JPH01182994A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH01182994A
JPH01182994A JP63006230A JP623088A JPH01182994A JP H01182994 A JPH01182994 A JP H01182994A JP 63006230 A JP63006230 A JP 63006230A JP 623088 A JP623088 A JP 623088A JP H01182994 A JPH01182994 A JP H01182994A
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JP
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circuit
signal
level
inverted
transistor
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JP63006230A
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English (en)
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Kazuhisa Miyamoto
和久 宮本
Shuichi Miyaoka
修一 宮岡
Kazuo Nakamura
一男 中村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、ECL (エミッタ・カップルド・ロジック)イン
タフェースのバイポーラ・CMO3型RAM (ランダ
ム・アクセス・メモリ)を基本構成とする論理機能付メ
モリ等に利用して特に有効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
ECLインタフェースのバイポーラ・CMOS型RAM
がある。また、このようなバイポーラ。
CMO3型RAMを基本構成とする論理機能付メモリが
ある。
バイポーラ・CMO3型RAMについては、例えば、日
経マグロウヒル社発行、1986年3月lOB付F日経
エレクトロニクス1の第199頁〜第217頁に記載さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記に記載されるような従来のバイポーラ・CMO3型
RAMを基本構成とする論理機能付メモリでは、外部か
ら入力される書き込み制御信号すなわちライトイネーブ
ル信号WEが、そのまま書き込みパルスとしてライトア
ンプに供給される。
したがって、ライトイネーブル信号WEは、ライトアン
プが安定して動作できるだけのパルス幅を有し、アドレ
ス信号や入力書き込みデータ等に対して所定のセントア
ップ時間及びホールド時間を有するものでなくてはなら
ない。ライトイネーブル信号WEに対するこれらのタイ
ミング条件は、論理機能付メモリが高速化されそのサイ
クルタイムが短縮化されるにともなって次第に厳しくな
り、実現困難なものとなりつつある。このため、本願発
明者等は、その入力動作をクロック信号によって同期化
し、上記タイミング条件を満足する書き込みパルスを内
部で自律的に形成する論理機能付メモリを開発した。
この論理機能付メモリにおいて、外部から供給されるラ
イトイネーブル信号WEは、第4図に示されるように、
アドレス信号や入力書き込みデータ等と同時に反転クロ
ック信号CPに従って入力、ラッチBF2に取り込まれ
る。入力ラッチBF2の反転出力信号weは、バイポー
ラトランジスタからなるノアゲート回路BGIにより、
反転クロック信号CPの遅延信号すなわち反転遅延クロ
ック信号dcpと負論理で論理積がとられ、ECLレベ
ルの反転内部信号wcが形成される0反転内部信号wc
は、MO3電流ミラー回路からなるレベル変換回路LC
によってCMO3(相補型MO3)レベルとされ、さら
に内部信号mwcとして、CMO3論理回路からなる書
き込みパルス発生回路WPGに供給される。書き込みパ
ルス発生回路WPGは、内部信号mwcをもとに、上記
タイミング条件を満足する書き込みパルスすなわち反転
タイミング信号7を形成し、ライトアンプWAに供給す
る。
ところが、論理機能付メモリの動作が高速化されるにし
たがって、上記のようなパルス発生回路には次のような
問題点が発生することが、本願発明者等によって明らか
となった。すなわち、タイミング発生回路TGに供給さ
れる反転クロック信号CPは、論理機能付メモリが高速
化されるのにともなって、その周期及びパルス幅がEC
L回路の動作限界にそって小さくされる。また、反転ク
ロック信号CPのパルス幅が小さ(されることで、それ
に従って形成される反転内部信号wcのパルス幅も小さ
(される。このため、MO3電流ミラー回路からなるレ
ベル変換回路LCは、上記反転内部信号7Tに追随して
所定の内部信号mwcを形成することが困難となり、書
き込みパルス発生回路WPGも上記タイミング条件に適
合した書き込みパルスを形成できない、したがって、論
理機能付メモリの書き込み動作が正常に行われず、その
信頼性が損なわれるものである。
この発明の目的は、ECL−CMOSレベル変換回路を
含むパルス発生回路の動作を安定化をすることにある。
この発明の他の目的は、上記のようなパルス発生回路を
含む論理機能付メモリ等の誤動作を防止することにある
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、極めてパルス幅の小さなりロック信号又はそ
