JPH02201793A - 定電圧発生用半導体集積回路装置 - Google Patents

定電圧発生用半導体集積回路装置

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JPH02201793A
JPH02201793A JP1021692A JP2169289A JPH02201793A JP H02201793 A JPH02201793 A JP H02201793A JP 1021692 A JP1021692 A JP 1021692A JP 2169289 A JP2169289 A JP 2169289A JP H02201793 A JPH02201793 A JP H02201793A
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field effect
effect semiconductor
transistor
semiconductor element
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JP1021692A
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Takayuki Miyamoto
宮元 崇行
Junko Ito
淳子 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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] 本発明は半導体集積回路装置に関し、特に、定電圧を発
生するための回路を備えた定電圧発生用半導体集積回路
装置に関する。
[従来の技術] 半導体集積回路装置には、電源電圧レベルとは異なる一
定のレベルの電圧を必要とする内部回路部を持つものが
多い。たとえば、半導体記憶装置の1つであるDRAM
 (ダイナミックランダムアクセスメモリ)もその−例
である。
DRAMでは、メモリセルに対するデータの書込および
続出時にデータの転送を担うビット線は、マトリックス
状に配置された1行のメモリセルにつきビット線2本が
用いられる。この2本ビット線は互いに相補な信号を伝
達する。
第2図はDRAMにおける成る1対のビット線の周辺回
路を示した図である。図を参照して、1対のビット線B
LとBLとの間にはトランジスタ26が設けられる。さ
らに、ビット線BLとBLはそれぞれトランジスタ24
と25とを介して電源電圧VCCの1/2の電圧1/2
V0゜という定電圧を発生出力する1 / 2 Vc 
c発生回路27に接続される。なお、図において、WL
は1列のメモリセルにつき1本ずつ設けられるワード線
であり、23はメモリセルを示す。ビット線BLおよび
BLはセンスアンプ(図示せず)に接続されている。メ
モリセルからのデータ続出時にメモリセルから出力され
た信号はビット線BLおよびBLを介してセンスアンプ
に伝達されここで増幅される。一方、メモリセルに対す
る続出が終了すると、トランジスタ24および25のゲ
ートにはプリチャージ信号φPが、トランジスタ26の
ゲートにはビット線対BLとBLとを短絡させるための
イコライズ信号φEが与えられる。これらの信号によっ
て、トランジスタ24.25.および26はすべてON
状態となる。したがって、ビット線BLおよびBLの電
位は1/2vo。回路27の出力電位によって共に1/
2Vccとなり、ビット線BLおよびBLはプリチャー
ジされる。これによって、差動増幅器であるセンスアン
プに差動動作の基準電位1/2VCCが与えられ、セン
スアンプはスタンバイ状態となる。
第3図は1/2Vcc発生回路27の内部回路の一例を
示す回路図である。図を参照して、この回路は電源電圧
V。Cを供給する電圧源18と接地19との間に接続さ
れるゲート電圧発生部20および21と、ビット線をプ
リチャージするための最終的な出力電圧VBLを取出す
ための定電圧発生部22bとから構成される。
ゲート電圧発生部20は、電圧源18と接地19との間
に設けられる、抵抗1と、Nチャネルトランジスタ3お
よび5と、抵抗8との直列接続と、前記抵抗1およびト
