JPH0193922A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH0193922A
JPH0193922A JP62251252A JP25125287A JPH0193922A JP H0193922 A JPH0193922 A JP H0193922A JP 62251252 A JP62251252 A JP 62251252A JP 25125287 A JP25125287 A JP 25125287A JP H0193922 A JPH0193922 A JP H0193922A
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JP
Japan
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circuit
channel
power supply
logic threshold
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP62251252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Imato
今任 宏一
Koichi Motohashi
本橋 光一
Akira Ide
昭 井出
Masanori Odaka
小高 雅則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH0193922A publication Critical patent/JPH0193922A/en
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Abstract

PURPOSE:To extend an operation margin by making conductances of MOSFETs, which set a logic threshold voltage, different from each other to have an approximately fixed logic threshold voltage independently of voltage drop so that the voltage drop due to a distributed resistance of an internal power supply line is compensated. CONSTITUTION:The conductance of an N-channel MOSFET Q25 is set to a large value for the purpose of compensating DELTAV' rise of a logic threshold voltage VL'. That is, its channel width WN' is set to a large value. Consequently, the resistance value of the N-channel MOSFET Q25 is reduced in proportion to a reciprocal 1/WN' without changing the resistance value of a P-channel MOSFET Q24 to perform such compensation that it has a logic threshold voltage VL. Thus, an input signal level is approximately fixed, and the logic threshold voltage is fixed to a desired value, and the input level margin is extended.

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し、例えばCMO
3(相補型MO3)インバータ回路を入力バッファとし
て用いるスタティック型RAM等のような半導体集積回
路装置に利用して有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, a CMO device.
The present invention relates to a technique that is effective for use in semiconductor integrated circuit devices such as static RAMs that use a MO3 (complementary type MO3) inverter circuit as an input buffer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

CMOSインバータ回路を入力バッファとして用いたス
タティック型RAM (ランダム・アクセス・メモリ)
の例として、例えば日経マグロウヒル社1986年3月
10日付「日経エレクトロニクス」頁199〜頁217
がある。
Static RAM (Random Access Memory) that uses a CMOS inverter circuit as an input buffer
For example, Nikkei McGraw-Hill, March 10, 1986, "Nikkei Electronics," pages 199 to 217.
There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記CMOSインバータ回路は、TTLレベルの入力信
号を受けるため、それに対応した同じロジックスレッシ
ョルド電圧を持つように、NチャンネルMOSFETと
PチャンネルMOS F ETとのコンダクタンス比が
設定されるものである。
Since the CMOS inverter circuit receives a TTL level input signal, the conductance ratio between the N-channel MOSFET and the P-channel MOSFET is set so that they have the same corresponding logic threshold voltage.

ところで、一般に半導体集積回路では、電源電圧端子と
回路の接地電位端子はチップの対向する辺にそれぞれ供
給される。そして、半導体集積回路の高集積化に伴い、
上記電源供給線(電源電圧線及び接地線)は長くしかも
細くなる傾向にある。
By the way, in general, in a semiconductor integrated circuit, a power supply voltage terminal and a circuit ground potential terminal are respectively supplied to opposing sides of a chip. As semiconductor integrated circuits become more highly integrated,
The power supply lines (power supply voltage line and ground line) tend to be longer and thinner.

そのため、上記電源供給線における分布抵抗による電圧
降下が無視できなくなってきている。
Therefore, the voltage drop due to the distributed resistance in the power supply line cannot be ignored.

例えば、上記電源電圧端子の付近に設けられるCMOS
インバータ回路を考えてみると、外部から供給される電
源電圧が上記分布抵抗による電圧降下を無視できるに対
して、回路の接地電位はチップの反対側から延長された
配線によって与えられることになるため、その分布抵抗
に流れる電流に応じた電圧降下分だけ高い電位を持つよ
うにされる。それ故、上記のように全回路同じロジック
スレッショルド電圧VLを持つように設定した場合、上
記電源電圧端子付近に設けられるCMOSインバータ回
路の実際のロジックスレッショルド電圧は、上記回路の
接地電位の浮き上がり分に応じて高くされる。逆に、接
地端子の付近に設けられるCMOSインバータ回路を考
えてみると、外部から供給される接地電位が上記分布抵
抗による電圧降下を無視できるに対して、電源電圧はチ
ップの反対側から延長された配線によって与えられるこ
とになるため、その分布抵抗に流れる電流に応じた電圧
降下分だけ低い電位を持つようにされる。それ故、上記
接地端子付近に設けられるCMOSインバータ回路の実
際のロジックスレッショルド電圧は、上記電源電圧の低
下分に応じて低くされる。以上のことから、電源電圧端
子付近に設けられるCMOSインバータ回路にあっては
、ハイレベル側マージンが悪化し、接地端子付近に設け
られるCMOSインバータ回陀にあってはロウレベル側
のマージンが悪化する。したがって、半導体集積回路全
体では、ハイレベル及びロウレベルのマージンが共に悪
化してしまうという問題が生じる。  □ この発明の目的は、す1作マージンの向上を図った半導
体集積回路装置を提供することにある。
For example, a CMOS installed near the power supply voltage terminal
Considering an inverter circuit, the voltage drop due to the above-mentioned distributed resistance can be ignored for the power supply voltage supplied from the outside, but the ground potential of the circuit is given by the wiring extended from the opposite side of the chip. , the potential is set to be higher by the voltage drop corresponding to the current flowing through the distributed resistance. Therefore, if all circuits are set to have the same logic threshold voltage VL as described above, the actual logic threshold voltage of the CMOS inverter circuit provided near the power supply voltage terminal will be equal to the rise in the ground potential of the circuit. The price will be increased accordingly. Conversely, if we consider a CMOS inverter circuit installed near the ground terminal, the ground potential supplied from the outside can ignore the voltage drop due to the above-mentioned distributed resistance, but the power supply voltage is extended from the opposite side of the chip. Since the voltage is given by the distributed resistance wiring, the potential is lowered by the voltage drop corresponding to the current flowing through the distributed resistance. Therefore, the actual logic threshold voltage of the CMOS inverter circuit provided near the ground terminal is lowered in accordance with the reduction in the power supply voltage. From the above, in the CMOS inverter circuit provided near the power supply voltage terminal, the margin on the high level side deteriorates, and in the CMOS inverter circuit provided near the ground terminal, the margin on the low level side deteriorates. Therefore, in the entire semiconductor integrated circuit, a problem arises in that both the high level and low level margins deteriorate. □ An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that improves the production margin.

この発明の他の目的は、高速動作化を実現した半導体集
積回路装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that realizes high-speed operation.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、内部の電源供給線における分布抵抗による電
圧降下を補償するように、ロジックスレッショルド電圧
を設定するMOSFETのコンダクタンスを異ならせて
上記電圧降下に無関係にぼり一定のロジックスレッショ
ルド電圧を持つようにする。
That is, in order to compensate for the voltage drop due to the distributed resistance in the internal power supply line, the conductance of the MOSFET that sets the logic threshold voltage is varied, so that the logic threshold voltage is constant regardless of the voltage drop.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、実質的なロジックスレッショル
ド電圧がはり一定に設定できるから動作マージンの拡大
を図ることができる。
According to the above-mentioned means, since the actual logic threshold voltage can be set to a constant value, the operating margin can be expanded.

〔実施例1〕 第1図には、この発明をCMOSゲートアレイのような
半導体集積回路装置に適用した場合の一実施例の等価回
路図が示されている。同図の各回路素子は、公知の半導
体集積回路の製造技術によって、特に制限されないが、
単結晶シリコンのような1個の半轟体基板上において形
成される。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit device such as a CMOS gate array. Although each circuit element in the figure is not particularly limited by known semiconductor integrated circuit manufacturing technology,
It is formed on a single semicircular substrate such as single crystal silicon.

同図においてPチャンネルMOS F ETは、そのチ
ャンネル(バックゲート)部分に矢印を付することによ
ってNチャンネルMO3FETと区別される。また、同
図における抵抗素子は、電源供給線における分布抵抗を
例示的に示している。
In the figure, a P-channel MOS FET is distinguished from an N-channel MO3FET by an arrow attached to its channel (back gate) portion. Furthermore, the resistance elements in the figure exemplarily show distributed resistance in the power supply line.