れに従って形成される内部信号のパルス幅をパルス拡幅
回路によって拡張した後、レベル変換回路に供給するも
のである。
〔作 用〕
上記した手段によれば、上記内部信号の信号レベルをレ
ベル変換回路によって確実に所定の信号レベルに変換で
きるため、例えば書き込みパルス発生回路等の動作を安
定化し、このような書き込みパルス発生回路を含む論理
機能付メモリ等の誤動作を防止することができる。
〔実施例〕
第3図には、この発明が適用された論理機能付メモリの
一実施例のブロック図が示されている。
この実施例の論理機能付メモリは、特に制限されないが
、バイポーラ・CMO3型RAMを基本構成とし、図示
されない論理部を含む、第3図の各ブロックを構成する
回路素子は、論理機能付メモリの図示されない論理部を
構成する回路素子とともに、単結晶シリコンのような1
個の半導体基板上に形成される。
この実施例の論理機能付メモリには、特に制限されない
が、図示されない論理部から、i+1ビットのアドレス
信号AO〜Atとn+lビットの蒼き込みデータDWO
〜DWn及びライトイネーブル信号(書き込み制御信号
)WEが供給される。
論理機能付メモリには、さらに図示されない論理部を介
して、所定の周期の反転クロンク信号cpが供給される
。論理機能付メモリは、この反転クロック信号τ下に従
って、上記アドレス信号AO〜Ai、書き込みデータD
WO〜D W n及びライトイネーブル信号WEを対応
する入力ラッチに取り込む、つまり、この実施例の論理
機能付メモリの入力動作は、反転クロンク信号CPに従
って同期化される。タイミング発生回路TGは、さらに
対応する入力ランチに取り込まれたライトイネーブル信
号WEをもとに、所定のタイミング条件を満足する書き
込みパルスすなわち反転タイミング信号φWを形成する
ための書き込みパルス発生回路WPGを含む。
この実施例の論理機能付メモリにおいて、上記ライトイ
ネーブル信号WE及び反転クロック信号CP等は、前述
のように、ECLレベルとされ、暑き込みパルス発生回
路WPGから出力される反転タイミング信号φWは、C
MOSレベルとされる。また、上記反転クロック信号C
Pは、そのパルス幅がECL回路の動作限界にそって極
めて小さなものとされる。このため、反転クロック信号
CPは、パルス拡幅回路PWEによってそのパルス幅が
拡張された後、ライトイネーブル信号WEと組み合わせ
られることによって内部信号が形成される。この内部信
号は、レベル変換回路LCによってCMOSレベルに変
換された後、上記書き込みパルス発生回路WPGに伝達
される。これにより、レベル変換回路LC及び書き込み
パルス発生回路WPGの動作が安定化され、論理機能付
メモリの誤動作が防止される。
第3VgJにおいて、メモリアレイMARYは、同図の
垂直方向に平行して配置されるm+1本のワード線と、
水平方向に平行して配置されるfi+1組の相補データ
線及びこれらのワード線と相補データ線の交点に格子状
に配置される(m+1)X(n+1)個のメモリセルを
含む。
メモリアレイMARYを構成する各メモリセルは、特に
制限されないが、高抵抗負荷型のスタテインクメモリセ
ルとされる。メモリアレイMARYの同一の列に配置さ
れるm+1個のメモリセルの入出力ノードは、対応する
2個の伝送ゲートMO3FETを介して、対応する紬補
データ線にそれぞれ共通結合される。また、メモリアレ
イMARYの同一の行に配置されるn+1個のメモリセ
ルMCの伝送ゲートMO3FETのゲートは、対応する
ワード線にそれぞれ共通結合される。
メモリアレイMARYを構成するワード線は、アドレス
デコーダADに結合され、択一的に選択状態とされる。
アドレスデコーダADには、後述するアドレスバッファ
ADBから、内部アドレス信号aO〜aiが供給される
。これらの内部アドレス信号は、特に制限されないが、
非反転信号及び反転信号からなる相補信号とされる。ア
ドレスデコーダADには、さらに後述するタイミング発
生回路TGから、タイミング信号φenが供給される。
アドレスデコーダADは、上記タイミング信号φsnが
ハイレベルとされることで、選択的に動作状態とされる
。この動作状態において、アドレスデコーダADは、上
記内部アドレス信号aO〜aiをデコードし、メモリア
レイMARYの対応するワード線を択一的にハイレ2ベ
ルの選択状態とする。
アドレスバッファADBは、特に制限されないが、n+
1個の入力ランチを含む、これらの入力ラッチには、タ
イミング発生回路TGからタイミング信号φcpが共通
に供給される。
アドレスバッファADBの各入力ラッチは、上記タイミ
ング信号φcpに従って、論理機能付メモリの図示され
ない論理部を介して供給されるアドレス信号AO〜Ai
を取り込み、保持する。また、これらのアドレス信号A
O〜Aiをもとに、上記内部アドレス信号aO〜aiを
形成し、アドレスデコーダADに供給する。
一方、メモリアレイMARYを構成する相補データ線は
、その一方において、ライトアンプWAの対応する単位
回路にそれぞれ結合され、またその他方において、リー
ドアンプRAの対応する単位回路にそれぞれ結合される
ライトアンプWAは、特に制限されないが、上記メモリ
アレイMARYの各相補データ線に対応して設けられる
n+1個の単位回路を含む、これらの単位回路には、後
述するデータ人カバ、ファDIBから対応する内部書き
込みデータdwO〜dwnがそれぞれ供給される。また
、タイミング発生回路TGから書き込みパルスすなわち
反転タイミング信号φWが共通に供給される。反転タイ
ミング信号φWは、後述するように、論理#!Aff1
付メモリが非メモリ態とされるときハイレベルとされ、
