中、検出ユニット98aのみで検出されるため、基板電圧VBBが−0.5Vまで上昇したときに基板電圧検知信号VBBDETが活性化される。基板電圧VBBの検出レベル(絶対値)が低くなるため、基板電圧発生回路100が生成する基板電圧VBBの絶対値が小さくなる。すなわち、低消費電力モード中は、通常動作モード時に比べ基板電圧発生回路100の動作が抑えられる。この結果、消費電力を低減できる。基板電圧VBBと接地電圧VSSとの差が小さくなるため、基板リークの量は減る。したがって、基板電圧検知信号VBBDETの発生頻度は下がり、基板電圧発生回路100の動作頻度は下がる。この結果、消費電力をさらに低減できる。
Further, the
図32は、プリチャージ電圧発生回路94の詳細を示している。プリチャージ電圧発生回路94は、差動増幅回路94a、94b、およびVPR発生部94cを有している。
FIG. 32 shows details of the precharge
差動増幅回路94aは、pMOSで構成されたカレントミラー部94dと、nMOSで構成された1対の差動入力部94e、94fを有している。差動入力部94e、94fの入力は、ともに参照電圧VPRREFLとプリチャージ電圧VPRとを受けている。差動入力部94eは、常時オンしているnMOSを介して接地線VSSに接続され、差動入力部94fは、ローパワー信号NAPXの非活性化時にオンするnMOSを介して接地線VSSに接続されている。
The
すなわち、差動入力部94eは、常に動作し、差動入力部94fは、ローパワー信号NAPXの非活性化時のみ動作する。低消費電力モード中に、差動入力部94fが動作を停止するため、消費電力が低減される。差動増幅回路94aは、参照電圧VPRREFLがプリチャージ電圧VPRより高いときに、出力ノードNOUT3を低レベルにする。
That is, the differential input unit 94e always operates, and the
差動増幅回路94bは、nMOSで構成されたカレントミラー部94gと、pMOSで構成された1対の差動入力部94h、94iを有している。差動入力部94h、94iの入力は、ともに参照電圧VPRREFHとプリチャージ電圧VPRとを受けている。差動入力部94gは、常時オンしているpMOSを介して電源線VDDに接続され、差動入力部94iは、ローパワー信号NAPXの非活性化時にオンするpMOSを介して電源線VDDにに接続されている。
The
差動入力部94hは、常に動作し、差動入力部94iは、ローパワー信号NAPXの非活性化時のみ動作する。低消費電力モード中に、差動入力部94iが動作を停止するため、消費電力が低減される。差動増幅回路94bは、参照電圧VPRREFHがプリチャージ電圧VPRより低いときに、出力ノードNOUT4を低レベルにする。
The
VPR発生部94cは、電源線VDDと接地線VSSの間に直列に接続されたpMOSとnMOSとを有している。pMOSのゲートは、出力ノードNOUT3を接続している。nMOSのゲートは、出力ノードNOUT4を接続している。pMOSおよびnMOSのドレインからプリチャージ電圧VPRが出力されている。プリチャージ電圧VPRは、メモリコア38におけるビット線対のイコライズ電圧およびメモリセルのプレート電圧として使用される。
The VPR generator 94c includes a pMOS and an nMOS connected in series between the power supply line VDD and the ground line VSS. The gate of the pMOS is connected to the output node NOUT3. The gate of the nMOS is connected to the output node NOUT4. The precharge voltage VPR is output from the drains of the pMOS and nMOS. The precharge voltage VPR is used as an equalize voltage of a bit line pair in the
低消費電力モード中に差動入力部94f、94iを非活性化することで、プリチャージ電圧VPRの変化に対するプリチャージ電圧発生回路94の応答は悪くなる。しかし、後述するように、低消費電力モード中、読み書き動作およびリフレッシュ動作は実行されないため、プリチャージ電圧発生回路94の応答が低下しても問題ない。
By deactivating the
図33は、発振回路104の詳細を示している。発振回路104は、奇数段のCMOSインバータを縦続接続したリングオシレータ104a、およびリングオシレータ104aから発振信号OSCZを取り出すためのバッファ104bを有している。図中の破線枠は、リングオシレータ104aの段数(セルフリフレッシュの周期)を調整するスイッチである。これ等スイッチのオン、オフは、ポリシリコンヒューズの溶断、あるいは配線層のホトマスクのレイアウトパターンにより設定される。この例では、リングオシレータ104aの段数は、7段に設定されている。CMOSインバータのpMOSおよびnMOSのソースは、それぞれpMOS負荷およびnMOS負荷を介して内部電源線VIIおよび接地線VSSに接続されている。pMOS負荷およびnMOS負荷のゲートは、それぞれ制御電圧PCNTL、NCNTLで制御されている。
FIG. 33 shows details of the
また、発振回路104は、ローパワー信号NAPXの制御を受けるpMOSおよびnMOSを有している。ローパワー信号NAPXの活性化時に、これ等pMOSがオンすることで、リングオシレータ104aの所定のノードは、高レベルに固定され、これ等nMOSがオフすることで、CMOSインバータのnMOSと接地線VSSとの接続が遮断される。この結果、低消費電力モード中、発振回路104は動作を停止する。
The
図34は、発振回路104に内蔵された制御電圧PCNTL、NCNTLの生成回路116を示している。生成回路116は、内部電源線VIIと接地線VSSとの間に直列に接続されたpMOS、pMOSダイオード、および抵抗と、内部電源線VIIと接地線VSSとの間に直列に接続された抵抗、nMOSダイオード、およびnMOSと、制御電圧PCNTLを発生するノードと内部電源線VIIとの間に配置されたMOS容量と、制御電圧NCNTLを発生するノードと接地線VSSとの間に配置されたMOS容量とを有している。
FIG. 34 shows a
制御電圧PCNTLは、pMOSダイオードと抵抗との接続ノードから発生しており、内部電源電圧VIIの変動に対応して変化する。制御電圧NCNTLは、nMOSダイオードと抵抗との接続ノードから発生しており、接地電圧VSSの変動に対応して変化する。このため、図33に示したCMOSインバータのpMOSおよびnMOSのソース・ゲート間電圧は常に一定になり、リングオシレータ104aの発振周期は、内部電源電圧VIIの変動によらず一定になる。MOS容量は、内部電源線VIIおよび接地線VSSに発生する高周波ノイズが、制御電圧PCNTLおよび制御電圧NCNTLに影響することを防止する。この結果、内部電源電圧VIIおよび接地電圧VSSの変動がキャンセルされ、発振回路104の動作中(セルフリフレッシュモード中)、常に所定の周期で発振信号OSCZが生成される。
The control voltage PCNTL is generated from the connection node between the pMOS diode and the resistor, and changes corresponding to the fluctuation of the internal power supply voltage VII. The control voltage NCNTL is generated from a connection node between the nMOS diode and the resistor, and changes in response to a change in the ground voltage VSS. Therefore, the source-gate voltages of the pMOS and nMOS of the CMOS inverter shown in FIG. 33 are always constant, and the oscillation period of the