電源端子Vccは、分布抵抗RVI〜RVmを持つ電源
(電圧)供給線を介してチップ内に形成される各回路素
子に電源電圧(Vcc)を供給する。
The power supply terminal Vcc supplies a power supply voltage (Vcc) to each circuit element formed within the chip via a power supply (voltage) supply line having distributed resistances RVI to RVm.

同様に、接地端子GNDは、分布抵抗RC,1〜RGk
を持つ電源(接地)供給線を介してチップ内に形成され
る各回路素子に接地電位(GND)を供給する。
Similarly, the ground terminal GND has a distributed resistance RC,1 to RGk
A ground potential (GND) is supplied to each circuit element formed within the chip through a power (ground) supply line having a power supply (ground) supply line.

一般に、半導体集積回路にあっては、上記電源端子Vc
c、と回路の接地電位GNDは、チップの対向する辺に
設けられる。これに対応して、同図では右端に電源端子
Vccが配置され、上記電源供給線は左方向に延長され
る。また、左端に接地端子GNDが配置され、上記電源
供給線は右方向に延長される。
Generally, in a semiconductor integrated circuit, the power supply terminal Vc
c, and the circuit ground potential GND are provided on opposite sides of the chip. Correspondingly, in the figure, the power supply terminal Vcc is arranged at the right end, and the power supply line is extended leftward. Further, a ground terminal GND is arranged at the left end, and the power supply line is extended rightward.

例えば、同図の左端に配置されるPチャンネルMO5F
ETQ20とNチャンネルMO3FETQ21からなる
CMOSインバータ回路を見ると、NチャンネルMO3
FETQ21のソースには接地端子GNDからはゾ直接
的に回路の接地電位が与えられるのに対して、Pチャン
ネルMO3FET20のソースには、分布抵抗RVI〜
RVmを通して電源電圧Vccが供給される。それ故、
PチャンネルMO8FETQ20のソースに実際に供給
される動作電圧は、上記E B1!圧Vccに対して上
記分布抵抗RVI〜RVmにおける電圧降下分だけ低い
電圧しか供給されない。
For example, P channel MO5F located at the left end of the figure
Looking at the CMOS inverter circuit consisting of ETQ20 and N-channel MO3FETQ21, we see that the N-channel MO3
The source of the FETQ21 is directly supplied with the circuit's ground potential from the ground terminal GND, whereas the source of the P-channel MO3FET20 is connected to a distributed resistance RVI~
Power supply voltage Vcc is supplied through RVm. Therefore,
The operating voltage actually supplied to the source of P-channel MO8FETQ20 is the above E B1! Only a voltage lower than the voltage Vcc by the voltage drop across the distributed resistors RVI to RVm is supplied.

逆に、同図の右端に配置されるPチャンネルMO3FE
TQ24とNチャンネルMO3FETQ25からなるC
MOSインバータ回路を見ると、PチャンネルMO3F
ETQ24のソースには分布抵抗RVIを通して電源端
子Vccからはゾ直接的に電源電圧Vccが与えられる
のに対して、NチャンネルMO3FET25のソースに
は、分布抵抗RGI〜RGk−1を通して回路の接地電
位が供給される。それ故、NチャンネルMO3FETQ
25のソースに実際に供給される接地電位は、上記OV
に対して上記分布抵抗RGI−RGk−1における電圧
降下分だけ浮き上がった高い電圧が供給されろ。
Conversely, the P-channel MO3FE located at the right end of the figure
C consisting of TQ24 and N-channel MO3FETQ25
Looking at the MOS inverter circuit, P channel MO3F
The source of the ETQ24 is directly supplied with the power supply voltage Vcc from the power supply terminal Vcc through the distributed resistor RVI, whereas the source of the N-channel MO3FET25 is supplied with the circuit ground potential through the distributed resistors RGI to RGk-1. Supplied. Therefore, N-channel MO3FETQ
The ground potential actually supplied to the source of 25 is the above OV
A high voltage raised by the voltage drop across the distributed resistor RGI-RGk-1 is supplied to the resistor RGI-RGk-1.

電源電圧Vcc−i洪給する電源供給線の任意の点n 
(n<n+−1)では、分布抵抗RV 1− RV n
における電圧降下分だけ低下した電源電圧Vccとなり
、PチャンネルMO3FBTQ22のソースに供給され
る。@路の接地電位GNDを供給する電源供給!、!i
lの任意の点j−Hj <k−1)では、分布抵抗RG
1=RVj−1における電圧降下分だけ浮き上がった回
路の接地電位となり、NチャンネルMO3FETQ23
のソースに供給される。
Any point n on the power supply line that supplies the power supply voltage Vcc-i
(n<n+-1), the distributed resistance RV 1- RV n
The power supply voltage Vcc is lowered by the voltage drop at , and is supplied to the source of the P-channel MO3FBTQ22. Power supply that supplies the ground potential GND of @ path! ,! i
At any point j−Hj <k−1) of l, the distributed resistance RG
1=The ground potential of the circuit is raised by the voltage drop at RVj-1, and the N-channel MO3FETQ23
source.

このことから、上記各PチャンネルMO3FETと各N
チャンネルMOS F ETとのコンダクタンス比を従
来のように同じく設定すると、上記電源供給線における
電圧降下に応じた電圧変動分だけ、それぞれのロジック
スレッショルド電圧が異なるものとなる。例えば、上記
MO3FETQ24とQ25からなるCMOSインバー
タ回路について説明すると、第2図に示すように、Pチ
ャンネルMO3FETQ24のソースには、分布抵抗R
VIにより、外部端子から供給される電源電圧Vccと
ほり同じ電圧が供給される。これに対して、Nチャンネ
ルMO3FETQ25のソースには、同図において点線
で示゛すように分布抵抗RGI〜RGk−1による電圧
降下に相当する電圧ΔVだけ、接地電位GNDから浮き
上がった電位が供給される。それ故、従来のように上記
分布抵抗の存在を無視して、例えばTTL(トランジス
タ・トランジスタ・ロジック)レベルのようにロウレベ
ル側に偏倚した所望のロジックスレッショルドVLを得
るようにPチャンネルMO3FETQ24のチャンネル
幅WPと、NチャンネルMOSFETQ25のチャンネ
ル幅WNに対応した抵抗比に従って一点鎖線で示すよう
にロジックスレッショルド電圧VLを設定したとすると
次のような問題が生じる。ここで、各MO3FETのチ
ャンネル長しくキャリアの表面移動度μ、)は同じであ
るとしている。それ故、Pチャンネル長OS F ET
とNチャンネル長OS F ETのコンダクタンスは、
上記のようなチャンネル幅WPとWNに比例して決まる
から、抵抗比はその逆数(1/WP):  (1/WN
)の比に対応したものとなる。したがって、上記Pチャ
ンネルMO3FETQ24とNチャンネルMO3FET
Q25からなるCMOSインバータ回路に、上記のよう
に分布抵抗を考慮した実際の動作電圧を当てはめてみる
と、点線で示すようにロジックスレッショルド電圧VL
’ のようにΔ■°だけ上昇したものになる。
From this, each P channel MO3FET and each N
If the conductance ratio with the channel MOS FET is set to be the same as in the conventional case, the respective logic threshold voltages will differ by the amount of voltage fluctuation corresponding to the voltage drop in the power supply line. For example, to explain the CMOS inverter circuit consisting of the above-mentioned MO3FETQ24 and Q25, as shown in FIG.
VI supplies almost the same voltage as the power supply voltage Vcc supplied from the external terminal. On the other hand, the source of the N-channel MO3FET Q25 is supplied with a potential raised from the ground potential GND by a voltage ΔV corresponding to the voltage drop due to the distributed resistors RGI to RGk-1, as shown by the dotted line in the figure. Ru. Therefore, the channel width of the P-channel MO3FET Q24 is adjusted so as to obtain a desired logic threshold VL that is biased toward the low level side, such as the TTL (transistor-transistor-logic) level, ignoring the existence of the distributed resistance as in the conventional case. If the logic threshold voltage VL is set according to the resistance ratio corresponding to WP and the channel width WN of the N-channel MOSFET Q25 as shown by the dashed line, the following problem will occur. Here, it is assumed that the channel length and carrier surface mobility μ, ) of each MO3FET are the same. Therefore, the P channel length OS F ET
The conductance of the N-channel length OS FET is
Since it is determined in proportion to the channel widths WP and WN as described above, the resistance ratio is the reciprocal (1/WP): (1/WN
) corresponds to the ratio of Therefore, the above P-channel MO3FET Q24 and N-channel MO3FET
When applying the actual operating voltage considering the distributed resistance as described above to the CMOS inverter circuit consisting of Q25, the logic threshold voltage VL is shown by the dotted line.
' , which is increased by Δ■°.