ランジスタ3の接続点(ノードn2)と接地19との間
に設けられるコンデンサ2とを含む。また、トランジス
タ3および5は共にソースとゲートとを互いに接続され
る。
ゲート電圧発生部21は、電圧源18と接地19との間
に設けられる、抵抗9と、Pチャネルトランジスタ10
および11と、抵抗14との直列接続と、前記抵抗14
とトランジスター1との接続点(ノードn4)と接地1
9との間に設けられるコンデンサー2とを含む。また、
トランジスタ10および11は共に、ソースとゲートと
を互いに接続される。
定電圧発生部22bは、電圧源18と接地19との間に
設けられる、Nチャネルトランジスター4とPチャネル
トランジスタ16との直列接続と、コンデンサ17とか
ら構成される。コンデンサ17はトランジスタ14と1
6との接続点(ノードn5)と接地19との間に設けら
れる。なお、最終的な出力電圧は、ノードn5から取出
され、ビット線プリチャージ電圧VBLとして、ビット
線対BLおよびBLに与えられる。
また、ゲート電圧発生部20からの出力は、トランジス
タ3と抵抗1との接続点(ノードn2)から取出され、
定電圧発生部22bのトランジスタ4のゲートに与えら
れる。また、ゲート電圧発生部21からの出力は、トラ
ンジスタ11と抵抗14との接続点(ノードn4)から
取出され、定電圧発生部22bのトランジスタ16のゲ
ートに与えられる。
以下、この回路の動作について説明する。なお、説明に
あたっては簡単のためにPチャネルトランジスタおよび
Nチャネルトランジスタのしきい値電圧の絶対値をすべ
てVth と表わす。
まず、ゲート電圧発生部20の回路動作について説明す
る。電圧源18の出力電圧VCCによって、トランジス
タ3のゲート電位が上昇しトランジスタ3が導通ずる。
よって、トランジスタ3のソース電位によってトランジ
スタ3のドレイン電位が上昇する。ここで、トランジス
タ3のドレインはトランジスタ5のソースおよびゲート
に接続される。したがって、トランジスタ3のドレイン
電位上昇は、トランジスタ5のゲート電位上昇となりト
ランジスタ5が導通する。以上のようにして、トランジ
スタ3および5は共に導通状態となり、電圧源18から
接地19に流れる電流が生じる。ここで、抵抗1の抵抗
値とトランジスタ3のON抵抗値との総和と、抵抗8と
トランジスタ5のON抵抗値との総和とは等しく設定さ
れる。このため、トランジスタ3および5の接続点(ノ
ードnl)の電位は電圧源18の電位v0゜の1/2、
すなわち、1 / 2 Vc cとなる。一方、トラン
ジスタ3のゲート電圧は、この電圧(1,/ 2 V。
。)よりもそのしきい値電圧Vth分だけ高くなる。し
たがって、トランジスタ3のゲート電圧は、1/2Vc
 c +Vt h となる。ここで、トランジスタ3の
ゲートとソースはゲート電圧発生部20の出力端である
ノードn2で互いに接続されている。したがって、上記
のような回路動作によって、ゲート電圧発生部20から
出力電位1/2Vc c +Vt hが出力される。な
お、コンデンサ2はノードn2の電位保持のためのもの
である。
次に、ゲート電圧発生部21の回路動作について説明す
る。まず、トランジスター1のゲートは抵抗14を介し
て接地19に接続されているため、電源電圧印加によっ
てトランジスター1が導通する。これによって、トラン
ジスター1のソースにはトランジスター1のドレイン電
位のレベルが伝達される。ここで、トランジスター1の
ソースはトランジスター0のゲートおよびドレインに接
続されている。したがって、トランジスター0も導通ず
る。このようにして、トランジスター0および11は共
に導通し電圧源18から接地19に流れる電流が生じる
。ここで、抵抗9の抵抗値とトランジスタ10のON抵
抗値との総和と、抵抗14の抵抗値とトランジスタ11
のON抵抗値との総和とは等しく設定される。このため
、トランジスタ10および11の接続点(ノードn3)
の電位は電圧源18の電位V。Cの1/2、すなわち、
1/2VC8となる。一方、トランジスタ11のゲート
電圧はこの電圧(1/2Vco)よりもそのしきい値電
圧Vth分だけ低くなる。したがって、トランジスタ1
1のゲート電圧は1/2VC8−Vthとなる。ここで