pMOSおよびnMOSは、ローパワー信号NAPXの活性化時にオフする。すなわち、低消費電力モード中、生成回路116は非活性化される。このとき、制御電圧PCNTL、NCNTLは、それぞれ低レベル、高レベルになる。
The pMOS and nMOS are turned off when the low power signal NAPX is activated. That is, the
上述したDRAMでは、第1の実施形態と同様に、図22に示したローパワーエントリ回路84は、外部から低レベルのチップイネーブル信号CE2を受けたときにローパワー信号NAPXを活性化(低レベル)し、チップを低消費電力モードに移行させる。
In the DRAM described above, as in the first embodiment, the low
ローパワー信号NAPXの活性化により、図23に示した参照電圧発生回路24は、参照電圧VRFV、VPREF、VPREFL、VPREFHのレベルを下げる。図28に示したVPP検出回路90は、差動入力部90eを非活性化し、同時に差動入力部90dに与える制御電圧VPP2のレベルを下げる。図25に示した昇圧回路92のユニット108および基板電圧発生回路100のユニット112は、動作を停止する。図31に示したVBB検出回路98は、検出ユニット98bを非活性化し、検出ユニット98aを活性化し、基板電圧VBBの検出レベルを上げる。すなわち、基板電圧検知信号VBBDETは、基板電圧VBBが−0.5Vまで上昇したときに活性化される。図32に示したプリチャージ電圧発生回路94の差動増幅回路94a、94bは、それぞれ差動入力部94f、94iを非活性化する。図33に示した発振回路104は、動作を停止する。図34に示した生成回路116は、非活性化される。
By the activation of the low power signal NAPX, the reference
図35は、発振回路104および分周回路102の動作を示している。ローパワー信号NAPXが活性化すると、発振回路104は、発振信号OSCZを低レベルにする。発振信号OSCZがの発振が停止するため、分周回路102による分周動作が停止し、セルフリフレッシュのタイマ信号SRTZは低レベルになる。このため、分周回路102の消費電力はほぼゼロになる。
FIG. 35 shows operations of the
このように、複数の制御回路が動作を停止し、または能力を低下することで、低消費電力モード中の消費電力が、従来に比べ大幅に低減される。一部の制御回路は、能力を低下した状態で動作し続けているため、低消費電力モードからの解除後、すぐに通常動作が開始可能である。 As described above, the operation of the plurality of control circuits is stopped or the capability is reduced, so that the power consumption in the low power consumption mode is significantly reduced as compared with the related art. Since some of the control circuits continue to operate in a state where the capability is lowered, normal operation can be started immediately after the release from the low power consumption mode.
以上、この実施形態では、低消費電力モード中にセルフリフレッシュ用の発振回路104を停止し、セルフリフレッシュモードの動作を停止した。この結果、低消費電力モード中の消費電力を低減できる。リフレッシュが実行されないため、内部電圧発生回路86は、周辺回路40で消費する電力(リーク電流)を補う程度の能力で動作させればよい。この結果、低消費電力モード中の消費電力を低減できる。
As described above, in this embodiment, the self-
内部電圧VPP、VBB、VPRは、低消費電力モード中も内部回路(周辺回路40およびメモリコア38等)に供給されている。このため、低消費電力モードの解除後すぐに周辺回路40およびメモリコア38を動作できる。低消費電力モード中に、昇圧回路92のユニット108および基板電圧発生回路100のユニット112の動作を停止したので、低消費電力モード中の消費電力をさらに低減できる。
Internal voltages VPP, VBB, and VPR are supplied to internal circuits (
低消費電力モード中に、内部電源線VIIと安定化容量96aとの接続を維持するとともに、内部電源線VIIと内部回路(周辺回路40およびメモリコア38)との接続を遮断した。周辺回路40への電源の供給が停止するため、周辺回路40のリーク電流はなくなり、消費電力をゼロにできる。低消費電力モードの解除後、内部電源線VIIと内部回路とを接続したときに、安定化容量に蓄えられた電荷に対応する電圧が、内部電源線VIIを介して内部回路に与えられる。このため、低消費電力モードの解除後、内部電源電圧発生回路96が所定の内部電源電圧VIIを発生する前に、安定化容量96aに蓄えられた電荷に対応する電圧を、内部回路に与えることができる。この結果、内部回路は、低消費電力モードの解除後すぐに動作できる。
During the low power consumption mode, the connection between the internal power supply line VII and the
低消費電力モード中に、VPP検出回路90の差動増幅回路90aにおける差動入力部90eおよびプリチャージ電圧発生回路94の差動増幅回路94a、94bにおける差動入力部94f、94iを非活性化したので、差動増幅回路90a、94a、94bの消費電力を低減できる。低消費電力モード中に、昇圧回路92のユニット108および基板電圧発生回路100のユニット112の動作を停止したので、ブースト電圧VPPおよび基板電圧VBBの過渡的なばらつきが抑えられる。すなわち、ブースト電圧VPPおよび基板電圧VBBの最大値と最小値との差を小さくできるため、リーク電流の削減が可能になる。
During the low power consumption mode, the
参照電圧発生回路24が発生する参照電圧VPREF、VRFV(VII)、VPRREFH、VPRREFLのレベルを低くすることで、VPP検出回路90、VBB検出回路98、およびプリチャージ電圧発生回路94の検出レベルの絶対値を小さくし、昇圧回路92、基板電圧発生回路100、およびプリチャージ電圧発生回路94が生成する昇圧電圧VPP、基板電圧VBB、プリチャージ電圧VPRのレベル(絶対値)を小さくした。電圧が低下することでリーク電流を削減できるため、消費電力を低減できる。
By reducing the levels of the reference voltages VPREF, VRFV (VII), VPRREFH, and VPRREFL generated by the reference
なお、上述した実施形態では、本発明をDRAMに適用した例について述べた。本発明はこれに限定されず、例えば、SDRAM(Synchronous DRAM)、DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)、あるいはFCRAM(Fast Cycle RAM)に適用してもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the DRAM has been described. The present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, SDRAM (Synchronous DRAM), DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), or FCRAM (Fast Cycle RAM).
本発明が適用される半導体製造プロセスは、CMOSプロセスに限られず、Bi-CMOSプロセスでもよい。 The semiconductor manufacturing process to which the present invention is applied is not limited to the CMOS process, but may be a Bi-CMOS process.