この実施例では、ロジックスレッショルド電圧VL’が
上記電圧ΔV″だけ上昇してしまうのを補償するため、
NチャンネルMO3FETQ25のコンダクタンスは、
大きく設定される。すなわち、そのチャンネル幅WN’
 を大きく設定する。
In this embodiment, in order to compensate for the logic threshold voltage VL' increasing by the above voltage ΔV'',
The conductance of N-channel MO3FETQ25 is
It is set large. That is, its channel width WN'
Set to a large value.

これによりPチャンネルMO3FETQ24の抵抗値を
変えないで、その逆数1/WN’ に比例してNチャン
ネルMO3FETQ25の抵抗値が小さくなり、ロジッ
クスレッショルド電圧VLを持つように補償される。
As a result, the resistance value of N-channel MO3FET Q25 is reduced in proportion to its reciprocal 1/WN' without changing the resistance value of P-channel MO3FET Q24, and the resistance value of N-channel MO3FET Q25 is compensated to have the logic threshold voltage VL.

図示しないが、PチャンネルMO3FETQ20とNチ
ャンネルMO3FETQ21からなるCMOSインバー
タ回路では、逆にPチャンネルMO3FETQ20のソ
ースに供給されろ電源電圧Vccが、その分布抵抗RV
I〜RVmに対応して低くされるため、それに応じて逆
にNチャンネルMO3FETQ21のコンダクタンスが
小さく(抵抗値が大きく)設定される。
Although not shown, in a CMOS inverter circuit consisting of a P-channel MO3FETQ20 and an N-channel MO3FETQ21, the power supply voltage Vcc is supplied to the source of the P-channel MO3FETQ20, and its distributed resistance RV
Since it is lowered in accordance with I to RVm, the conductance of N-channel MO3FETQ21 is set to be smaller (resistance value is larger) accordingly.

また、PチャンネルMO5FETQ22とNチャンネル
MO3FETQ23のソースに供給される電源電圧Vc
cの電圧低下分と、回路の接地電位の浮き上がり分に応
じて、上記所望のロジックスレッショルド電圧VLが得
られるよう上記PチャンネルMO3FETQ23とNチ
ャンネルMO3FETQ24のコンダクタンス比が設定
される。
In addition, the power supply voltage Vc supplied to the sources of the P-channel MO5FETQ22 and the N-channel MO3FETQ23
The conductance ratio of the P-channel MO3FETQ23 and the N-channel MO3FETQ24 is set in accordance with the voltage drop in c and the rise in the ground potential of the circuit so that the desired logic threshold voltage VL can be obtained.

この場合、例えばPチャンネルMOS F ETのサイ
ズ(コンダクタンス)を一定にしておいて、Nチャンネ
ルMOS F ETのコンダクタンスを、それが設けら
れる位置に応じて変更することが便利である。
In this case, it is convenient to, for example, keep the size (conductance) of the P-channel MOS FET constant and change the conductance of the N-channel MOS FET depending on the position where it is provided.

このようにすることによって、各CMOSインバータ回
路が、外部端子INI〜IN3から入力信号を受けて、
それに応じた内部信号を形成する場合、上記外部端子I
NI〜INSから供給される入力信号レベルは、プリン
ト配線基板等の実装基板を通して供給され、はV゛同じ
になるから上記ロジックスレッショルド電圧が所望の一
定にできることによって入力レベルマージンを拡大でき
るものとなる。なお、各CMOSインバータ回路の出力
信号は、それに供給される電源電圧と回路の接地電位に
応じた信号レベルになる。各入力用のCMOSインバー
タ回路の出力信号を受ける論理ゲート回路G1、G2、
及びG3等は、それぞれのインバータ回路に隣接して設
けられる。したがって、上記各論理ゲート回路Gl、G
2及び03等は上記のようにその配置に合わせたロジッ
クスレッショルド電圧の設定を考慮する必要がない。
By doing this, each CMOS inverter circuit receives input signals from external terminals INI to IN3,
When forming an internal signal accordingly, the external terminal I
The input signal level supplied from NI to INS is supplied through a mounting board such as a printed wiring board, and is the same as V, so the input level margin can be expanded by making the logic threshold voltage constant as desired. . Note that the output signal of each CMOS inverter circuit has a signal level corresponding to the power supply voltage supplied thereto and the ground potential of the circuit. Logic gate circuits G1, G2 receiving output signals of CMOS inverter circuits for each input,
, G3, etc. are provided adjacent to each inverter circuit. Therefore, each of the above logic gate circuits Gl, G
2, 03, etc., there is no need to consider setting the logic threshold voltage according to the arrangement as described above.

例えば、MO3FETQ20とG21により形成した出
力信号を、ゲート回路G2やG3等のようにその動作電
圧及び回路の接地電位が大きく異なるものについては、
それに応じてロジックスレッショルド電圧の補償を行う
ようにするものであってもよい。
For example, if the output signal formed by MO3FETQ20 and G21 is used in gate circuits G2 and G3, whose operating voltages and circuit ground potentials are significantly different,
The logic threshold voltage may be compensated accordingly.

〔実施例2〕 第6図には、この発明が適用されたスタティック型RA
 Mのブロック図が示されている。同図には、記憶容量
が約64にビット、出力が4ビツトのRAMの内部構成
を示している。同図において、破線で囲まれた各回路部
は、半導体集積回路技術によって、1個の単結晶シリコ
ンのような半導体基板上において形成される。
[Example 2] FIG. 6 shows a static type RA to which this invention is applied.
A block diagram of M is shown. This figure shows the internal configuration of a RAM with a storage capacity of approximately 64 bits and an output of 4 bits. In the figure, each circuit section surrounded by a broken line is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon using semiconductor integrated circuit technology.

この実施例のスタティック型RAMは、それぞれが12
8列(ロウ)x128行(カラム)=16384ビット
(約16にビット)の記憶容量を持つ4つのマトリック
ス(メモリアレイM−ARY1〜M−ARY4)を有し
、これにより合計で約64にビットの記憶容量を持つよ
うにされている。複数のメモリセルMCを有する各メモ
リアレイM−ARY1〜メモリアレイM−ARY4から
所望のメモリセルMCを選択するめのアドレス回路は、
アドレスバッファADB、  ロウアドレスデコーダR
−DCR,カラムアドレスデコーダC−DCR,カラム
スイッチC−3WI〜C−3W4等から構成される。
Each static type RAM in this embodiment has 12
It has four matrices (memory arrays M-ARY1 to M-ARY4) with a storage capacity of 8 columns (rows) x 128 rows (columns) = 16384 bits (approximately 16 bits), resulting in a total of approximately 64 bits. It has a storage capacity of . An address circuit for selecting a desired memory cell MC from each memory array M-ARY1 to memory array M-ARY4 having a plurality of memory cells MC is as follows:
Address buffer ADB, row address decoder R
-DCR, column address decoder C-DCR, column switches C-3WI to C-3W4, etc.