、トランジスタ11のゲートとドレインとはゲート電圧
発生部21の出力端であるノードn4で接続されている
。したがって、上記のような回路動作によって、ゲート
電圧発生部21から出力電位1/2Vcc  Vthが
出力される。なお、コンデンサ12はノードn4の電位
保持のためのものである。なお、ノードn2またはノー
ドn4の電位を1/2vcc発生回路の出力として次段
の回路に入力した場合、出力電位は次段の回路からの影
響を大きく受ける。
そこで、ノードn2またはノードn4の電位を直接1/
2Vcc発生回路からの出力とすることを避けるため、
定電圧発生#22bを設けた。
次に、定電圧発生部22bの回路動作について説明する
。ゲート電圧発生部20の出力電位1/2Vc c 十
Vt hをそのゲートに受けるトランジスタ4が導通ず
る。これによって、トランジスタ4のドレイン電位が電
圧源18の電位vccによって上昇する。一方、トラン
ジスタ4のドレインはトランジスタ16のソースにノー
ドn5で接続されており、トランジスタ16のゲートに
はゲート電圧発生部21からの出力電位1/2Vcc−
Vthが与えられる。したがって、トランジスタ16も
導通する。ただし、トランジスタ4のドレイン電位、す
なわち、ノードn5の電位はゲート電位1/2Vc c
 +Vt hよりもそのしきい値電圧Vth分だけ低く
なる。また、トランジスタ16のソース、すなわち、ノ
ードn5の電位はトランジスタ16のゲート電位1/2
Vcc  Vthよりもそのしきい値電圧Vth分だけ
高くなる。
つまり、ノードn5の電位はトランジスタ4および16
によって1 / 2 Vc cに固定される。よって、
定電圧発生部22bの出力端であるノードn5から、電
圧源18の電位V。。の1/2の電位、すなわち、1/
2Vccをプリチャージ電圧VB、として取出すことが
できる。なお、コンデンサ17はノードn5の電位を保
持するためのものである。
[発明が解決しようとする課題] 従来の定電圧発生用半導体集積回路装置における定電圧
発生回路は以上のように構成されていたため次のような
問題点があった。
定電圧発生回路からの最終的な出力電位がこれが入力さ
れる次段の多数の回路部の影響等により、所定値よりも
低下または上昇した場合にその変動を緩和または停止さ
せるような機能は一切備えられていなかった。そのため
、定電圧発生回路からの出力電位は本来必要とされる値
から大幅に変動する危険性があった。このような出力電
位の変動は、この定電圧発生回路からの本来の出力電位
を必要とする他の回路部に対し種々の悪影響を及ぼす。
たとえば、この出力電位がメモリセルのピット線をプリ
チャージするためのものであった場合には、上記のよう
な出力電位の変動はセンスアンプの基準電位の変動を意
味する。その結果、センスアンプが誤動作しメモリセル
からのデータ続出が正しく行なえなくなるなどの危険性
がある。
本発明の目的は上記のような問題点を解決し、本来必要
とされる値からの変動の小さい安定した電圧を出力する
ことのできる定電圧発生回路を備えた定電圧発生用半導
体集積回路装置を提供することである。
[課題を解決するための手段] 上記のような目的を達成するために本発明にかかる定電
圧発生用半導体集積回路装置における定電圧発生回路は
以下のように構成した。
すなわち、上記定電圧発生回路は、 電圧源と、 接地電位源と、 電圧源に接続される第1の導通端子と、第2の導通端子
と、第1の導通端子に接続される制御端子とを有する第
1極性の第1の電界効果半導体素子と、 第1の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続され
る第1の導通端子と、接地電位源に接続される第2の導
通端子と、当該節1の導通端子に接続される制御端子と
を有する第1極性の第2の電界効果半導体素子と、 電圧源に接続される第1の導通端子と、制御端子と、当
該制御端子に接続される第2の導通端子とを有する第2
極性の第3の電界効果半導体素子と、 第3の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続され
る第1の導通端子と、制御端子と、当該制御端子および