論理機能付メモリが選択状態とされるとき、上記ライト
イネーブル信号WEがハイレベルであることを条件に、
所定のタイ文ングで一時的にロウレベルとされる。
ライトアンプWAの各単位回路は、上記反転タイミング
信号φWがロウレベルとされることで、選択的に動作状
態とされる。この動作状態において、ライトアンプWA
の各単位回路は、データ入力バッファbIBから供給さ
れる内部書き込みデータdwQ〜dwnに従った相補書
き込み信号を形成し、メモリアレイMARYの対応する
相補データ線に供給する。これらの書き込み信号は、対
応する相補データ線を介して、メモリアレイMARYの
選択されたワード線に結合されるn+1個のメモリセル
にそれぞれ伝達される。
データ入力バッファDIBは、特に制限されないが、f
i+1個の入力ラッチを含む、これらの入カラフチには
、タイミング発生回路TGから上述のタイミング信号φ
cpが共通に供給される。
データ入力バッファDIBの各人力ラッチは、上記タイ
ミング信号φcpに従って、論理機能付メモリの図示さ
れない論理部を介して供給される暑き込みデータDWO
〜DWnを取り込み、保持する。また、これらの書き込
みデータDWO〜DWnをもとに、上記内部書き込みデ
ータdwQ〜dvrnを形成し、ライトアンプWAの対
応する単位回路にそれぞれ供給する。
リードアンプRAは、特に制限されないが、メモリアレ
イMARYの各相補データ線に対応して設けられるn+
1個の単位回路を含む、これらの単位回路には、タイミ
ング発生回路TOからタイミング信号φrが共通に供給
される。
リードアンプRAの各単位回路は、上記タイミング信号
φrがハイレベルとされることで、選択的に動作状態と
される。この動作状態において、リードアンプRAの各
単位回路は、メモリアレイMARYの選択されたワード
線に結合されるn+1個のメモリセルから対応する相補
データ線を介して出力される読み出し信号を増幅し、内
部読み出しデータdro〜drnを形成する。これらの
内部読み出しデータdrO−drnは、後述するデータ
出カバソファDOBの対応する出力回路に供給される。
データ出カバソファDOBは、特に制限されないが、n
 + 111の出力回路を含む、これらの出力回路には
、上記リードアンプRAから、対応する内部読み出しデ
ータdrQ〜drnがそれぞれ供給されるとともに、タ
イミング発生回路TOからタイミング信号φoeが共通
に供給される。
データ出力バッファDOBの各出力回路は、上記タイミ
ング信号φOSが一時的にハイレベルとされることで、
選択的に動作状態とされる。この動作状態において、デ
ータ出力バッファDOBの各出力回路は、対応する上記
内部読み出しデータdro〜drnをもとに、読み出し
データDRO〜DRnを形成し、論理機能付メモリの図
示されない論理部に送出する。上記タイミング信号φO
eがロウレベルとされるとき、データ出力バッファDO
Bの各出力回路の出力はハイインピーダンス状態とされ
る。
タイミング発生回路TGは、後述するように、論理機能
付メモリの図示されない論理部から供給される反転クロ
ック信号CP及びライトイネーブル信号WEをもとに、
上記各種のタイミング信号を形成し、各回路に供給する
。タイミング発生回路TOは、上記ライトイネーブル信
号WEを取り込み、保持する1 (Itの入力ラッチを
含む、この入力ラッチは、上述の反転クロック信号CP
によってトリガされ、ライトイネーブル信号WEに従っ
て選択的にセット又はリセットされる。上述の反転タイ
ミング信号Tマは、この入力ラッチの出力信号に従って
選択的に形成される。
第1図には、第3図の論理機能付メモリのタイミング発
生回路TOの一実施例の回路図が示されている。同図に
は、タイミング発生回路TOのうち、上述のライトイネ
ーブル信号WEを受ける入力ラッチとパルス拡幅回路P
WE、  レベル変換回路LC及び書き込みパルス発生
回路WPGが部分的に示されている。タイミング発生回
路TOの他の回路については、この発明と直接関係がな
いので、説明を割愛する。なお、同図において、チャン
ネル(バンクゲート)部に矢印が付加されるMOSFE
TはPチャンネル型であり、矢印の付加されないNチャ
ンネルM OS F E Tと区別される。
また、図示されるバイポーラ!・ランジスタは、すべて
NPN型トランジスタである。
第1図において、論理機能付メモリの図示されない論理
部を介して供給されるライトイネーブル信号WEは、フ
リップフロップ回路BFIの入力端子りに入力される。
フリップフロップ回路BF1は、特に制限されないが、
バイポーラトランジスタからなるECLシリーズゲート
を基本構成とする。フリップフロップ回路BFIの反転
クロック入力端子Cには、論理機能付メモリの図示され
ない論理部を介して供給される反転クロック信号τ丁が
入力される。この反転クロック信号τ丁は、通常ECL
レベルのハイレベルとされ、所定の時間間隔をおいて周
期的にロウレベルとされる。フリップフロップ回路BF
Iの非反転出力信号Qは、内部制御信号weとして、タ
イミング発生回路TGの図示されない他のパルス発生回
路に供給される。フリップフロップ回路BFIの反転出
力信号Qは、反転内部制御信号weとされ、ノアゲート
回路BGIの一方の入力端子に供給される。ノアゲート
回路BGIは、上記フリツブフロップ回路BFIと同様
に、ECLシリーズゲート回路を基本構成とする。
前述のように、この実施例の論理機能付メモリの入力動
作は、反転クロック信号CPに従って同期化される。ま
た、論理機能付メモリの動作モードは、ライトイネーブ
ル信号WEがロウレベルとされるとき読み出し動作モー
ドとされ、またライトイネーブル信号WEがハイレベル