また、上述した第2の実施形態では、複数の遅延回路54cを直列に接続してローパワーエントリ回路50を形成した例について述べた。本発明はこれに限定されず、例えば、STTCRX信号で制御されるラッチ回路を使用してローパワーエントリ回路を形成してもよい。この場合には、回路規模が小さくなる。
In the second embodiment described above, the example in which the low
上述した第3の実施形態では、専用の低消費電力モード信号/LPを使用した例について述べた。例えば、チップ内部で/LP信号をプルアップし、/LP信号用の端子を設けないことで、低消費電力モードが必要のないユーザに対しても、このDRAMを供給できる。/LP信号は、ボンディングまたはヒューズを溶断により電源電圧VDDに接続してもよい。あるいは、配線層のホトマスクの切り替えにより、/LP信号を電源電圧VDDに接続してもよい。 In the above-described third embodiment, the example using the dedicated low power consumption mode signal / LP has been described. For example, by pulling up the / LP signal inside the chip and not providing a terminal for the / LP signal, this DRAM can be supplied even to users who do not need the low power consumption mode. The / LP signal may be connected to the power supply voltage VDD by bonding or fusing. Alternatively, the / LP signal may be connected to the power supply voltage VDD by switching the photomask of the wiring layer.
上述した第5の実施形態では、昇圧電圧VPPを電源電圧VDDと比較した例について述べた。本発明はこれに限定されず、例えば、昇圧電圧VPPを電源電圧VDDを降圧して生成される参照電圧VREFと比較してもよい。 In the fifth embodiment described above, the example in which the boosted voltage VPP is compared with the power supply voltage VDD has been described. The present invention is not limited to this. For example, the boosted voltage VPP may be compared with a reference voltage VREF generated by stepping down the power supply voltage VDD.
上述した第6の実施形態では、低消費電力モードの解除時に、起動信号生成回路82を期間T2を生成するタイマとして動作させ、この期間T2に内部回路を初期化するためのSTTPZ信号(リセット信号)を活性化した例について述べた。本発明はこれに限定されず、例えば、低消費電力モードの解除時に、通常動作時に動作するカウンタをタイマとして動作させ、このカウンタが所定の数を計数している期間に、内部回路を初期化するためのリセット信号を活性化してもよい。カウンタとして、例えば、メモリセルのリフレッシュアドレスを示すリフレッシュカウンタ等を利用できる。
In the sixth embodiment described above, when the low power consumption mode is released, the start
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, said embodiment and its modification are only examples of this invention, and this invention is not limited to this. Obviously, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
以上の実施形態において説明した発明を整理して以下の付記を開示する。
(付記1) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
制御信号を外部から受け、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを低消費電力モードに移行させるエントリ回路とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記2) 付記1記載の半導体記憶装置において、
メモリセルに接続されるワード線を備え、
前記内部電圧発生回路は、前記ワード線に供給するブースト電圧を発生する昇圧回路を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記3) 付記1記載の半導体記憶装置において、
前記内部電圧発生回路は、基板に供給する基板電圧を発生する基板電圧発生回路を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記4) 付記1記載の半導体記憶装置において、
複数のメモリセルを有するメモリコアを備え、
前記内部電圧発生回路は、前記電源電圧より低く前記メモリコアに供給される内部電源電圧を発生する内部電源電圧発生回路を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記5) 付記1記載の半導体記憶装置において、
メモリセルと、該メモリセルに接続されるビット線を有するメモリコアを備え、
前記内部電圧発生回路は、前記ビット線に供給するプリチャージ電圧を発生するプリチャージ電圧発生回路を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記6) 付記1記載の半導体記憶装置において、
前記低消費電力モード時に、前記電源電圧を、前記内部電圧として前記所定の内部回路に供給する外部電圧供給回路を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
(付記7) 付記1記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、所定の内部回路を非活性化するリセット信号を外部から受けてチップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記8) 付記1記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、複数の制御信号を外部から受け、これ等制御信号の状態が低消費電力コマンドであるときに、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記9) 付記8記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、チップ内の所定の回路を非活性化するリセット信号と、読み書き動作時にチップの各回路を活性化するチップイネーブル信号とを外部から受け、これ等信号の状態が低消費電力コマンドであるときに、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記10) 付記9記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、前記リセット信号が所定の期間非活性化にされ、さらに前記チップイネーブル信号が所定の期間活性化されたときに低消費電力モードに移行することを特徴とする半導体記憶装置。
(付記11) 付記8記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、低消費電力モード中に、前記複数の制御信号を受け、これ等制御信号の状態が低消費電力モードの解除を求めているときに、低消費電力モードを解除させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記12) 付記1記載の半導体記憶装置において、
前記エントリ回路は、低消費電力モード信号の所定のレベルまたは遷移エッジを受けてチップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記13) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
制御信号を外部から受け、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを低消費電力モードに移行させるエントリ回路とを備え、
前記エントリ回路は、前記低消費電力モード中に、前記制御信号を受け、該制御信号の状態が該低消費電力モードの解除を求めているときに、該低消費電力モードを解除させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記14) 付記13記載の半導体記憶装置において、
前記低消費電力モードの前記解除時に、前記内部電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記15) 付記14記載の半導体記憶装置において、
前記所定の電圧は、前記電源電圧を降圧して生成される参照電圧であることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記16) 付記13記載の半導体記憶装置において、
前記低消費電力モードの前記解除時に、内部で生成される昇圧電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記17) 付記16記載の半導体記憶装置において、
前記所定の電圧は、前記電源電圧であることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記18) 付記16記載の半導体記憶装置において、
前記所定の電圧は、前記電源電圧を降圧して生成される参照電圧であることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記19) 付記13記載の半導体記憶装置において、
前記低消費電力モードの前記解除時に、前記内部電圧および内部で生成される昇圧電圧の少なくとも一方が、それぞれ所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記20) 付記13記載の半導体記憶装置において、
前記低消費電力モードの前記解除時に、所定の時間を計測するタイマを備え、
前記タイマが計測している期間に、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記21) 付記20記載の半導体記憶装置において、
前記タイマは、CR時定数回路を有し、
前記所定の時間は、前記CR時定数回路に伝搬される信号の伝搬遅延時間に基づいて計測されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記22) 付記20記載の半導体記憶装置において、
前記タイマは、通常の動作時に動作するカウンタを有し、
前記所定の時間は、前記カウンタのカウント値に基づいて計測されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記23) 付記22記載の半導体記憶装置において、
前記カウンタは、メモリセルのリフレッシュアドレスを示すリフレッシュカウンタであることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記24) メモリセルを所定の周期で自動的にリフレッシュするセルフリフレッシュ制御回路と、
電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記セルフリフレッシュ制御回路を非活性化するとともに、前記内部電圧発生回路の前記内部電圧の供給能力を低くし、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記25) 付記24記載の半導体記憶装置において、
前記内部電圧発生回路は、前記内部電圧を発生する複数のユニットを備え、
前記ユニットのうち一部は、前記低消費電力モード中に停止することを特徴とする半導体記憶装置。
(付記26) 電源線に接続され、該電源線に供給される電荷の一部を蓄える安定化容量と、
前記電源線に接続された内部回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記電源線と前記安定化容量との接続を維持するとともに、前記電源線と前記内部回路との接続を遮断し、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記27) 付記26記載の半導体記憶装置において、
電源電圧を外部から受け、内部電圧を発生する内部電圧発生回路を備え、
前記内部電圧は、前記電源線を介して前記内部回路に供給されることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記28) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路の能力を低下させ、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記29) 付記28記載の半導体記憶装置において、
前記内部電圧検出回路は、前記内部電圧のレベルを検出する複数のユニットを備え、
前記ユニットのうち一部は、前記低消費電力モード中に停止することを特徴とする半導体記憶装置。
(付記30) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くすることで、前記内部電圧発生回路が生成する前記内部電圧の絶対値を小さくし、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記31) 付記30記載の半導体記憶装置において、
参照電圧を発生する参照電圧発生回路を備え、
前記内部電圧検出回路は、前記内部電圧と前記参照電圧とを比較することで、前記内部電圧のレベルを検出し、
制御信号を外部から受けたときに、前記参照電圧発生回路が発生する前記参照電圧のレベルを低くすることで、前記内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くすることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記32) 外部から電源電圧を受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路を備え、
外部から制御信号を受けたときに、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記33) 付記32記載の半導体記憶装置の制御方法において、
複数の制御信号を外部から受け、これ等制御信号の状態が低消費電力コマンドであるときに、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記34) 付記33記載の半導体記憶装置の制御方法において、
チップ内の所定の回路を非活性化するリセット信号が所定の期間非活性化にされ、さらに読み書き動作時にチップの各回路を活性化するチップイネーブル信号が所定の期間活性化されたときに低消費電力モードに移行し、
パワーオン時には、前記リセット信号を所定の期間非活性化することを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記35) 外部から電源電圧を受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路を備え、
外部から制御信号を受けたときに、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを低消費電力モードに移行させ、