接地電位源に接続される第2の導通端子とを有する第2
極性の第4の電界効果半導体素子と、 電圧源に接続される第1の導通端子と、第1の電界効果
半導体素子の第1の導通端子に接続される制御端子と、
第2の導通端子とを有する第1極性の第5の電界効果半
導体素子と、 電圧源および第5の電界効果半導体素子の第1の導通端
子に接続される第1の導通端子と、第1および第2の電
界効果半導体素子の接続点に接続される制御端子と、第
5の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続される
第2の導通端子とを有する第1極性の第6の電界効果半
導体素子と、第5および第6の電界効果半導体素子の第
2の導通端子の共通接続点に接続される第1の導通端子
と、第4の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続
される制御端子と、接地電位源に接続される第2の導通
端子とを有する第2極性の第7の電界効果半導体素子と
、 第7の電界効果半導体素子の第1の導通端子に接続され
る第1の導通端子と、第3および第4の電界効果半導体
素子の接続点に接続される制御端子と、第7の電界効果
半導体素子の第2の導通端子および接地電位源に接続さ
れる第2の導通端子とを有する第2極性の第8の電界効
果半導体素子と、 第5および第6の電界効果半導体素子の第2の導通端子
の共通接続点と、第7および第8の電界効果半導体素子
の第1の導通端子の共通接続点との共通接続点に接続さ
れる定電圧出力端子とを含む。
[作用コ 上記のような構成の定電圧発生回路を用いたため、定電
圧出力端子の電位が第6の電界効果半導体素子の制御端
子の電位よりも第6の電界効果半導体素子のしきい値電
圧分だけ低い値まで変動すると、第6の電界効果半導体
素子が導通し電圧源の電位によって定電圧出力端子の電
位が引上げられる。逆に、定電圧出力端子の電位が第8
の電界効果半導体素子の制御端子の電位よりも第8の電
界効果半導体素子のしきい値電圧分だけ高い値まで変動
すると、第8の電界効果半導体素子が導通し接地電位源
の電位によって定電圧出力端子の電位が引き下げられる
[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す、1/2の電圧を発生
する定電圧発生回路、即ち、1 / 2 V c。発生
回路の回路図である。図を参照して、この回路は従来の
1/2Vcc発生回路と同様に、電源電圧V。0を供給
する電圧源18と接地19との間に設けられるゲート電
圧発生部20および21と、定電圧発生部22aとから
構成される。ゲート電圧発生部20および21の回路構
成は第3図に示した1/2Vcc発生回路におけるもの
と同一である。
しかし、定電圧発生部22aは従来と異なり次のように
構成される。定電圧発生部22aは、電圧源18と接地
19との間に設けられる、トランジスタ4と16との直
列接続と、コンデンサ17とに加えて、Nチャネルトラ
ンジスタ7、  Pチャネルトランジスタ13.および
コンデンサ6および15を含む。トランジスタ7のソー
スおよびドレインは各々、トランジスタ4のソースとド
レインとに接続され、トランジスタ4と7とはトランス
ミッションゲートを構成する。同様に、トランジスタ1
3のソースおよびドレインは各々、トランジスタ16の
ソースとドレインとに接続され、トランジスタ13と1
6とはトランスミッションゲートを構成する。さらに、
トランジスタ7および13の各々のゲートと接地19と
の間にはそれぞれコンデンサ6と15とが設けられる。
また、トランジスタ7のゲートはゲート電圧発生部20
のノードn1に接続され、トランジスタ13のゲートは
ゲート電圧発生部21のノードn3に接続される。
以下、この回路の動作について説明する。説明にあたっ
ては簡単のために従来例の説明の場合と同様に、Pチャ
ネルトランジスタおよびNチャネルトランジスタのしき
い値電圧の絶対値を、すべてVth と表わす。
ゲート電圧発生部20および21の回路動作は従来例の
場合と同様である。したがって、ゲート電圧発生部20
の出力端、すなわち、ノードn2の電位およびゲート電
圧発生部21の出力端、すなわち、ノードn4の電位は