とされるとき書き込み動作モードとされる。ライトイネ
ーブル信号WEは、反転クロック信号CPの立ち下がり
エツジにおいて、フリップフロップ回路BFIに取り込
まれる。その結果、上記内部制御信号we及び反転内部
制御信号weが選択的にハイレベル又はロウレベルとさ
れ、そのサイクルにおける論理機能付メモリの動作モー
ドが決定される。
反転クロック信号CPは、反転内部クロック信号cpと
して、タイミング発生回路TGの図示されない他の回路
にも供給され、これをもとに上記タイミング信号φcp
等が形成される。
反転クロック信号CPは、パルス拡幅回路PWEを構成
するトランジスタT1のベースに供給され、さらに反転
内部クロック信号cpとして、ター(ミング発生回路T
Gの図示されない他の回路にも供給される。
パルス拡幅回路PWEは、上記トランジスタTlと差動
形態とされるトランジスタT2を含む。
トランジスタT1及びT2のエミッタは共通結合され、
さらにトランジスタT3及び抵抗R3を介して、所定の
電源電圧Vesに結合される。トランジスタT3及び抵
抗R3は、差動トランジスタT1・T2に動作電流を供
給する定電流源として機能する。トランジスタT1及び
T2のコレクタは、対応する抵抗R1及びR2を介して
、回路の接地電位にそれぞれ結合される。トランジスタ
T2のベースには、所定のバイアス電圧Vblが供給さ
れる。
これにより、差動トランジスタTI −T2は、反転ク
ロック信号CPに対し、上記バイアス電圧Vblを論理
スレッシホルトとする電流スイッチ回路として機能する
。すなわぢ、反転クロック信号CPのレベルが、バイア
ス電圧Vblよりも高いECLレベルのハイレベルとさ
れるとき、トランジスタTIがオン状態となり、トラン
ジスタT2はカントオフ状態となる。このとき、トラン
ジスタTIのコレクタ電圧は、トランジスタT3を介し
て供給される動作電流値と抵抗R1によって決まる所定
のECLレベルのロウレベルとされ、またトランジスタ
T2のコレクタ電圧は、回路の接地電位のようなECL
レベルのハイレベルとされる。一方、反転クロック信号
CPのレベルが、バイアス電圧vb1よりも低いECL
レベルのロウレベルになると、トランジスタT1はカッ
トオフ状態となり、代わってトランジスタT2がオン状
態となる。このとき、トランジスタTIのコレクタ電圧
は、回路の接地電位のようなECLレベルのハイレベル
とされ、トランジスタT2のコレクタ電圧は、トランジ
スタT3を介して供給される動作電流値と抵抗R2によ
って決まる所定のECLレベルのロウレベルとされる。
トランジスタT1のコレクタと回路の接地電位との間に
は、特に制限されないが、抵抗R1と並列形態にキャパ
シタC1が設けられる。また、トランジスタT2のコレ
クタと回路の接地電位との間には、抵抗R2と並列形態
にキャパシタC2が設けられる。特に制限されないが、
抵抗R2には、さらにダイオードD1が、そのアノード
を回路の接地電位に結合する形で並列形態に設けられる
このうち、キャパシタC2は、後述するように、トラン
ジスタT2がオン状態に変化するときに比較的ゆっくり
とディスチャージされ、反転クロック信号CPに対する
パルス拡幅回路PWHの遅延時間tbを決定する。また
、キャパシタC1は、トランジスタT1がオン状態に変
化するときに比較的ゆワくりとディスチャージされ、パ
ルス拡幅回路PWEの出力信号すなわち反転内部クロッ
ク信号sepのパルス幅tw2を決定する。ダイオード
Diは、トランジスタT2がオン状態とされるとき、そ
のコレクタ電圧が低くなりすぎないようにクランプする
作用を持つ。
トランジスタT1のコレクタ電圧は、トランジスタT4
及び抵抗R4からなるエミッタフォロワ回路を介して、
トランジスタT5のベースに供給される。トランジスタ
T5は、トランジスタT6と差動形態とされる。トラン
ジスタ′1゛5及びT6の共通結合されたエミッタと回
路の電源電圧Vaコとの間には、トランジスタT7及び
抵抗R6からなる定電流源が設けられる。トランジスタ
T5のコレクタは、上記トランジスタT2のコレクタに
共通結合され、トランジスタT6のコレクタは、抵抗R
5を介して回路の接地電位に結合される。
トランジスタT6のベースには、上記バイアス電圧Vb
lが供給される。
これにより、差動トランジスタT5・T6は、トランジ
スタT4のエミッタ電圧すなわちトランジスタT1のコ
レクタ電圧よりトランジスタT4のベース・エミッタ電
圧分だけ低くされた内部信号に対して、バイアス電圧v
b1を論理スレッシホルトとする電流スイッチ回路とし
てta能する。
また、トランジスタT5は、そのコレクタが上記トラン
ジスタT2のコレクタに共通結合されることで、トラン
ジスタT 2とともにノア(NOR)ゲート回路形態と
される。トランジスタT2及びT5のコレクタ電圧は、
トランジスタT8及び抵抗R7からなるエミッタフォロ
ワ回路を介して出力され、このパルス拡幅回路PWEの
出力信号すなわち反転内部クロック信号6Cpとされる
0反転内部クロック信号ecpは、上述のノアゲート回
路BGIの他方の入力端子に供給される。
パルス拡幅回路PWEは、次の動作により、反転クロッ
ク信号CPの立ち下がりに対して所定の遅延時間tbを
持ち、また反転クロック信号CPノハルス@twlより
大きなパルス@tw2tr持つ反転内部クロック信号e
cpを形成する。すなわち、反転クロック信号CPがハ
イレベルとされるとき、前述のように、トランジスタT
lがオン状態となり、トランジスタT2はカットオフ状
態となる。このとき、トランジスタTlのコレクタ電圧
は、ECLレベルのロウレベルとされる。また、トラン
ジスタT2のコレクタ電圧は、回路の接地電位のような