前記低消費電力モード中に、前記制御信号を受け、該制御信号の状態が該低消費電力モードの解除を求めているときに、該低消費電力モードを解除させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記36) 付記35記載の半導体記憶装置の制御方法において、
前記低消費電力モードの前記解除時に、前記内部電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号を活性化することを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記37) メモリセルを所定の周期で自動的にリフレッシュするセルフリフレッシュ制御回路と、
電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記セルフリフレッシュ制御回路を非活性化するとともに、前記内部電圧発生回路の前記内部電圧の供給能力を低くし、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記38) 電源線に接続され、該電源線に供給される電荷の一部を蓄える安定化容量と、
前記電源線に接続された内部回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記電源線と前記安定化容量との接続を維持するとともに、前記電源線と前記内部回路との接続を遮断し、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記39) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路の能力を低下させ、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
(付記40) 電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路と、
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くすることで、前記内部電圧発生回路が生成する前記内部電圧の絶対値を小さくし、チップを低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
The inventions described in the above embodiments are organized and the following supplementary notes are disclosed.
(Appendix 1) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
A semiconductor memory device comprising: an entry circuit that receives a control signal from the outside, deactivates the internal voltage generation circuit, and shifts the chip to a low power consumption mode.
(Appendix 2) In the semiconductor memory device according to
A word line connected to the memory cell;
2. The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 3) In the semiconductor memory device according to
2. The semiconductor memory device according to
(Appendix 4) In the semiconductor memory device according to
Comprising a memory core having a plurality of memory cells;
The semiconductor memory device, wherein the internal voltage generation circuit includes an internal power supply voltage generation circuit that generates an internal power supply voltage that is lower than the power supply voltage and is supplied to the memory core.
(Appendix 5) In the semiconductor memory device according to
A memory core having a memory cell and a bit line connected to the memory cell;
The semiconductor memory device, wherein the internal voltage generation circuit includes a precharge voltage generation circuit for generating a precharge voltage to be supplied to the bit line.
(Appendix 6) In the semiconductor memory device according to
A semiconductor memory device comprising: an external voltage supply circuit that supplies the power supply voltage to the predetermined internal circuit as the internal voltage in the low power consumption mode.
(Appendix 7) In the semiconductor memory device according to
The entry circuit receives a reset signal for deactivating a predetermined internal circuit from the outside and shifts the chip to a low power consumption mode.
(Appendix 8) In the semiconductor memory device according to
The entry circuit receives a plurality of control signals from the outside, and shifts the chip to a low power consumption mode when the state of these control signals is a low power consumption command.
(Supplementary note 9) In the semiconductor memory device according to supplementary note 8,
The entry circuit receives a reset signal for deactivating a predetermined circuit in the chip and a chip enable signal for activating each circuit of the chip during a read / write operation from the outside, and the state of these signals is a low power consumption command. A semiconductor memory device, wherein the chip is shifted to a low power consumption mode.
(Supplementary note 10) In the semiconductor memory device according to supplementary note 9,
The semiconductor memory device, wherein the entry circuit shifts to a low power consumption mode when the reset signal is inactivated for a predetermined period and when the chip enable signal is activated for a predetermined period.
(Supplementary note 11) In the semiconductor memory device according to supplementary note 8,
The entry circuit receives the plurality of control signals during the low power consumption mode, and cancels the low power consumption mode when the state of these control signals requests to release the low power consumption mode. A semiconductor memory device.
(Supplementary note 12) In the semiconductor memory device according to
The entry circuit receives the predetermined level or transition edge of the low power consumption mode signal and shifts the chip to the low power consumption mode.
(Supplementary Note 13) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
An entry circuit that receives a control signal from the outside, deactivates the internal voltage generation circuit, and shifts the chip to a low power consumption mode;
The entry circuit receives the control signal during the low power consumption mode, and cancels the low power consumption mode when the state of the control signal requests to release the low power consumption mode. A semiconductor memory device.
(Supplementary note 14) In the semiconductor memory device according to supplementary note 13,
A reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period when the internal voltage is lower than a predetermined voltage when the low power consumption mode is released.
(Supplementary Note 15) In the semiconductor memory device according to
The semiconductor memory device, wherein the predetermined voltage is a reference voltage generated by stepping down the power supply voltage.
(Supplementary note 16) In the semiconductor memory device according to supplementary note 13,
A semiconductor memory device, wherein a reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period when a boosted voltage generated internally is lower than a predetermined voltage when the low power consumption mode is released.
(Supplementary note 17) In the semiconductor memory device according to
The semiconductor memory device, wherein the predetermined voltage is the power supply voltage.
(Supplementary note 18) In the semiconductor memory device according to
The semiconductor memory device, wherein the predetermined voltage is a reference voltage generated by stepping down the power supply voltage.
(Supplementary note 19) In the semiconductor memory device according to supplementary note 13,
When the low power consumption mode is released, a reset signal for initializing an internal circuit is activated for a period in which at least one of the internal voltage and an internally generated boosted voltage is lower than a predetermined voltage, respectively. A semiconductor memory device.
(Supplementary note 20) In the semiconductor memory device according to supplementary note 13,
A timer for measuring a predetermined time at the release of the low power consumption mode;
A semiconductor memory device, wherein a reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period measured by the timer.
(Supplementary note 21) In the semiconductor memory device according to
The timer has a CR time constant circuit,
The semiconductor memory device, wherein the predetermined time is measured based on a propagation delay time of a signal propagated to the CR time constant circuit.