それぞれ、1/2V。c+Vthと1/2Vcc  V
thである。また、ゲート電圧発生部20のノードn1
の電位とゲート電圧発生部21のノードn3の電位は共
に1/2VCCである。
次に、定電圧発生部22Hの回路動作について説明する
。トランジスタ4と16は共に従来の1/ 2 V c
 c発生回路の場合と同様の動作を行ない導通状態とな
り、定電圧発生部22aの出力電位VB5、すなわち、
ノードn5の電位を1/2vccに固定する。一方、ト
ランジスタ7のゲートにはノードn1の電位1/2Vc
cが与えられ、トランジスタ13のゲートにもノードn
3の1/2VCCが与えられる。また、トランジスタ7
と13とは直列に接続されており、トランジスタ7のソ
ースには電圧源18の電位V。0が与えられ、トランジ
スタ13のドレインには接地19の電位が与えられてい
る。したがって、トランジスタ7および13の導通/非
導通を決定するものはトランジスタ7と13との接続点
、すなわち、ノードn5の電位である。通常の状態では
ノードn5の電位は所定の電位1/2Vccである。し
たがって、トランジスタ7および13は共に非導通状態
である。しかし、ノードn5の電位が何らかの原因で変
動した場合トランジスタ7および13は以下のように動
作する。
まず、ノードn5の電位が先に述べたような何らかの原
因で降下した場合について説明する。ノードn5の電位
はトランジスタ7のドレイン電位である。したがって、
これが1/2Vcc  Vthまで降下すると、トラン
ジスタ7のゲート電位1 / 2 Vc cはそのドレ
イン電位1/2VCe −Vthに対しそのしきい値電
圧Vth分だけ高くなる。よって、トランジスタ7は導
通しノードn5の電位は電圧源18の高電位V。Cによ
って上昇する。ただし、このときトランジスタ4によっ
て、ノードn5の電位はトランジスタ4のゲート電位1
 / 2 V c。+Vthよりもしきい値電圧Vth
分だけ低い電位1/2Vccまで上昇しこの値に固定さ
れる。つまり、降下しかかったノードn5の電位は所定
の電位1/2Vccに引上げられる。もちろんこれによ
ってトランジスタ7は再び非導通状態に戻る。
次に、ノードn5の電位が何らかの原因で上昇した場合
について説明する。ノードn5の電位はトランジスタ7
のドレイン電位であるとともにトランジスタ13のソー
ス電位でもある。したがって、ノードn5の電位が1/
2Vco十vthまで上昇すると、トランジスタ13の
ゲート電圧1/ 2 Vc cはそのソース電位1/2
cc+Vthよりもそのしきい値電圧Vth分だけ低く
なる。
よって、トランジスタ13は導通し接地19の定電位に
よってノードn5の電位は下降する。このとき、トラン
ジスタ16によってノードn5の電位はトランジスタ1
6のゲート電位1/2Vcc−Vthよりもそのしきい
値電圧Vth分だけ高い値1/2Vccまで下降しこの
値に固定される。
つまり、上昇しかかったノードn5の電位は所定の電位
1/2Vccに引下げられる。もちろん、これによって
トランジスタ13は再び非導通状態となる。
以上のように、ノードn5の電位、すなわち、定電圧発
生部22aの出力電圧Vatが所定の値1/2Vccか
ら変動した場合、トランジスタ7または13が導通し、
出力電圧VBLを]/2v。Cに引き戻す。この結果、
出力電圧VBLは所定の値1 / 2 Vc cに対し
て±Vthの範囲、つまり、トランジスタのしきい値電
圧程度の小さい電圧範囲で制御される。すなわち、出力
電圧VB、は常に1/2VCC十Vt1.〜1/2Vc
cVthの範囲でしか変動しない。
なお、本実施例の説明にあたってはトランジスタのしき
い値電圧の絶対値をすべてVth としたが、もちろん
、トランジスタのしきい値電圧の絶対値に多少の差があ
った場合でも本実施例と同様の効果が得られる。
なお、コンデンサ6と15はそれぞれノードn1とノー
ドn3の電位保持のためのものである。
また、コンデンサ17の役割は従来と同じくノードn5
の電位保持である。
[発明の効果] 本発明にかかる定電圧発生用半導体集積回路装置におけ
る定電圧発生回路は以上のように構成されているため以
下のような効果がある。
定電圧発生回路の出力電位が、これが入力される他の回