ECLレベルのハイレベルとされ、キャパシタC2はデ
ィスチャージされる。
反転クロック信号CPがハイレベルからロウレベルに変
化されると、トランジスタT1がカットオフ状態となり
、代わってトランジスタT2がオン状態となる。したが
って、トランジスタT2のコレクタ電圧は、所定のロウ
レベルに変化しようとする。ところが、トランジスタT
2を介して流される動作電流は当初キャパシタc2のチ
ャージ電流となることから、そのレベルは徐々にロウレ
ベルに変化する。このため、反転内部クロック信号77
丁は、反転クロック信号τ丁の立ち下がりに対し、キャ
パシタC2の静電容Jlによって決まる所定の遅延時間
tbだけ遅れてロウレベルとされる。トランジスタT1
がカットオフ状態となることで、そのコレクタ電圧は回
路の接地電位のようなハ、fレベルとされ、トランジス
タT5がオン状態となる。トランジスタT1のコレクタ
電圧がハイレベルとされることで、キャパシタCIがデ
ィスチャージされる。
次−二、反転クロック信号CPが再度ハイレベルとされ
ると、トランジスタT1がオン状態となり、トランジス
タT2はカットオフ状態となる。これにより、トランジ
スタT1のコレクタ電圧はロウレベルに変化しようとす
るが、トランジスタT1を介して流される動作電流が当
初キャパシタC1のチャージ電流となることから、その
レベルは徐々にロウレベルに変化する。このため、この
間、トランジスタT5がオン状態を持続し、反転内部ク
ロック信号acpは、反転クロック信号CPの立ち上が
り変化に対し、キャパシタCIの静電容量によって決ま
る所定の遅延時間tw2だけ遅れてハイレベルとされる
。言うまでもな(、この遅延時間tw2は、反転内部ク
ロック信号ecpのパルス幅を決定する。
ノアゲート回路BGIの反転出力信号は、反転内部信号
wc(第2の内部信号〉として、レベル変換回路LCを
構成するPチャンネルMO5FETQ2のゲートに供給
されるとともに、PチャンネルMO5FETQI及びQ
3のソースに供給される。この反転内部信号wcは、通
常ハイレベルとされ、上記反転内部制御信号we及び反
転内部クロック信号ecpがともにロウレベルとされる
とき、選択的にロウレベルとされる。
レベル変換回路LCは、回路の接地電位と電源電圧との
間にトーテムポール形態に設けられる2個のバイポーラ
トランジスタT9及びTIOを含む、トランジスタT9
のベースと回路の接地電位との間には、上記MO3FE
TQ2が設けられ、またトランジスタT9のベースと回
路の電源電圧との間には、Nチ中ンネルMO5FETQ
I 2が設けられる。MO5FETQI 2のゲートは
、NチャンネルMO3FETQI 1のゲートに共通結
合され、さらにそのドレインに結合される。MO3FE
TQIIのソースは、回路の電源電圧に結合される。ま
た、そのドレインと上記MO3FETQ2のゲートとの
間には、上記MO3FETQ1が設けられる。MO5F
ETQIのゲートには、特に制限されないが、所定のバ
イアス電圧Vb2が供給される。これにより、MO3F
ETQI及びQllは、MO5FETQI 2が、上記
反転内部信号wcに対して、上記バイアス電圧vb2に
よって決まる所定の論理スレッシホルトを持つように作
用する。
一方、トランジスタTIOのベースとそのコレフタとの
間には、NチャンネルMO3FETQI4が設けられる
。また、トランジスタTIOのベースと回路の電源電圧
との間には、NチャンネルMO3FETQ15が設けら
J’L6゜MO,5FETQ15のゲートは、トランジ
スタTIOのコレクタに共通結合される。MO5FET
QI 4のゲートと回路の電源電圧との間には、Nチャ
ンネルMO5FETQ13が設けられる。MOSFET
Q13は、そのゲートがそのドレインに共通結合される
ことによって、ダイオード形態とされる0M03FET
Q13のドレインと上記MOS F ETQ2のゲート
との間には、上記MO3FETQ3が設けられる。MO
3FETQ3のゲートには、所定のバイアス電圧vb3
が供給される。これにより、MO3FETQ3及びQ1
3は、MO3FETQ14が、反転内部信号weに対し
て、バイアス電圧V、b3によって決まる所定の論理ス
レフシホルトを持つように作用する。
トランジスタT9のエミッタ及びトランジスタTIOの
コレクタの共通結合されたノードのレベルは、レベル変
換回路LCの出力信号すなわち内部信号m w cとし
て、タイミング発生回路TGの書き込みパルス発生回路
WPGに供給される。
反転内部信号wcが所定のハイレベルとされるとき、M
O3FETQ12及びQ14はともにオン状態となり、
MO3FETQ2はオフ状態となる。これにより、トラ
ンジスタT9は、そのベース電流が切断されまたそのベ
ース容量がディスチャージされることでカットオフ状態
となり、トランジスタTIOは、そのコレクタ電位が充
分低下するまでの間MO3FETQI 4を介してベー
ス電流が流されることでオン状態となる。このため、レ
ベル変換回路LCの出力信号すなわち内部信号mwcは
、はぼ回路の電源電圧のようなCM OSレベルのロウ
レベルとされる。一方、反転内部信号w cが所定のロ
ウレベルとされると、MO3FETQ12及びQ14は
オフ状態となり、代わってMO3FETQ2がオン状態
となる。これにより、トランジスタT9がオン状態とな
り、トランジスタTIOはオフ状態となる。このため、
レベル変換回路LCの出力信号すなわち内部信号mwC
は、回路の接地電位よりトランジスタT9のベース・エ
ミッタ電圧分だけ低下されたCMOSレベルのハイレベ
ルとされる。  。
書き込みパルス発生回路WPGは、特に制限されないが
、ノアゲート回路N0G1及びNOG 2が交差接続さ