上記メモリセルMCは、図示しないが、相互において同
じ構成とされており、特に制限されないが、そのゲート
、ド1/イン間が互いに交差結線された一対のNチャン
ネル記憶MO3FETと、そのドレインにそれぞれ設け
られた情報保持用抵抗、上記記憶MO3FETと一対の
相補データ線D、Dとの間にそれぞれ設けられたNチャ
ンネル伝送ゲートMO3FETとで構成されている。上
記メモリセルMCは、上記抵抗の接続点に電源電圧Vc
cが供給されることによって記憶情報を保持する。
Although not shown, each of the memory cells MC has the same configuration. Although not particularly limited, the memory cell MC includes a pair of N-channel storage MO3FETs whose gates and doins are cross-connected to each other, and whose drains are connected to each other. It is composed of an information holding resistor provided, and an N-channel transmission gate MO3FET provided between the storage MO3FET and a pair of complementary data lines D, D, respectively. The memory cell MC has a power supply voltage Vc at the connection point of the resistor.
The memory information is held by being supplied with c.

上記抵抗は、記憶情報の保持状態におけるメモリセルM
Cの消費電力を減少させるため、例えば、数メグオーム
ないし数ギガオームのような高抵抗値にされる。また、
上記抵抗は、メモリセルの占有面積を減少させるため1
1例えば、MOS F ETを形成する半導体基板の表
面に比較的厚い厚さのフィールド絶縁膜を介して形成さ
れた比較的高抵抗のポリシリコン層から構成される。
The above resistance is the memory cell M in the storage information retention state.
In order to reduce the power consumption of C, it is made to have a high resistance value, for example, several megohms to several gigaohms. Also,
The above resistance is set to 1 in order to reduce the area occupied by the memory cell.
1. For example, it is composed of a relatively high-resistance polysilicon layer formed on the surface of a semiconductor substrate forming a MOS FET with a relatively thick field insulating film interposed therebetween.

情報の読み出し/書き込みを扱う信号回路は、特に制限
されないが、データ入力回路DIBI〜DIB4.デー
タ出力回路DOB−DOB4.センスアンプSAI〜5
A16から構成される。
Signal circuits that handle reading/writing of information are not particularly limited, but include data input circuits DIBI to DIB4. Data output circuit DOB-DOB4. Sense amplifier SAI~5
It is composed of A16.

情報の読み出し/書き込み動作を制御するためのタイミ
ング回路は、特に制限されないが、内部制御信号発生回
路COM−GE、センスアンプ選択回路GSから構成さ
れている。
The timing circuit for controlling the information read/write operation includes, but is not particularly limited to, an internal control signal generation circuit COM-GE and a sense amplifier selection circuit GS.

ロウ系のアドレス選択線(ワード線W1〜W128)に
は、アドレス信号AO−A6に基づいて得られる128
通りのデコード出力信号がロウデコーダR−DCRより
送出される。このデコード出力信号は、特に制限されな
いが、ロウアドレスデコーダR−DCRを中心にして左
右に配置された2つづつのメモリアレイM−ARYI、
M−ARY2とメモリアレイM−ARY3.M−ARY
4の上記ワード線W1〜W128に対して共通に供給さ
れる。
The row-related address selection lines (word lines W1 to W128) have 128 lines obtained based on the address signals AO-A6.
A decoded output signal according to the row decoder R-DCR is sent out. This decode output signal is transmitted from two memory arrays M-ARYI arranged on the left and right sides of the row address decoder R-DCR, although not particularly limited.
M-ARY2 and memory array M-ARY3. M-ARY
It is commonly supplied to the four word lines W1 to W128.

カラム系のアドレス選択線Y1〜Y128には、アドレ
ス信号A7〜A13に基づいて得られる128通りのデ
コード出力信号がカラムデコーダC−DCRより送出さ
れる。このデコード出力信号は、特に制限されないが、
カラムアドレスデコーダC−DCRを中心にして左右に
配置された2つづつのカラムスイッチC−3WI、C−
3W2とC−8W3.C−3W4に対して共通に供給さ
れる。
128 decoded output signals obtained based on address signals A7 to A13 are sent to column-system address selection lines Y1 to Y128 from a column decoder C-DCR. This decoded output signal is not particularly limited, but
Two column switches C-3WI and C- are arranged on the left and right sides of the column address decoder C-DCR.
3W2 and C-8W3. Commonly supplied to C-3W4.

アドレスバッファADBは、外部端子から供給され−た
アドレス信号AO−A13を受け、これに基づいた内部
相補アドレス信号10〜工13を形成する。なお、内部
相補アドレス信号上0は、アドレス信号AOと同相の内
部アドレス信号aQと、アドレス信号AOに対し”ζ位
相反転された内部アドレス信号aOとにより構成される
。残りの内部相補アドレス信号上l〜a13についても
同様に、同相の内部アドレス信号a1〜a13と位相反
転された内部アドレス信号a1〜a13とにより構成さ
れる。
Address buffer ADB receives address signal AO-A13 supplied from an external terminal and forms internal complementary address signals 10-13 based on this. Note that the internal complementary address signal 0 is composed of an internal address signal aQ having the same phase as the address signal AO, and an internal address signal aO whose phase is inverted with respect to the address signal AO. Similarly, signals l to a13 are composed of internal address signals a1 to a13 of the same phase and internal address signals a1 to a13 of phase inversion.

アドレスバッファADHによって形成された内部#YJ
+Mアドレス信号ao−a13のうち、特に制限されな
いが、内部相補アドレス信号上7〜a13は、カラムア
ドレスデコーダC−DCRに供給される。カラムアドレ
スデコーダC−DCRは、これらの内部相補アドレス信
号上7〜工13を解読(デコード)し、デコードによっ
て得られた選択信号(デコード出力信号)を、カラムス
イッチc−swi〜C−3W4内のスイッチ用MO3F
ET (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)Q6゜Q
6〜Q7.Q7等のゲートに供給する。
Internal #YJ formed by address buffer ADH
Of the +M address signals ao-a13, internal complementary address signals 7 to a13 are supplied to the column address decoder C-DCR, although this is not particularly limited. The column address decoder C-DCR decodes these internal complementary address signals 7 to 13, and outputs the selection signal (decode output signal) obtained by the decoding to the column switches c-swi to C-3W4. MO3F for switch
ET (insulated gate field effect transistor) Q6゜Q
6~Q7. Supplied to gates such as Q7.

各メモリアレイM−ARYI〜M−ARY4におけるワ
ード線W1〜W128のうち、外部からのアドレス信号
AO〜A6の組み合わせによって指定された1本のワー
ド線が上述したロウアドレスデコーダR−DCRによっ
て選択され、上述したカラムアドレスデコーダC−DC
Rによって、外部からのアドレス信号A7〜A13の組
み合わせによって指定された1対の相補データ線が12
8対の相補データ線のなかから選択される。これにより
、各メモリアレイM−ARY1〜メモリアレイM−AR
Y4において、選択されたワード線と選択された相補デ
ータ線との交点に配置されたそれぞれ1個のメモリセル
MCが選択される。
Among word lines W1 to W128 in each memory array M-ARYI to M-ARY4, one word line designated by a combination of external address signals AO to A6 is selected by the above-mentioned row address decoder R-DCR. , the above-mentioned column address decoder C-DC
By R, a pair of complementary data lines designated by a combination of address signals A7 to A13 from the outside are 12
Selected from eight pairs of complementary data lines. As a result, each memory array M-ARY1 to memory array M-AR
At Y4, one memory cell MC arranged at the intersection of the selected word line and the selected complementary data line is selected.

上記選択されたメモリセルMCから読み出された記憶情
報は、4対のサブコモン相補データ線CDI、CDI〜
CD4.CD4のうちの1つに現れる。すなわち、サブ
コモン相補データ線CD I。
The storage information read from the selected memory cell MC is transmitted to four pairs of sub-common complementary data lines CDI, CDI~
CD4. Appears on one of CD4. That is, the subcommon complementary data line CD I.