(Supplementary note 22) In the semiconductor memory device according to
The timer has a counter that operates during normal operation,
The semiconductor memory device, wherein the predetermined time is measured based on a count value of the counter.
(Supplementary note 23) In the semiconductor memory device according to
The semiconductor memory device, wherein the counter is a refresh counter indicating a refresh address of a memory cell.
(Supplementary Note 24) A self-refresh control circuit for automatically refreshing memory cells at a predetermined cycle;
An internal voltage generating circuit for receiving a power supply voltage from the outside and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
When the control signal is received from the outside, the self-refresh control circuit is deactivated, and the internal voltage generation circuit has a low ability to supply the internal voltage, and the chip is shifted to a low power consumption mode. A semiconductor memory device.
(Supplementary Note 25) In the semiconductor memory device according to
The internal voltage generation circuit includes a plurality of units for generating the internal voltage,
A part of the unit is stopped during the low power consumption mode.
(Supplementary Note 26) A stabilization capacitor that is connected to a power supply line and stores a part of the electric charge supplied to the power supply line;
An internal circuit connected to the power line,
When the control signal is received from the outside, the connection between the power supply line and the stabilization capacitor is maintained, the connection between the power supply line and the internal circuit is cut off, and the chip is shifted to the low power consumption mode. A semiconductor memory device.
(Supplementary note 27) In the semiconductor memory device according to
It has an internal voltage generation circuit that receives power supply voltage from the outside and generates internal voltage.
The semiconductor memory device, wherein the internal voltage is supplied to the internal circuit through the power line.
(Supplementary Note 28) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
A semiconductor memory device characterized in that when a control signal is received from the outside, the capability of the internal voltage detection circuit is lowered and the chip is shifted to a low power consumption mode.
(Supplementary note 29) In the semiconductor memory device according to
The internal voltage detection circuit includes a plurality of units for detecting the level of the internal voltage,
A part of the unit is stopped during the low power consumption mode.
(Supplementary Note 30) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
When the control signal is received from the outside, the absolute value of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit is reduced by reducing the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit, thereby reducing the consumption of the chip. A semiconductor memory device, which is shifted to a power mode.
(Supplementary note 31) In the semiconductor memory device according to
A reference voltage generating circuit for generating a reference voltage;
The internal voltage detection circuit detects the level of the internal voltage by comparing the internal voltage and the reference voltage,
A semiconductor characterized in that the level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit is lowered by lowering the level of the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit when a control signal is received from the outside. Storage device.
(Supplementary Note 32) An internal voltage generation circuit that receives an external power supply voltage and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit is provided.
A method for controlling a semiconductor memory device, comprising: deactivating the internal voltage generation circuit when a control signal is received from the outside, and shifting the chip to a low power consumption mode.
(Supplementary note 33) In the method for controlling a semiconductor memory device according to
A method of controlling a semiconductor memory device, wherein a plurality of control signals are received from the outside, and the chip is shifted to a low power consumption mode when the state of these control signals is a low power consumption command.
(Supplementary Note 34) In the method for controlling a semiconductor memory device according to Supplementary Note 33,
Low power consumption when a reset signal that inactivates a predetermined circuit in the chip is inactivated for a predetermined period, and a chip enable signal that activates each circuit of the chip during a read / write operation is activated for a predetermined period Enter power mode,
A method of controlling a semiconductor memory device, wherein the reset signal is deactivated for a predetermined period at power-on.
(Supplementary Note 35) An internal voltage generation circuit that receives an external power supply voltage and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit is provided.
When receiving a control signal from the outside, the internal voltage generation circuit is deactivated, and the chip is shifted to a low power consumption mode.
A semiconductor memory device, wherein the low power consumption mode is canceled when the control signal is received during the low power consumption mode and the state of the control signal requires the cancellation of the low power consumption mode Control method.
(Supplementary Note 36) In the method for controlling a semiconductor memory device according to Supplementary Note 35,
A method for controlling a semiconductor memory device, comprising: activating a reset signal for initializing an internal circuit during a period when the internal voltage is lower than a predetermined voltage when the low power consumption mode is released.
(Supplementary Note 37) A self-refresh control circuit that automatically refreshes memory cells at a predetermined cycle;
An internal voltage generating circuit for receiving a power supply voltage from the outside and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
When the control signal is received from the outside, the self-refresh control circuit is deactivated, and the internal voltage generation circuit has a low ability to supply the internal voltage, and the chip is shifted to a low power consumption mode. A method for controlling a semiconductor memory device.
(Supplementary Note 38) A stabilization capacitor that is connected to a power supply line and stores a part of the electric charge supplied to the power supply line;
An internal circuit connected to the power line,
When the control signal is received from the outside, the connection between the power supply line and the stabilization capacitor is maintained, the connection between the power supply line and the internal circuit is cut off, and the chip is shifted to the low power consumption mode. A method for controlling a semiconductor memory device.
(Supplementary Note 39) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
A control method of a semiconductor memory device, wherein when a control signal is received from the outside, the capability of the internal voltage detection circuit is lowered and the chip is shifted to a low power consumption mode.
(Supplementary Note 40) An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
When the control signal is received from the outside, the absolute value of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit is reduced by reducing the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit, thereby reducing the consumption of the chip. A method for controlling a semiconductor memory device, wherein the method is shifted to a power mode.
付記2の半導体記憶装置では、エントリ回路は、外部からの制御信号を受けて、昇圧回路の動作を停止し、ワード線に供給するブースト電圧の生成を停止させる。低消費電力モード時に、定常的に電力を消費する昇圧回路が停止するため、消費電力が大幅に低減される。
In the semiconductor memory device of
付記3の半導体記憶装置では、エントリ回路は、外部からの制御信号を受けて、基板電圧発生回路の動作を停止し、基板に供給する基板電圧の生成を停止させる。低消費電力モード時に、定常的に電力を消費する基板電圧発生回路が停止するため、消費電力が大幅に低減される。 In the semiconductor memory device of appendix 3, the entry circuit receives an external control signal, stops the operation of the substrate voltage generation circuit, and stops the generation of the substrate voltage supplied to the substrate. In the low power consumption mode, the substrate voltage generation circuit that constantly consumes power stops, so that power consumption is greatly reduced.
付記4の半導体記憶装置では、エントリ回路は、外部からの制御信号を受けて、内部電源電圧発生回路の動作を停止し、メモリコアに供給される内部電源電圧の生成を停止させる。低消費電力モード時に、定常的に電力を消費する内部電源電圧発生回路が停止するため、消費電力が大幅に低減される。
In the semiconductor memory device of
付記5の半導体記憶装置では、エントリ回路は、外部からの制御信号を受けて、プリチャージ電圧発生回路の動作を停止し、ビット線に供給されるプリチャージ電圧の生成を停止させる。低消費電力モード時に、定常的に電力を消費するプリチャージ電圧発生回路が停止するため、消費電力が大幅に低減される。 In the semiconductor memory device of appendix 5, the entry circuit receives the control signal from the outside, stops the operation of the precharge voltage generation circuit, and stops the generation of the precharge voltage supplied to the bit line. In the low power consumption mode, the precharge voltage generation circuit that constantly consumes power stops, so that power consumption is greatly reduced.