れてなるフリップフロップ回路FF1を基本構成とする
。ノアゲート回路N0G1及びN0G2を含む書き込み
パルス発生回路WPGの各回路素子は、そのほとんどが
0MO3によって構成される。ノアゲート回路N0G1
の一方の入力端子は、フリップフロップ回路FFIのセ
ント入力端子とされ、上記レベル変換回路LCから内部
信号mwcが供給される。ノアゲート回路N0G2の一
方の入力端子は、フリップフロップ回路FFIのリセン
ト入力端子とされ、インバータ回路N6の出力信号すな
わちリセット信号rwpが供給される。ノアゲート回路
N0G1の出力信号は、フリップフロップ回路FFIの
反転出力信号すなわち反転内部信号wpとして、出力ト
ランジスタTllのベースに供給さ、れる、また、ノア
ゲート回路N0G2の出力信号は、フリップフロップ1
id)FF1の非反転出力(8号すなわち内部信号wp
とし°ζ、インバータ回iN2の入力端子に供給される
。インバータ回路N2は、インバータ回路N3と直列形
態とされ、遅延回路DLIを構成する。インバータ回路
N3の出力信号は、ナントゲート回路NAGlの第2の
入力端子に供給されるとともに、4個のインバータ回路
N4〜N5からなる遅延回路DL2を経て、上記ナント
ゲート回路NAG1の第3の入力端子に供給される。
ナンドゲ−1・回路NAGIの第1の入力端子には、上
記内部信号mwcのインバータ回路N1による反転信号
が供給される。ナントゲート回路NAG1の出力信号は
、インバータ回路N6を経て、上記リセット信号rwp
とされる自 内fREff1号mwcがCMOSレベルのロウレベル
とされるとき、インバータ回路Nlの出力信号はハイレ
ベルとなる。したがって、その直前においてフリップフ
ロップ回路FFIがセット状態とされ内部信号wpがハ
イレベルであると、リセット信号rwpがハイレベルと
なり、フリップフロップ回路FFIはリセット信号とさ
れる。
内1ffi号mWcがCMOSレベルのハイレベルとさ
れると、インパーク回路N 1の出力信号がロウレベル
となりリセット信号r w pがロウレベルとされる。
また、内部信号mwcがハイレベルとされることで、フ
リップフロップ回路FFIの反転出力信号すなわち反転
内部信号wpがロウレベルとなる。これにより、フリッ
プフロップ回路FFlの非反転出力信号すなわち内部信
号wpが、ハイレベルとなり、フリップフロシブ回路F
FIはいわゆるセント状態止される。フリップフロップ
回1isFFIは、内部信号mwcがロウレベルに戻さ
れた後も、リセット信号r w pがハイレベルとされ
るまでセット状態を保持する。
内部信号wpのハイレベルは、遅延回路DLI及びDL
2を経て、ナントゲート回路NAGIの第2及び第3の
入力端子に伝達される。このとき、内部信号mvcはロ
ウレベルとされインバータ回路Nlの出力信号はハイレ
ベルとされることから、リセット信号rwpがハイレベ
ルとなる。このため、フリップフロップ回路FFIはリ
セント状態とされ、反転内部信号wpはハイレベルとな
り、内部信号wpはロウレベルとなる。これらのことか
ら、フリップフロップ回路FFIの出力信号すなわち反
転内部信号wpは、レベル変換回路■、Cの出力信号す
なわち内部信号バIWcがハイレベルとされることで立
ち下がり、遅延回路DLI及びDL2の遅延時間に相当
するパルス幅を持つネガティブパルスとされる。
書き込みパルス発生回路WPGは、特に制限されないが
、トーテムポール形態とされるバイポーラトランジスタ
Tll及びT12を基本構成とするバイ゛ポーラ・CM
O5複合駆動回路を含む、トランジスタTllのコレク
タは回路の接地電位に結合され、そのベースには上記反
転内部信号wpが供給される。トランジスタT12の工
1−を夕は、回路の電源電圧に結合される。また、トラ
ンジスタT12のベースとそのコレクタとの間にはNチ
ャンネルMO3FETQI 6が設けられ、そのベース
と回路の電源電圧との間にはNチャンネルMO3FET
QI 7が設けられる0M08FETQ16のゲートに
は、特に制限され−ないが、レベル変換回路LCの出力
信号すなわち内部信号m w cが供給される。また、
MO3FETQI 7のゲートは、トランジスタT12
のコレクタに共通結合される。トランジスタTllのエ
ミッタ及びトランジスタT12のコレクタの共通結合さ
れたノードのレベルは、書き込みパルス発生回路WPG
の出力信号すなわち上記反転タイミング信号φWとされ
る。
内部信号mwcがロウレベルとされ反転内部信号wpが
ハイレベルとされるとき、トランジスタTllがオン状
態となり、トランジスタT12は、MO3FETQ’1
6がオフ状態とされそのベース電流が流されないことで
カットオフ状態となる。
このため、反転タイミング信号φWは、回路の接地電位
からトランジスタTllのベース・工<ツタ電圧分だけ
低(されたCMOSレベルのハイレベルとされる。内部
信号mwaがハイレベルとされ反転内部信号wpがロウ
レベルとされると、トランジスタTllはカットオフ状
態となり、代わってトランジスタTI2がオン状態とな
る。このため、反転タイミング信号φWは、回路の電源
電圧のようなCMOSレベルのロウレベルとされる。
このようなバイポーラ・CMO3複合駆動回路が設けら
れることで、暑き込みパルス発生回路WPGから出力さ
れる反転タイミング信号7;b駆動能力が拡大される。
第2vIJには、第1図のタイミング発生回路TGの一
実施例のタイミング図が示されている。同図に従って、
この実施例のタイミング発生回路TGの動作の概要を説
明する。
第2図において、論理機箋付メモリは、反転クロック信
号CPの立ち下がり変化に先立ってライトイネーブル信