CD1〜CD4.CD4は、代表として示されたメモリ
アレイM−ARYlのように、128対の相補データ線
が32対づつに分割されたメモリブロックM1〜M4に
対応している。センスアンプSAIないしSA4は、上
記分割されたサブコモン相補データ&%CD1.CDl
−CD4.CD4に対応してそれぞれ設けられる。
CD1~CD4. CD4 corresponds to memory blocks M1 to M4 in which 128 pairs of complementary data lines are divided into 32 pairs each, like the memory array M-ARY1 shown as a representative. Sense amplifiers SAI to SA4 receive the divided subcommon complementary data &%CD1. CDl
-CD4. Each one is provided corresponding to CD4.

この様にサブコモン相補データ線CD1.CD1〜CD
4.CD4に分割し、それぞれにセンスアンプSAIな
いしSA4を設けたねらいは、コモン相補データ線の寄
生容量を分割(低減)し、メモリセルからの情報読み出
し動作の高速化を図ることるある。
In this way, the subcommon complementary data line CD1. CD1~CD
4. The purpose of dividing into CD4 and providing sense amplifiers SAI to SA4 for each is to divide (reduce) the parasitic capacitance of the common complementary data line and to speed up the information read operation from the memory cell.

センスアンプ選択回路GSは、上記アドレス信号A12
.A13に基づいて4つの組合せに解読し、センスアン
プ選択信号m1〜m4を形成する。
The sense amplifier selection circuit GS receives the address signal A12.
.. Based on A13, it is decoded into four combinations to form sense amplifier selection signals m1 to m4.

上記4個のセンスアンプSAI〜SA4 (SA5〜S
A8、SA9〜5A12及び5A13〜5A16)のう
ち、それぞれカラムスイッチによって選択された相補デ
ータ線に対応した1つのセンスアンプが選択信号rn 
1〜m4とタイミング信号Sacによって動作状態にさ
れ、その出力をコモン相補データwcCDL、CDLに
伝えろ。
The above four sense amplifiers SAI to SA4 (SA5 to S
A8, SA9 to 5A12 and 5A13 to 5A16), one sense amplifier corresponding to the complementary data line selected by the column switch receives the selection signal rn.
1 to m4 and the timing signal Sac, and transmit the output to the common complementary data wcCDL and CDL.

このコモン相補データ線CDL、CDLは、データ出力
回路DOBの入力端子とデータ入力回路DIBの出力端
子に結合される。なお、書き込み動作にあっては、上記
分割されたサブコモン相補き込み制御信号weを受ける
伝送ゲー)MOSFETQl、Ql〜Q5.Q5によっ
て短絡させられる。
The common complementary data lines CDL, CDL are coupled to the input terminal of the data output circuit DOB and the output terminal of the data input circuit DIB. In the write operation, the transmission gate MOSFETs Ql, Ql to Q5 . Shorted by Q5.

内部制御信号発生回路coM−csは、2つの外部制御
信号C5(チップセレクト信号)、WE(ライトイネー
ブル信号)を受けて、内部チップ選択信号csl、sa
c  (センスアンプ動作タイミング信号)、we(書
込み制御信号)、dic(データ入力制御信号)及びd
oc (データ出力制御信号)等を送出する。
The internal control signal generation circuit coM-cs receives two external control signals C5 (chip select signal) and WE (write enable signal), and generates internal chip selection signals csl and sa.
c (sense amplifier operation timing signal), we (write control signal), dic (data input control signal) and d
oc (data output control signal), etc.

第4図には、上記と類似のスタティック型RAMの一実
施例のレイアウト図が示されている。この実施例のRA
Mは、■ビットの単位でアクセスするような構成にされ
ていること、複数のメモリアレイM−ARYI〜M−A
RY4のうち、選択されたメモリセルが設けられたメモ
リアレイのみを選択させるため、カラム選択回路(カラ
ムアドレスデコーダC−DCR1〜C−DCR4やカラ
ムスイッチc−swi〜C−3W4)がそれぞれのメモ
リアレイM  ARYI〜M−ARY4に対応して設け
られること等が第6図の実施例回路と異なっている。ま
た、上記第6図のような約64にビットの記憶容量を持
たせる場合、図面の複雑化をさけるために、アドレス端
子A13〜A15が省略されている。
FIG. 4 shows a layout diagram of an embodiment of a static type RAM similar to the above. RA of this example
M must be configured such that it can be accessed in units of bits, and multiple memory arrays M-ARYI to M-A.
In order to select only the memory array in which the selected memory cell is provided among RY4, the column selection circuit (column address decoders C-DCR1 to C-DCR4 and column switches c-swi to C-3W4) selects each memory. The circuit differs from the embodiment shown in FIG. 6 in that it is provided corresponding to arrays MARYI to M-ARY4. Further, when the storage capacity is approximately 64 bits as shown in FIG. 6, the address terminals A13 to A15 are omitted to avoid complicating the drawing.

また、カラムアドレスデコーダC−DCRやロウアドレ
スデコーダR−OCRには、プリアドレスデコーダR,
CPDECによって形成されたプリデコーダ出力によっ
て動作させられるようになっている。このようにアドレ
スデコーダを複数段に分割することによっ°ζ、回路の
筒素化と寄生入力容量の減少による動作の両速化を図る
ものである。
In addition, the column address decoder C-DCR and the row address decoder R-OCR include a pre-address decoder R,
It is adapted to be operated by the pre-decoder output formed by the CPDEC. By dividing the address decoder into multiple stages in this way, it is possible to increase the speed of operation by making the circuit more cylindrical and reducing parasitic input capacitance.

この実施例では、特に制限されないが、データ出力回路
DOBに接地電位を独立して供給するパッド及び配線G
ND2が設けられる。他の回路に接地電位を供給するパ
ッドGNDIとそれに対応した上記パッドGNDIは、
ワイヤーボンディングによって共通の接地端子GNDに
接続される。
In this embodiment, although not particularly limited, a pad and a wiring G that independently supply a ground potential to the data output circuit DOB are used.
ND2 is provided. The pad GNDI that supplies ground potential to other circuits and the corresponding pad GNDI are:
It is connected to a common ground terminal GND by wire bonding.

上記のようにデータ出力回路DOBに対して独立した配
線とポンディングパッドとを設けたのは、データ出力回
路の比較的大きな負荷駆動電流が無視できない配線抵抗
やインダクタンスに流れることにより発生するノイズを
低減させるためである。
The purpose of providing independent wiring and bonding pads for the data output circuit DOB as described above is to prevent noise generated by the relatively large load drive current of the data output circuit flowing through the wiring resistance and inductance that cannot be ignored. This is to reduce the

接地線GND1は上記各内部回路に接地電位を供給する
。接地線GNDIは、後述する入力回路に設けられる保
護回路に接地電位を供給するようパッドに対応した分岐
を持つ。特に制限されないが、接地線GNDIは、半導
体チップの最外周を走るように構成される。すなわち、
全てのポンディングパッドを含めた各回路パターンより
外の半導体基板のエリアを走るように構成される。これ
によって、内部回路を構成するいかるなる配線とも交差
することなく、保護回路にも接地線を配置することがで
きる。
A ground line GND1 supplies a ground potential to each of the internal circuits. The ground line GNDI has a branch corresponding to a pad so as to supply a ground potential to a protection circuit provided in an input circuit, which will be described later. Although not particularly limited, the ground line GNDI is configured to run along the outermost periphery of the semiconductor chip. That is,
It is configured to run in an area of the semiconductor substrate outside each circuit pattern including all bonding pads. As a result, the ground line can also be placed in the protection circuit without intersecting with any wiring constituting the internal circuit.

また、電源電圧は、バンドVCCから供給され、電圧供
給線VCCを通して各回路に供給される。このようにR
AMにあっては、上記各パッドは、同図において左右に
振り分けて配置され、電源電圧用のパッドVccと接地
電位用のパッドG N D i 。
Further, the power supply voltage is supplied from the band VCC, and is supplied to each circuit through the voltage supply line VCC. Like this R
In the AM, the above-mentioned pads are arranged to the left and right in the figure, and include a pad Vcc for power supply voltage and a pad GNDi for ground potential.