付記9の半導体記憶装置では、エントリ回路は、外部からリセット信号とチップイネーブル信号とを受ける。エントリ回路は、これ等制御信号の状態が低消費電力コマンドであるときを認識したときに、チップを低消費電力モードに移行させる。このため、コマンド入力により、チップを低消費電力モードに移行できる。 In the semiconductor memory device of appendix 9, the entry circuit receives a reset signal and a chip enable signal from the outside. When the entry circuit recognizes that the state of these control signals is a low power consumption command, the entry circuit shifts the chip to the low power consumption mode. For this reason, the chip can be shifted to the low power consumption mode by command input.
付記10の半導体記憶装置では、リセット信号が所定の期間非活性化にされ、この状態でさらにチップイネーブル信号が所定の期間活性化されたときに低消費電力モードに移行する。このため、電源ノイズ等でリセット信号またはチップイネーブル信号にグリッチが発生した場合にも、誤って低消費電力モードに移行することが防止される。
In the semiconductor memory device of
付記11の半導体記憶装置では、エントリ回路は、低消費電力モード中に外部から複数の制御信号を受ける。エントリ回路は、制御信号の状態が低消費電力モードの解除を求めているときに、チップを低消費電力モードから解除する。このため、コマンド入力により、低消費電力モードを解除できる。 In the semiconductor memory device according to attachment 11, the entry circuit receives a plurality of control signals from the outside during the low power consumption mode. The entry circuit releases the chip from the low power consumption mode when the state of the control signal requires the low power consumption mode to be released. For this reason, the low power consumption mode can be canceled by inputting a command.
付記19の半導体記憶装置では、低消費電力モードの解除時に、内部電圧および内部で生成される昇圧電圧の少なくとも一方が、それぞれ所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化される。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路をさらに確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。 In the semiconductor memory device of appendix 19, when the low power consumption mode is released, a reset signal for initializing the internal circuit is received for a period in which at least one of the internal voltage and the boosted voltage generated internally is lower than a predetermined voltage. Activated. For this reason, when shifting from the low power consumption mode to the normal operation mode, the internal circuit can be reset more reliably, and malfunction of the internal circuit can be prevented.
付記21の半導体記憶装置では、タイマは、CR時定数回路を有している。タイマは、CR時定数回路に伝搬される信号の伝搬遅延時間に基づいて、所定の時間を計測する。このため、リセット信号の活性化期間を簡易な回路で設定できる。 In the semiconductor memory device of appendix 21, the timer has a CR time constant circuit. The timer measures a predetermined time based on the propagation delay time of the signal propagated to the CR time constant circuit. Therefore, the activation period of the reset signal can be set with a simple circuit.
付記22および付記23の半導体記憶装置では、低消費電力モードの解除時に、通常動作時に動作するカウンタが所定の数を計数している期間に、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化される。このため、低消費電力モードから通常の動作モードに移行する際に、内部回路を確実にリセットすることができ、内部回路の誤動作を防止できる。カウンタとして、例えば、メモリセルのリフレッシュアドレスを示すリフレッシュカウンタ等が使用される。
In the semiconductor memory devices of
付記25の半導体記憶装置では、内部電圧発生回路は、前記内部電圧を発生する複数のユニットを備えている。低消費電力モード中に、ユニットのうち一部は、動作を停止するため、低消費電力モード中の消費電力をさらに低減できる。 In the semiconductor memory device according to attachment 25, the internal voltage generation circuit includes a plurality of units for generating the internal voltage. Since some of the units stop operating during the low power consumption mode, the power consumption during the low power consumption mode can be further reduced.
付記27の半導体記憶装置では、内部電圧発生回路は、電源電圧を外部から受け、内部電圧を発生する。内部電圧は、電源線を介して前記内部回路に供給される。このため、低消費電力モードの解除後、安定化容量に蓄えられた電荷に対応する電圧を、内部回路に与えることができる。 In the semiconductor memory device according to attachment 27, the internal voltage generation circuit receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage. The internal voltage is supplied to the internal circuit through a power line. For this reason, the voltage corresponding to the electric charge stored in the stabilization capacitor can be applied to the internal circuit after the low power consumption mode is released.
付記29の半導体記憶装置では、内部電圧検出回路は、内部電圧のレベルを検出する複数のユニットを備えている。低消費電力モード中に、ユニットのうち一部は、動作を停止するため、低消費電力モード中の消費電力をさらに低減できる。 In the semiconductor memory device according to attachment 29, the internal voltage detection circuit includes a plurality of units for detecting the level of the internal voltage. Since some of the units stop operating during the low power consumption mode, the power consumption during the low power consumption mode can be further reduced.
付記31の半導体記憶装置では、参照電圧発生回路は、参照電圧を発生する。内部電圧検出回路は、内部電圧と参照電圧とを比較することで、内部電圧のレベルを検出する。
半導体記憶装置は、制御信号を外部から受けたときに、参照電圧発生回路が発生する参照電圧のレベルを低くすることで、内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くする。この結果、内部電圧のレベルが低下し、内部回路のトランジスタ等のオフ電流が減少するので、消費電力を低減できる。
In the semiconductor memory device according to attachment 31, the reference voltage generation circuit generates a reference voltage. The internal voltage detection circuit detects the level of the internal voltage by comparing the internal voltage with the reference voltage.
The semiconductor memory device lowers the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit by lowering the level of the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit when receiving a control signal from the outside. As a result, the level of the internal voltage is lowered and the off current of the transistors and the like in the internal circuit is reduced, so that power consumption can be reduced.