路部からの影響等によって大きく変動することを回避で
きる。したがって、定電圧発生回路の出力電位は常にほ
ぼ所定のレベルに保たれる。
このため、この出力電位を受けて動作する他の回路部の
動作が安定化されるという効果がある。つまり、前記能
の回路部が定電圧発生回路の出力電位の変動によって誤
動作するなどの問題が回避される。その結果、動作の安
定した半導体集積回路装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す定電圧発生回路の回路
図、第2図は従来の半導体集積回路装置における定電圧
発生回路の使用例を示す図、第3図は従来の定電圧発生
回路の一例を示す回路図である。 図において、1,8,9.および14は抵抗、2、 6
. 1.2. 1.5.および17はコンデンサ、3、
4. 5.および7はNチャネルトランジスタ、1.0
. 11. 1B、および16はPチャネルトランジス
タ、18は電圧源、19は接地、20および21はゲー
ト電圧発生部、22aおよび22bは定電圧発生部であ
る。さらに、23はメモリセル、24,25.および2
6はトランジスタ、27は1/2Vcc発生回路、BL
およびBLはビット線、WLはワード線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電圧源と、 接地電位源と、 前記電圧源に接続される第1の導通端子と、第2の導通
    端子と、前記第1の導通端子に接続される制御端子とを
    有する第1極性の第1の電界効果半導体素子と、 前記第1の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続
    される第1の導通端子と、前記接地電位源に接続される
    第2の導通端子と、当該第1の導通端子に接続される制
    御端子とを有する第1極性の第2の電界効果半導体素子
    と、 前記電圧源に接続される第1の導通端子と、制御端子と
    、当該制御端子に接続される第2の導通端子とを有する
    第2極性の第3の電界効果半導体素子と、 前記第3の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続
    される第1の導通端子と、制御端子と、当該制御端子お
    よび前記接地電位源に接続される第2の導通端子とを有
    する第2極性の第4の電界効果半導体素子と、 前記電圧源に接続される第1の導通端子と、前記第1の
    電界効果半導体素子の第1の導通端子に接続される制御
    端子と、第2の導通端子とを有する第1極性の第5の電
    界効果半導体素子と、前記電圧源および前記第5の電界
    効果半導体素子の第1の導通端子に接続される第1の導
    通端子と、前記第1および第2の電界効果半導体素子の
    接続点に接続される制御端子と、前記第5の電界効果半
    導体素子の第2の導通端子に接続される第2の導通端子
    とを有する第1極性の第6の電界効果半導体素子と、 前記第5および第6の電界効果半導体素子の第2の導通
    端子の共通接続点に接続される第1の導通端子と、前記
    第4の電界効果半導体素子の第2の導通端子に接続され
    る制御端子と、前記接地電位源に接続される第2の導通
    端子とを有する第2極性の第7の電界効果半導体素子と
    、 前記第7の電界効果半導体素子の第1の導通端子に接続
    される第1の導通端子と、前記第3および第4の電界効
    果半導体素子の接続点に接続される制御端子と、前記第
    7の電界効果半導体素子の第2の導通端子および前記接
    地電位源に接続される第2の導通端子とを有する第2極
    性の第8の電界効果半導体素子と、 前記第5および第6の電界効果半導体素子の第2の導通
    端子の共通接続点と、前記第7および第8の電界効果半
    導体素子の第1の導通端子の共通接続点との共通接続点
    に接続される定電圧出力端子とを含む定電圧発生用半導
    体集積回路装置。
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