GND2は、左右の対向する辺に振り分けて設けられる
。そして、同図に示すようにアドレスバッファR−AD
B及びC−ADBを左側にまとめて配置した場合、接地
線が比較的長い長さにされる。
GND2 is distributed and provided on the left and right opposing sides. Then, as shown in the figure, the address buffer R-AD
When the B and C-ADBs are placed together on the left side, the ground wire is made relatively long.

それ故、上記アドレスバッファを構成するCMOSイン
バータ回路に実際に供給される接地電位は、上記接地線
における分布抵抗に応じてパッドGND1に与えられる
OVのような接地電位に対して浮き上がったものとされ
る。この構成に代えて、例えばアドレス信号A6〜A9
等が供給されるカラムアドレスバッファC−ADBを右
側に配置した場合、逆に電源供給vAVccの長さが長
くされることに応じて実際に供給される電源電圧が低下
してしまう。また、同様に書き込み信号Dinや制御信
号C3,WEに対応された入力バッファを構成するCM
OSインバータ回路にあっては、上記のように電源供給
線Vccの長さが長くされることに応じて実際に供給さ
れろ電源電圧が低下してしまう。
Therefore, the ground potential actually supplied to the CMOS inverter circuit constituting the address buffer is said to be raised with respect to the ground potential such as OV applied to the pad GND1 according to the distributed resistance in the ground line. Ru. Instead of this configuration, for example, address signals A6 to A9
If the column address buffer C-ADB, which is supplied with the same voltage as the column address buffer C-ADB, is placed on the right side, the length of the power supply vAVcc becomes longer, and the actually supplied power supply voltage decreases. Similarly, the CM that constitutes the input buffer corresponding to the write signal Din and the control signals C3 and WE
In the OS inverter circuit, as the length of the power supply line Vcc is lengthened as described above, the actual power supply voltage is reduced.

第5図には、アドレスバッファADBの一実施例の回路
図が示されている。
FIG. 5 shows a circuit diagram of one embodiment of address buffer ADB.

第5図におイテ、MO3FETQI I、Ql 3及び
Ql5は、Pチャンネル型であり、MO3FETQIO
,Ql2.Ql4.Ql6.Ql7゜Ql8はNチャン
ネル型であり、バイポーラ型トランジスタTI、T2.
T3.T4はNPN型である。
In Fig. 5, MO3FETQI, Ql3 and Ql5 are P-channel type, and MO3FETQIO
, Ql2. Ql4. Ql6. Ql7゜Ql8 are N-channel type, and bipolar type transistors TI, T2 .
T3. T4 is of NPN type.

抵抗RとMO3FETQIOとは、入力端子Aiに印加
される外部サージ電圧がらMOS F ETQll、Q
l2のゲート絶縁膜を保護するゲート保護回路を構成す
る。
Resistor R and MO3FETQIO are MOS FETQll, Q from external surge voltage applied to input terminal Ai.
A gate protection circuit is configured to protect the gate insulating film of l2.

MO3FETQI 1.Ql 2とQl3.Ql4は、
2段カスケード接続されたCMOSインバータ回路を構
成する。これによって、CMOSインバータ回路(Ql
 l、Ql 2)の入力信号と同相の信号がCMOSイ
ンバータ回路(Ql3.Ql4)出力から得られる。
MO3FETQI 1. Ql 2 and Ql 3. Ql4 is
A two-stage cascade-connected CMOS inverter circuit is constructed. This allows the CMOS inverter circuit (Ql
A signal in phase with the input signal of Ql, Ql2) is obtained from the output of the CMOS inverter circuit (Ql3, Ql4).

上記CMOSインバータ回路(Ql3.Ql4)の出力
は、一方において、上記外部端子からのアドレス信号A
iと同相の内部相補アドレス信号aiを形成する出力回
路に伝えられる。すなゎち、上記出力は、図示しない容
量性負荷の充電用出力トランジスタTIのベースに供給
される。上記出力トランジスタTIとカスケード接続さ
れた出力トランジスタT2は、上記容量性負荷の放電を
行う。このため、このトランジスタT2のベースニは、
Pチャンネ/lzMo S F ETQ 15とNチャ
ンネルMO3FETQI 6によって反転された上記C
MOSインバータ回路(Ql3.Ql4)の出力信号が
供給される。ただし、PチャンネルMO5FETQI 
5の/−スは、上記のCMOSインバータ回路と異なり
、トランジスタTIとT2の接続点(出力端子)に結合
されている。
On the one hand, the output of the CMOS inverter circuit (Ql3.Ql4) is the address signal A from the external terminal.
It is transmitted to an output circuit that forms an internal complementary address signal ai that is in phase with i. That is, the above output is supplied to the base of a charging output transistor TI of a capacitive load (not shown). An output transistor T2 connected in cascade with the output transistor TI discharges the capacitive load. Therefore, the base temperature of this transistor T2 is
The above C inverted by P channel/lzMo SF ETQ 15 and N channel MO3FETQI 6
The output signals of the MOS inverter circuits (Ql3, Ql4) are supplied. However, P channel MO5FETQI
Unlike the CMOS inverter circuit described above, the terminal 5/- is coupled to the connection point (output terminal) between transistors TI and T2.

上記CMOSインバータ回路(Ql3.Ql4)の出力
は、他方において上記外部端子からのアドレス信号Ai
と逆相の内部相補アドレス信号atを形成する出力回路
に伝えられる。すなわち、上記出力は、上記同様なCM
OSインバータ回路TVIによって反転され、図示しな
い容量性負荷の充電用出力トランジスタT3のベースに
供給される。上記出力トランジスタT3とカスケード接
続された出力トランジスタT4は、上記容量性負荷の放
電を行う。このため、このトランジスタT4のベースに
は、上記CMOSインバータ回路(Ql 3.Ql 4
)の出力がソースフォロワMO3FETQ17を介して
供給される。MO3FETQ18は、上記ソース7オo
’7M03FETQ17の負荷として動作するばかりで
なく、トランジスタT4のベース蓄積電荷を放電させる
ためのスイッチMOS F ETとしても動作する。
On the other hand, the output of the CMOS inverter circuit (Ql3.Ql4) is the address signal Ai from the external terminal.
and is transmitted to an output circuit that forms an internal complementary address signal at with a phase opposite to that of the address signal at. That is, the above output is the same CM as above.
It is inverted by the OS inverter circuit TVI and supplied to the base of a charging output transistor T3 of a capacitive load (not shown). An output transistor T4 connected in cascade with the output transistor T3 discharges the capacitive load. Therefore, the base of this transistor T4 is connected to the CMOS inverter circuit (Ql 3, Ql 4
) is supplied via the source follower MO3FETQ17. MO3FETQ18 is the above source 7o
It not only operates as a load for the '7M03FETQ17, but also operates as a switch MOS FET for discharging the charge accumulated in the base of the transistor T4.

なお、トランジスタT2が飽和領域で駆動されることを
防止するため、MO3FETQI 5のソースが上述の
ように電源電圧VccではなくトランジスタT2のコレ
クタに接続され、同様にトランジスタT4が飽和領域で
駆動されることを防止するため、MO3FETQI 7
のドレインが電源電圧Vccではなく、トランジスタT
4のコレクタに接続されている。これによって、スイッ
チング動作の高速化を図っている。
In addition, in order to prevent the transistor T2 from being driven in the saturation region, the source of the MO3FET QI 5 is connected to the collector of the transistor T2 instead of the power supply voltage Vcc as described above, and the transistor T4 is similarly driven in the saturation region. To prevent this, MO3FETQI 7
The drain of the transistor T is not connected to the power supply voltage Vcc.
4 collector. This aims to speed up the switching operation.