付記34の半導体記憶装置の制御方法では、パワーオン時に電源電圧が所定の電圧になるまで、チップイネーブル信号が非活性化される。このため、パワーオン時に誤って低消費電力モードに移行することが防止される。
In the method for controlling a semiconductor memory device according to
10 VII起動回路
12 VDD起動回路
14 ローパワーエントリ回路
16 コマンドデコーダ
18 内部電圧発生回路
20 チップ本体
22 ローパスフィルタ
24 参照電圧発生回路
26 VDD供給回路
28 昇圧回路
30 プリチャージ電圧発生回路
32 内部電源電圧発生回路
34 基板電圧発生回路
36 VSS供給回路
38 メモリコア
40 周辺回路
50 ローパワーエントリ回路
52 コマンドデコーダ
62 ローパワーエントリ回路
70 VII起動回路
72 解除検出回路
72a 検出回路
72b レベルシフタ
72c フリップフロップ
74 レベル検出回路
74a 差動増幅回路
74b インバータ列
76 パワーオン回路
78 OR回路
80 レベル検出回路
80a、80c 差動増幅回路
80b、80d インバータ列
80e NANDゲート
82 起動信号生成回路
82a CMOSインバータ
82b MOS容量
82c 差動増幅回路
84 ローパワーエントリ回路
86 内部電圧発生回路
88 チップ本体88
90 VPP検出回路
92 昇圧回路
94 プリチャージ電圧発生回路
96 内部電源電圧発生回路
98 VBB検出回路
100 基板電圧発生回路
102 分周回路
104 発振回路104
106 発振回路
108、110 ユニット
112、114 ユニット
116 生成回路
AD アドレス信号
BL、/BL ビット線
/CE1、CE2 チップイネーブル信号
CE2X チップイネーブル信号
CN 制御信号
DQ データ入出力信号
/LP 低消費電力モード信号
LPLS パルス
MC メモリセル
NAPX、NAPPX ローパワー信号
NCNTL 制御電圧
OSCZ 発振信号
PCNTL 制御電圧
PLS1〜PLS6 パルス信号
REL 解除信号
SRTZ タイマ信号
STTCRX 起動信号
STTPZ、STT 起動信号
STTVII 起動信号
ULP ローパワー信号
VBB 基板電圧
VDD 電源電圧
VII 内部電源電圧
VPP ブースト電圧
VPPEN 昇圧イネーブル信号
VPR プリチャージ電圧
VPREF、VPRREFL、VPRREFH、VRFV 参照電圧
VREF 参照電圧
VSS 接地電圧
WL0、WL1 ワード線
VBBDET 基板電圧検知信号
DESCRIPTION OF
90
106
AD address signal
BL, / BL bit line
/ CE1, CE2 Chip enable signal
CE2X chip enable signal
CN control signal
DQ data input / output signal
/ LP Low power mode signal
LPLS pulse
MC memory cell
NAPX, NAPPX Low power signal
NCNTL control voltage
OSCZ oscillation signal
PCNTL control voltage
PLS1 to PLS6 pulse signal
REL release signal
SRTZ timer signal
STTCRX start signal
STTPZ, STT start signal
STTVII start signal
ULP low power signal
VBB board voltage
VDD supply voltage
VII Internal power supply voltage
VPP boost voltage
VPPEN Boost enable signal
VPR precharge voltage
VPREF, VPRREFL, VPRREFH, VRFV reference voltage
VREF reference voltage
VSS Ground voltage
WL0, WL1 Word line
VBBDET Board voltage detection signal
Claims (29)
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の前記低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号に応答して、前記低消費電力モードに移行することを特徴とする半導体記憶装置の動作方法。 A semiconductor memory device having a low power consumption mode having a dynamic memory cell, wherein the memory cell does not hold data by prohibiting a refresh operation and generation of an internal voltage by an internal voltage generation circuit is stopped In operation method,
And wherein said other than the control signals supplied to perform the access operation of the memory cell in response to a dedicated external control signal for shifting to the low power consumption mode shifts to the low power consumption mode Method of operating a semiconductor memory device.
前記半導体記憶装置は、アイドルモードの期間中に前記低消費電力モードに移行することを特徴とする半導体記憶装置の動作方法。 The operation method of the semiconductor memory device according to claim 1.
A method of operating a semiconductor memory device, wherein the semiconductor memory device shifts to the low power consumption mode during an idle mode period.
前記半導体記憶装置は、前記外部制御信号が第1の電圧から第2の電圧へ変化することに応答して、前記低消費電力モードに移行することを特徴とする半導体記憶装置の動作方法。 The operation method of the semiconductor memory device according to claim 1.
The method of operating a semiconductor memory device, wherein the semiconductor memory device shifts to the low power consumption mode in response to the external control signal changing from a first voltage to a second voltage.
前記外部制御信号が前記第2の電圧である期間、前記低消費電力モードを維持することを特徴とする半導体記憶装置の動作方法。 The operation method of the semiconductor memory device according to claim 3.
A method of operating a semiconductor memory device, characterized in that the low power consumption mode is maintained while the external control signal is at the second voltage.
前記外部制御信号が前記第2の電圧から前記第1の電圧に変化することに応答して、前記低消費電力モードを解除することを特徴とする半導体記憶装置の動作方法。 The operation method of the semiconductor memory device according to claim 4.
A method of operating a semiconductor memory device, wherein the low power consumption mode is canceled in response to a change in the external control signal from the second voltage to the first voltage.
フラッシュメモリセルと、
前記第1のメモリのデータ端子に接続されたデータ端子を備えた第2のメモリとを有することを特徴とするメモリシステム。 A control signal having a dynamic memory cell and having a low power consumption mode in which the memory cell does not hold data by prohibiting a refresh operation, and a control signal supplied to execute an access operation of the data terminal and the memory cell A first memory having a dedicated control terminal for shifting to the low power consumption mode other than the terminal receiving the power;
A flash memory cell;
And a second memory having a data terminal connected to the data terminal of the first memory.
前記第1のメモリが前記低消費電力モードに移行する前に、前記第1のメモリの前記ダイナミック型のメモリセルに保持されたデータを前記第2のメモリの前記フレッシュメモリセルに転送し、
前記第1のメモリが前記低消費電力モードから解除された後、前記第2のメモリの前記フラッシュメモリセルに保持されたデータを前記第1のメモリの前記ダイナミック型のメモリセルに転送することを特徴とする制御方法。 A dynamic type memory cell and a dedicated control terminal for shifting to a low power consumption mode other than a terminal for receiving a control signal supplied to execute an access operation of the memory cell are provided and supplied to the control terminal. A control method of a first memory having the low power consumption mode in which the memory cell does not hold data by prohibiting a refresh operation in response to an external control signal and a second memory having a flash memory cell. There,
Before the first memory is transferred to the low power consumption mode, and transfers the data held in the dynamic memory cells of said first memory to the fresh memory cells of the second memory,
After the first memory is released from the low power consumption mode, the transfer of data held in the flash memory cells of the second memory to the dynamic memory cells of said first memory Characteristic control method.
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受け、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを前記低消費電力モードに移行させるエントリ回路とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
A dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the internal voltage generation circuit is deactivated, and the chip is An entry circuit for shifting to a low power consumption mode.
前記低消費電力モード時に、前記電源電圧を、前記内部電圧として前記所定の内部回路に供給する外部電圧供給回路を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 9.
A semiconductor memory device comprising: an external voltage supply circuit that supplies the power supply voltage to the predetermined internal circuit as the internal voltage in the low power consumption mode.
前記低消費電力モード時に、接地電圧を、前記内部電圧として前記所定の内部回路に供給する外部電圧供給回路を備えたことを特徴とする半導体記憶装置 The semiconductor memory device according to claim 9.
A semiconductor memory device comprising an external voltage supply circuit for supplying a ground voltage as the internal voltage to the predetermined internal circuit in the low power consumption mode
前記エントリ回路は、所定の内部回路を非活性化するリセット信号を前記外部制御信号として受けてチップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 9.
The entry circuit receives a reset signal for inactivating a predetermined internal circuit as the external control signal and shifts the chip to the low power consumption mode.