号WEがハイレベルとされることで、書き込み動作モー
ドとされる。
タイミング発生回路TGでは、反転クロン□り信号CP
の立ち下がりエツジにおいてライトイネープル信qWE
がハイレベルであることから、フリップフロップ回路B
FIがセント状態とされ、その反転出力信号Qすなわち
反転内部制御信号w6がロウレベルとされる。この反転
内部制御信号WTは、ノアゲート回路N0G1によって
、パルス拡幅回路PWHの出力信号すなわち反転内部ク
ロック信号ecpと負論理の論理積がとられ、反転内部
信号wcが形成される。前述のように、反転内部クロッ
ク信号ecpは、反転クロック信号CPに対しキャパシ
タC2の静電容量によって決まる所定の遅延時間tbだ
け遅延される。また、反転内部クロック信号ecpは、
キャパシタCIの静電容量によって決まる所定のパルス
幅tw2を持つように設計される。つまり、上記遅延時
間tbは、フリップフロップ回路BFIの状態遷移時間
をカバーし、反転タイミング信号φWの立ち上がりタイ
ミングを設定する。また、上記パルス幅t w 24;
t:、レベル変換回路LCによるレベル変換動作を充分
保証しうる時間幅とされる。
反転内部信号VCは、レベル変換回路LCによって反転
され、さらにCMOSレベルに変換された後、内部信号
m w cとされる。
書き込みパルス発注回路WPGでは、内部信号mWcが
ハイレベルとされることで、まずフリップフロップ回路
FFIの反転出力信号すなわち反転内部信号wpがロウ
レベルとなり、同時にその非反転出力信号すなわち内部
信号wpがハイレベルとなる。フリップフロップ回路F
FIは、内部(fiqmwcがロウレベルに戻された後
も、リセット信号rwpがハイレベルとされるまでセッ
ト状態を保持する0反転内部信号wpは、バイポーラ・
CMO5複合駆動回路を経て、書き込みパルス発生回路
WPGの出力信号すなわち反転タイミング信号φWとさ
れる。
内部信号wpがハイレベルとされてから遅延回路DLL
の遅延時間tdlが経過し、さらに遅延回路DL2の遅
延時間td2が経過すると、リセット信号rwpがハイ
レベルとなる。これにより、フリップフロップ回路FF
Iはリセット信号とさWはハイレベルとなる。リセット
信号r w pは、内部信号wpがロウレベルとされて
から遅延回路DLIの遅延時間ta1が経過すると、ロ
ウレベルに戻される。
以上のように、この実施例の論理機能付メモリの動作は
、反転クロック信号cpに従って同期化される。論理機
能付メモリが書き込み動作モードとされるとき、ライト
アンプWAに供給される書き込みパルスすなわち反転タ
イミング信号77は、ライトイネーブル信号WEを上記
反転クロック信号ε下によって取り込んだ後、論理機能
付メモリのタイミング発生回路TOによって自律的に形
成される0反転クロック信号CPは、ECLレベルとさ
れ、ECL論理回路の動作限界にそった極めて小さなパ
ルス幅を持つものとされる。また、書き込みパルス発生
回路WPGは、低消費電力化を削減しレイアウト所要面
積を縮小するため、CMOS論理回路によって構成され
る。このため、この実施例の論理#IAwIA付メモリ
では、まず反転クロック信号cpをパルス拡幅回路PW
Bに入力し、その立ち下がりを所定の遅延時間tbだけ
遅延させるともに、そのパルス幅をレベル変換回路LC
のレベル変換動作が安定して行われるようなパルス幅t
w2とする。パルス拡幅回路PWEの出力信号は、ライ
トイネーブル信号WEに従って形成される内部制御信号
と論理積がとられ、レベル変換回路LCに伝達され、さ
らに書き込みパルス発生回路WPGに供給される。これ
により、反転クロック信号CPが極めて小さなパルス幅
とされるにもかかわらず、レベル変換回路LCによるレ
ベル変換動作は安定して行われ、タイミング発生回路T
Gの書き込みパルス発生回路WPGの動作が安定化され
るものである。
以上の本実施例に示されるように、この発明をバイポー
ラ・CMO5型O5Mを基本構成とするECLインタフ
ェースの論理機能付メモリ等の半導体集積回路装置に通
用した場合、次のような効果が得られる。すなわち、 (1)極めてパルス幅の小さなりロック信号又はそれに
従って形成される内部信号を、パルス拡幅回路によって
拡幅した後、レベル変換回路に供給することで、レベル
変換回路のレベル変換動作を安定化することができるた
め、上記クロック信号又はそれに従うて形成される内部
信号の信号レベルを、確実に所定の信号レベルに変換で
きるという効果が得られる。
(2)上記(1)項により、例えば論理機能付メモリ等
の書き込みパルス発生回路の動作を安定化し、タイミン
グ条件を満足しうる書き込みパルスを形成できるという
効果が得られる。
(3)上記(1)項及び(2)項により、書き込みパル
ス発生回路を含む論理機能付メモリ等の誤動作を防止し
、その信頼性を高めることができるという効果が得られ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸醜しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、第1図の回路
図において、パルス拡幅回路PWEは、複数のバイポー
ラゲート回路を直列形態に接続することで、遅延時間t
b及びパルス幅tw2を決定するものであってもよい。
また、書き込みパルス発生回路WPGの遅延回路DLI
及びDL2を構成するCMOSインバータ回路の段数は
任意である。ライトイネーブル信号WEや反転クロ7り
信号CP及び反転タイミング信号φW等は、それぞれ論
理条件が反転されるものであってもよい、パルス拡幅回
路PWE、 レベル変換回路LC,ilき込みパルス発