この実施例では、アドレスバッファの出力部に電流駆動
能力の大きなバイポーラ型トランジスタを用いることに
よって、その負荷としてのアドレスデコーダを構成する
多数のMOS F ETのゲートに付加されるゲート容
量等の比較的大きな容量値にされた容量性負荷の充電/
放電を高速に行うことができる。このような出力回路は
、上記第6図におけるアドレスデコーダR−DCR,C
−DCRの出力部にも設けることによって、メモリアレ
イの選択動作の高速化を図るものである(図示せず)。
In this embodiment, by using a bipolar transistor with a large current drive capacity in the output section of the address buffer, the gate capacitance added to the gates of the many MOS FETs constituting the address decoder as a load is relatively reduced. Charging a capacitive load with a large capacitance/
Discharge can be performed at high speed. Such an output circuit is similar to the address decoders R-DCR and C in FIG.
- By providing the output section of the DCR as well, it is possible to speed up the selection operation of the memory array (not shown).

第3図には、筒略化した等価回路図が示されている。第
4図のような構成において、カラムアドレスバッファC
−ADBを右側に配置した場合、前述のようにアドレス
信号A6〜A9等に対応したアドレスバッファC−AD
Bを構成するCMOSインバータ回路は、Pチャンネル
MO3FETQ26とNチャンネル幅、MO3FETQ
27に代表されるように、接地線が比較的短くされるこ
とに応じて分布抵抗RGIのような比較的小さな抵抗を
介して回路の接地電位が与えられ、逆に電源電圧供給線
が比較的長くされることに応じて分布抵抗RVI〜RV
mのような比較的大きな抵抗を介して電源電圧が与えら
れる。入力端子INIは、上記アドレス信号A6〜A9
等の入力端子を代表するものである。また、アドレス信
号AO−A5等に対応したアドレスバッファR−ADB
を構成するCMOSインバータ回路は、PチャンネルM
O3FETQ28とNチャンネルMOS F ETQ2
9に代表されるように、接地線が比較的長くされること
に応じて分布抵抗RGI〜RGkのような比較的大きな
抵抗を介して回路の接地電位が与えられ、逆に電源電圧
供給線が比較的短くされることに応じて分布抵抗RVI
のような比較的小さな抵抗を介して電源電圧が与えられ
る。入力端子IN2は、上記アドレス信号AO〜A5等
の入力端子を代表するものである。そこで、この実施例
では、PチャンネルMO3FETQ26とQ2Bのコン
ダクタンスを同じ(設定した場合、NチャンネルMO3
FETQ27のコンダクタンス(チャンネル幅WN)を
小さく、逆にNチャンネルMO3FETQ29のコンダ
クタンス(チャンネル幅WN)を大きく設定する。
FIG. 3 shows a simplified equivalent circuit diagram. In the configuration shown in Figure 4, column address buffer C
- When ADB is placed on the right side, address buffer C-AD corresponding to address signals A6 to A9, etc., as described above.
The CMOS inverter circuit configuring B consists of a P-channel MO3FETQ26 and an N-channel wide MO3FETQ.
As represented by 27, as the ground line is made relatively short, the ground potential of the circuit is applied through a relatively small resistance such as distributed resistance RGI, and conversely, when the power supply voltage supply line is made relatively long, Distributed resistance RVI~RV depending on
A power supply voltage is applied through a relatively large resistor such as m. The input terminal INI receives the above address signals A6 to A9.
These are representative input terminals. In addition, address buffer R-ADB corresponding to address signal AO-A5, etc.
The CMOS inverter circuit that constitutes the P-channel M
O3FETQ28 and N-channel MOS FETQ2
As represented by 9, as the ground line is made relatively long, the ground potential of the circuit is applied through relatively large resistances such as distributed resistances RGI to RGk, and conversely, the power supply voltage supply line is Distributed resistance RVI depending on being made relatively short
The power supply voltage is applied through a relatively small resistance such as . The input terminal IN2 is representative of the input terminals for the address signals AO to A5 and the like. Therefore, in this embodiment, the conductance of P-channel MO3FET Q26 and Q2B is the same (if set, the N-channel MO3FET
The conductance (channel width WN) of FETQ27 is set small, and the conductance (channel width WN) of N-channel MO3FETQ29 is set large.

上記アドレス信号A6〜A9等に対応したCMOSイン
バータ回路を第4図において右側に配置した場合、横長
に、半導体チップが構成されることから、右側における
CMOSインバータ回路における接地線の長さが短くそ
の分布抵抗を等しいとみなし、かつ電源供給線の長さが
それに比べて長くされその分布抵抗を等しいとみなして
一律に各CMOSインバータ回路のコンダクタンス比を
同じく設定するものとしてもよい。より亮い精度で各C
MOSインバータ回路における入力信号レベルに対する
ロジックスレッショルド電圧を等しくするために、上記
各配線長に応じてPチャンネル幅OS F ETとNチ
ャンネルMOS F ETとのコンダクタンス比を個々
に設定するものとしてもよい。この場合、それぞれの配
線長、言い換えるならば、それぞれに与えられる実際の
動作電圧を考慮して、各インバータ回路毎に微妙にコン
ダクタンス比の設定が行われる。このことは、アドレス
信号A1〜A5及びAl0−Al2に対応したCMOS
インバータ回路を第4図において左側に配置した場合も
同様である。
When the CMOS inverter circuit corresponding to the above address signals A6 to A9, etc. is placed on the right side in FIG. 4, the length of the ground line in the CMOS inverter circuit on the right side is short because the semiconductor chip is configured horizontally. The conductance ratio of each CMOS inverter circuit may be uniformly set to the same value by assuming that the distributed resistances are equal, and by making the length of the power supply line longer than the length of the power supply line. Each C with greater precision
In order to equalize the logic threshold voltage with respect to the input signal level in the MOS inverter circuit, the conductance ratio of the P-channel width OS FET and the N-channel MOS FET may be individually set according to the respective wiring lengths. In this case, the conductance ratio is delicately set for each inverter circuit, taking into account the length of each wiring, in other words, the actual operating voltage applied to each. This means that the CMOS corresponding to address signals A1 to A5 and Al0 to Al2
The same applies when the inverter circuit is placed on the left side in FIG.

特に、TTLレベルが入力される場合、その入力信号レ
ベルは、CMOSレベルに比べてロジックスレッショル
ド電圧がロウレベル側に偏倚するとともに、その信号振
幅が小さくされる。それ故、上記のような入力回路のロ
ジックスレッショルド電圧の均一化によって、入力信号
のレベルマージンを拡大することができる。このことは
、別の観点からいうと、動作速度の向上を図ることを意
味する。すなわち、上記のように入力信号のレベルマー
ジンを大きくできるということは、例えば出力回路が動
作状態にされるとき、実装基板等における比較的大きな
寄生容量からなる負荷容量をチャージアップ又はディス
チャージさせることが必要である。上記出力電流は半導
体チップの配線に流れ、それに含まれる抵抗成分やイン
ダクタンス成分によってノイズが発生する。上記のよう
に入力信号がTTLレベルのようにロウレベル側に偏倚
している場合、特にハイレベル側のノイズマージンが低
下する。したがって、上記ノイズによって入力回路がハ
イレベルが供給されているにもかかわらずロウレベルと
みなして誤動作する虞れが生じる。それ故、出力回路で
は出力信号の立ち下がり(ディスチャージ)を遅くして
、上記接地線に発生するノイズを抑える必要がある。こ
の実施例では、上記のように入力信号レベルのマージン
が拡大されるから、上記出力信号の立ち下がりも高速に
できるため、高速動作化を実現できるものとなる。
In particular, when a TTL level is input, the logic threshold voltage of the input signal level is shifted to the low level side compared to the CMOS level, and the signal amplitude is reduced. Therefore, by equalizing the logic threshold voltages of the input circuits as described above, the level margin of the input signal can be expanded. From another perspective, this means improving the operating speed. In other words, being able to increase the level margin of the input signal as described above means that, for example, when the output circuit is put into operation, it is possible to charge up or discharge the load capacitance consisting of relatively large parasitic capacitance on the mounting board, etc. is necessary. The output current flows through the wiring of the semiconductor chip, and noise is generated by the resistance component and inductance component contained therein. As described above, when the input signal is biased toward the low level side, such as the TTL level, the noise margin particularly on the high level side decreases. Therefore, there is a possibility that the input circuit may malfunction due to the above-mentioned noise because it regards the input circuit as a low level even though it is supplied with a high level. Therefore, in the output circuit, it is necessary to slow down the fall (discharge) of the output signal to suppress noise generated in the ground line. In this embodiment, since the margin of the input signal level is expanded as described above, the fall of the output signal can also be made faster, so that high-speed operation can be realized.