前記エントリ回路は、前記外部制御信号の所定のレベルまたは遷移エッジを受けてチップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 9.
The entry circuit shifts the chip to the low power consumption mode in response to a predetermined level or transition edge of the external control signal.
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受け、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを前記低消費電力モードに移行させるエントリ回路とを備え、
前記エントリ回路は、前記低消費電力モード中に、前記外部制御信号を受け、該外部制御信号の状態が該低消費電力モードの解除を求めているときに、該低消費電力モードを解除させることを特徴とする半導体記憶装置。 An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
A dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the internal voltage generation circuit is deactivated, and the chip is An entry circuit for shifting to a low power consumption mode,
The entry circuit receives the external control signal during the low power consumption mode, and cancels the low power consumption mode when the state of the external control signal requests to release the low power consumption mode. A semiconductor memory device.
前記低消費電力モードの前記解除時に、前記内部電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
A reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period when the internal voltage is lower than a predetermined voltage when the low power consumption mode is released.
前記低消費電力モードの前記解除時に、内部で生成される昇圧電圧が所定の電圧より低い期間、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
A semiconductor memory device, wherein a reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period when a boosted voltage generated internally is lower than a predetermined voltage when the low power consumption mode is released.
前記低消費電力モードの前記解除時に、所定の時間を計測するタイマを備え、
前記タイマが計測している期間に、内部回路を初期化するためのリセット信号が活性化されることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 14.
A timer for measuring a predetermined time at the release of the low power consumption mode;
A semiconductor memory device, wherein a reset signal for initializing an internal circuit is activated during a period measured by the timer.
電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記セルフリフレッシュ制御回路を非活性化するとともに、前記内部電圧発生回路の前記内部電圧の供給能力を低くし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 A self-refresh control circuit for automatically refreshing memory cells at a predetermined cycle;
An internal voltage generating circuit for receiving a power supply voltage from the outside and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
The self-refresh control circuit is deactivated when a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside. In addition, a semiconductor memory device is characterized in that the internal voltage generating circuit has a low ability to supply the internal voltage, and the chip is shifted to the low power consumption mode.
メモリセルを含み、前記電源線に接続された内部回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記電源線と前記安定化容量との接続を維持するとともに、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 A stabilizing capacitor connected to the power line and storing a portion of the charge supplied to the power line;
Including a memory cell, and an internal circuit connected to the power line,
When a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the power line and the stabilization capacitor A semiconductor memory device characterized in that the connection is maintained and the chip is shifted to the low power consumption mode.
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路の能力を低くし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
When an external control signal dedicated for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the capability of the internal voltage detection circuit is lowered. A semiconductor memory device, wherein the chip is shifted to the low power consumption mode.
前記外部制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くすることで、前記内部電圧発生回路が生成する前記内部電圧の絶対値を小さくし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 20, wherein
When the external control signal is received from outside, the absolute value of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit is reduced by lowering the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit, A semiconductor memory device, wherein the mode is shifted to the low power consumption mode.
前記内部電圧発生回路は、前記内部電圧を発生する複数のユニットを備え、
前記ユニットのうち一部は、前記低消費電力モード中に停止することを特徴とする半導体記憶装置。 The semiconductor memory device according to claim 20, wherein
The internal voltage generation circuit includes a plurality of units for generating the internal voltage,
A part of the unit is stopped during the low power consumption mode.
外部から前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を受けたときに、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 An internal voltage generating circuit for receiving an external power supply voltage and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
When receiving a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell from the outside, the internal voltage generation circuit is deactivated, A method of controlling a semiconductor memory device, wherein a chip is shifted to the low power consumption mode.
外部から前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を受けたときに、前記内部電圧発生回路を非活性化し、チップを前記低消費電力モードに移行させ、
前記低消費電力モード中に、前記外部制御信号を受け、該外部制御信号の状態が該低消費電力モードの解除を求めているときに、該低消費電力モードを解除させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 An internal voltage generating circuit for receiving an external power supply voltage and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
When receiving a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell from the outside, the internal voltage generation circuit is deactivated, Shifting the chip to the low power consumption mode,
Receiving the external control signal during the low power consumption mode, and canceling the low power consumption mode when the state of the external control signal requires the low power consumption mode to be released. Storage device control method.
電源電圧を外部から受け、所定の内部回路に供給する内部電圧を発生する内部電圧発生回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記セルフリフレッシュ制御回路を非活性化するとともに、前記内部電圧発生回路の前記内部電圧の供給能力を低くし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 A self-refresh control circuit for automatically refreshing memory cells at a predetermined cycle;
An internal voltage generating circuit for receiving a power supply voltage from the outside and generating an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit;
The self-refresh control circuit is deactivated when a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside. In addition, a control method of a semiconductor memory device, wherein the internal voltage generation circuit has a low capability of supplying the internal voltage, and the chip is shifted to the low power consumption mode.
メモリセルを含み、前記電源線に接続された内部回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記電源線と前記安定化容量との接続を維持するとともに、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 A stabilizing capacitor connected to the power line and storing a portion of the charge supplied to the power line;
Including a memory cell, and an internal circuit connected to the power line,
When a dedicated external control signal for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the power line and the stabilization capacitor A method of controlling a semiconductor memory device, wherein the connection is maintained and the chip is shifted to the low power consumption mode.
前記内部電圧のレベルを検出し、その検出結果に基づいて前記内部電圧発生回路を制御する内部電圧検出回路とを備え、
前記メモリセルのアクセス動作を実行するために供給される制御信号以外の低消費電力モードに移行するための専用の外部制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路の能力を低くし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 An internal voltage generation circuit that receives a power supply voltage from the outside and generates an internal voltage to be supplied to a predetermined internal circuit including a memory cell;
An internal voltage detection circuit that detects the level of the internal voltage and controls the internal voltage generation circuit based on the detection result;
When an external control signal dedicated for shifting to a low power consumption mode other than the control signal supplied to execute the access operation of the memory cell is received from the outside, the capability of the internal voltage detection circuit is lowered. A method of controlling a semiconductor memory device, wherein the chip is shifted to the low power consumption mode.
前記外部制御信号を外部から受けたときに、前記内部電圧検出回路における前記内部電圧の検出レベルを低くすることで、前記内部電圧発生回路が生成する前記内部電圧の絶対値を小さくし、チップを前記低消費電力モードに移行させることを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 28. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 27.
When the external control signal is received from outside, the absolute value of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit is reduced by lowering the detection level of the internal voltage in the internal voltage detection circuit, A control method for a semiconductor memory device , wherein the mode is shifted to the low power consumption mode.
前記内部電圧発生回路は、前記内部電圧を発生する複数のユニットを備え、
前記ユニットのうち一部は、前記低消費電力モード中に停止することを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。 28. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 27.
The internal voltage generation circuit includes a plurality of units for generating the internal voltage,
Some of the units, the control method of the semiconductor memory device characterized by stopping the during the low power consumption mode.
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