生回路WPGは、電源電圧の極性を反転できれば、NP
N型トランジスタに換えてPNP型トランジスタを用い
、またPチャンネルMO5FET及びNチャンネルMO
3FETを入れ換えて構成するができる。第3図のブロ
ック図において、メモリセルはCMOSにより構成され
るものであってもよいし、メモリアレイMARYは複数
のメモリマントにより構成されるものであってもよい、
さらに、第1図に示されるタイミング発生回路TGの具
体的な回路構成や第3図に示される論理am付メモリの
ブロック構成及び制御信号やタイミング信号の組み合わ
せ等、種々の実施形態を採りうる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である論理機能付メモリの
書き込みパルス発生回路に通用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、例えば、論理機
能付メモリのクロッ分配回路等にも通用することもでき
る。この場合、例えば反転クロ7り信号CPをパルス拡
幅回路PWHによって拡幅してレベル変換し、さらにも
とのパルス幅に縮小した後、内部クロック信号として各
回路に分配することができる。これにより、極めてパル
ス幅の小さな反転クロック信号CPをもとに、同様なパ
ルス幅を持つCMOSレベルの内部クロック信号を得る
ことができる。この発明は、さらにバイポーラ・CMO
3型O3M単体で用いられるものや論理機能付メモリを
含む各種のディジタル装置等にも通用できる0本発明は
、少なくとも極めて小さいパルス幅の入力信号のレベル
変換処理を必要とする半導体集積回路装置に広く利用で
きる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、極めてパルス幅の小さなりロック信号又は
それに従って形成される内部信号を、そのパルス幅をパ
ルス拡幅回路により拡張した後、レベル変換回路に供給
することで、レベル変換回路のレベル変換動作を安定化
し、上記クロック信号又はそれに従って形成される内部
信号の信号レベルを、確実に所定の信号レベルに変換で
きる。これにより、例えば論理機能付メモリ等の書き込
みパルス発生回路の動作を安定化し、書き込みパルス発
生回路を含む論理機能付メモリ等の誤動作を防止して、
その信頼性を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が適用された論理機能付メモリのタ
イミング発生回路の一実施例を示す回路図、 第2図は、第1図のタイミング発生回路の−実絶倒を示
すタイミング図、 第3図は、第1図のタイミング発生回路を含む論理機能
′付メモリの一実施例を示すブロック図、第4図は、従
来の論理機能付メモリのタイミング発生回路の一例を示
す回路図である。 TG・・・タイミング発生回路、PWE・・・パルス拡
幅回路、LC・・・レベル変換回路、WPG・・・書き
込みパルス発生回路、BFI〜BF2・・・バイポーラ
フリップフロップ回路、FFl・・・CMOSフリップ
フロップ回路、BDl、DLI〜DL2・・・遅延回路
、BGI・・・バイポーラノアゲート回路、NAGl・
・・CMOSナントゲート回路、N0GI〜N0G2・
・・CMOSノアゲート回路、N1〜N6・・・CMO
Sインバータ回路、Ql〜Q3・・・PチャンネルMO
3FETSQl 1〜Q17・・・NチャンネルMO3
FET、Tl〜T12・・・NPN型バイポーラトラン
ジスタ、Dl・・・ダイオード、01〜C2・・・キャ
パシタ、R1−R7・・・抵抗。 MARY・・・メモリアレイ、AD・・・アドレスデコ
ーダ、ADB・・・アドレスデコーダ、WA・・・ライ
トアンプ、RA・・・リードアンプ、DIB・・・デー
タ入力バヮファ、DOB・・・データ出力バッファ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定の入力信号又はそれに従って形成される第1の
    内部信号を受けそのパルス幅を拡張するパルス拡幅回路
    と、上記パルス拡幅回路の出力信号又はそれに従って形
    成される第2の内部信号を受けその信号レベルを所定の
    信号レベルに変換するレベル変換回路とを具備すること
    を特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記入力信号及び上記パルス拡幅回路の出力信号は
    ECLレベルとされ、上記レベル変換回路の出力信号は
    CMOSレベルとされることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、上記半導体集積回路装置はバイポーラ・CMOS型
    RAMを基本構成とする論理機能付メモリであり、上記
    パルス拡幅回路及びレベル変換回路は上記論理機能付メ
    モリのタイミング発生回路に含まれるものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の半導
    体集積回路装置。 4、上記入力信号はクロック信号であり、上記第2の内
    部信号は別途入力される書き込み制御信号及び上記クロ
    ック信号に従って形成されるものであり、上記レベル変
    換回路の出力信号は上記タイミング発生回路の書き込み
    パルス発生回路に供給されるものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項、第2項又は第3項記載の半導
    体集積回路装置。
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