以上の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 (1)内部の電源供給線における分布抵抗による電圧降
下を補償するように、ロジックスレッショルド電圧を設
定するMOS F ETのコンダクタンスを異ならせて
上記電圧降下に無関係にはXo一定のロジックスレッシ
ョルド電圧を持つようにすることにより、実質的なロジ
ックスレッショルド電圧がはり一定に設定できるから動
作マージンの拡大を図ることができるという効果が得ら
れる。
The effects obtained from the above examples are as follows. That is, (1) To compensate for the voltage drop due to the distributed resistance in the internal power supply line, the conductance of the MOS FET that sets the logic threshold voltage is varied to maintain a constant logic threshold voltage of Xo regardless of the voltage drop. By making it so that the logic threshold voltage has a constant value, it is possible to set the actual logic threshold voltage to a constant value, thereby achieving the effect that the operating margin can be expanded.

(2)上記(1)により、外部端子から供給される入力
信号のレベルマージンの実質的な拡大が可能になるから
、接地線や電源供給線に発生するノイズレベルの許容度
を大きくできる。これによって、動作電流を大きくでき
るから、高速動作化を実現できるという効果が得られる
(2) Since the above (1) makes it possible to substantially expand the level margin of the input signal supplied from the external terminal, it is possible to increase the tolerance of the noise level generated in the ground line and the power supply line. This makes it possible to increase the operating current, thereby achieving the effect of realizing high-speed operation.

(31CM OS回路とバイポーラ型トランジスタとが
組み合わされた内部回路にあっては、MOSFETに比
べて電流供給能力の大きなバイポーラ型トランジスタの
動作によって接地線には比較的大きな電流値の電流が流
れる。このため、その接地線の浮き上がりは比較的太き
(される。したがって、上記のような入力回路の実質的
なロジックスレッショルド電圧をはX°均一にすること
によるレベルマージンの拡大によって上記ノイズによる
誤動作を防止しつつ高速化が可能になるという効果が得
られる。
(In an internal circuit that combines a 31CM OS circuit and a bipolar transistor, a relatively large current flows through the ground line due to the operation of the bipolar transistor, which has a larger current supply capacity than a MOSFET. Therefore, the floating ground line is relatively thick. Therefore, by making the actual logic threshold voltage of the input circuit as described above uniform by X degrees, the level margin can be expanded to prevent malfunctions caused by the above noise. The effect is that it is possible to increase the speed while preventing the problem.

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、その要旨を逸脱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。例えば、入力回路とし
ては、上記のようなCMO3回路の他、駆動MOS F
 ETと負荷MO3FETからなるインバータ回路によ
り構成するものであってもよい。このように入力回路は
、MOSFETのコンダクタンス比に従ってロジックス
レッショルド電圧が決定されるものであれば何であって
もよい。また、入力回路は、単にインバータ回路の他、
制御信号によって外部端子から供給されろ入力信号を取
り込みが制御されるゲート機能を持つものであってもよ
い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, as an input circuit, in addition to the above CMO3 circuit, a drive MOS F
It may be configured by an inverter circuit consisting of an ET and a load MO3FET. In this way, the input circuit may be of any type as long as the logic threshold voltage is determined according to the conductance ratio of the MOSFET. In addition, the input circuit is simply an inverter circuit,
It may have a gate function in which receiving an input signal supplied from an external terminal is controlled by a control signal.

この発明は、上記のようにMOS F ETのコンダク
タンス比によってロジックスレッショルド電圧が設定さ
れる入力回路や、論理回路を持つ各種半導体集積回路に
広く利用できるものである。
The present invention can be widely used in input circuits in which a logic threshold voltage is set by the conductance ratio of a MOS FET as described above, and various semiconductor integrated circuits having logic circuits.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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、内部の電源供給線における分布抵抗による
電圧降下を補償するように、ロジックスレッショルド電
圧を設定するMOSFETのコンダクタンスを異ならせ
て上記電圧降下に無関係にはソ′一定のロジックスレッ
ショルド電圧を持つようにすることにより、実質的なロ
ジックスレッショルド電圧かはソ′一定に設定できるか
ら動作マージンの拡大を図ることができる。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, to compensate for the voltage drop due to distributed resistance in the internal power supply line, the conductance of the MOSFET that sets the logic threshold voltage is varied so that the logic threshold voltage remains constant regardless of the voltage drop. By doing so, the actual logic threshold voltage can be set at a constant value, and the operating margin can be expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明が適用されたCMOSゲートアレイ
等の半導体集積回路の等価回路図、第2図は、その動作
を説明するための概念図、第3図は、この発明が適用さ
れたスタティック型RAMの簡略化された等価回路図、 第4図は、この発明が適用されたスタティック型RAM
の一実施例を示すレイアウト図、第5図は、その入力回
路の一実施例を示す回路図、 第6図は、この発明が適用されたスタティック型RAM
の一実施例を示すブロック図である。 G1−G3・・ゲート回路、M−ARY、M−ARY 
1〜M−ARY4・・メモリアレイ (メモリマトリソ
クス)、MC・・メモリセル、GS・・−1! 7ス7
7プ選択回路4、C−DCR,C−DCR1〜C−DC
R4・−カラムデコーダ、SAI〜5A16・・センス
アンプ、COM−GE・・内部制御信号発生回路、R−
DCR・・ロウデコーダ、ADB・・アドレスバッファ
、C−3WI〜C−3W4・・カラムスイッチ
Fig. 1 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit such as a CMOS gate array to which this invention is applied, Fig. 2 is a conceptual diagram for explaining its operation, and Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of a semiconductor integrated circuit such as a CMOS gate array to which this invention is applied. A simplified equivalent circuit diagram of a static type RAM, FIG. 4 is a static type RAM to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a layout diagram showing one embodiment of the input circuit; FIG. 6 is a static RAM to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. G1-G3...Gate circuit, M-ARY, M-ARY
1~M-ARY4...Memory array (memory matrix), MC...Memory cell, GS...-1! 7s 7
7 selection circuit 4, C-DCR, C-DCR1 to C-DC
R4・-Column decoder, SAI~5A16・・Sense amplifier, COM-GE・・Internal control signal generation circuit, R-
DCR...Row decoder, ADB...Address buffer, C-3WI~C-3W4...Column switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、内部の電源供給線における分布抵抗による電圧降下
を補償するように、ロジックスレッショルド電圧を設定
するMOSFETのコンダクタンスを異ならせて上記電
圧降下に無関係にほゞ一定のロジックスレッショルド電
圧を持つようにした複数の論理回路を持つことを特徴と
する半導体集積回路装置。 2、上記論理回路は、外部端子から供給される入力信号
を受けるCMOSインバータ回路であることを特徴とす
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、外部端子から供給され
る入力信号を受ける入力バッファがCMOSインバータ
回路により構成されたスタティック型RAMであること
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。
[Claims] 1. In order to compensate for the voltage drop due to distributed resistance in the internal power supply line, the conductance of the MOSFET that sets the logic threshold voltage is varied to maintain a substantially constant logic threshold regardless of the voltage drop. A semiconductor integrated circuit device characterized by having a plurality of logic circuits each having a voltage. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the logic circuit is a CMOS inverter circuit that receives an input signal supplied from an external terminal. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the input buffer for receiving an input signal supplied from an external terminal is a static RAM configured by a CMOS inverter circuit. circuit device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10382920B2 (en) 2013-10-23 2019-08-13 Sprint Communications Company L.P. Delivery of branding content and customizations to a mobile communication device
US10455071B2 (en) 2012-05-09 2019-10-22 Sprint Communications Company L.P. Self-identification of brand and branded firmware installation in a generic electronic device
US10506398B2 (en) 2013-10-23 2019-12-10 Sprint Communications Company Lp. Implementation of remotely hosted branding content and customizations

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