JPH023159A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH023159A
JPH023159A JP63114635A JP11463588A JPH023159A JP H023159 A JPH023159 A JP H023159A JP 63114635 A JP63114635 A JP 63114635A JP 11463588 A JP11463588 A JP 11463588A JP H023159 A JPH023159 A JP H023159A
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JP
Japan
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current
voltage
circuit
power supply
drv
Prior art date
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Pending
Application number
JP63114635A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kawahara
尊之 河原
Kiyoo Ito
清男 伊藤
Yoshiki Kawajiri
良樹 川尻
Goro Kitsukawa
橘川 五郎
Takao Watabe
隆夫 渡部
Ryoichi Hori
堀 陵一
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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Filing date
Publication date
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Publication of JPH023159A publication Critical patent/JPH023159A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To drive a load at a constant current to a constant current source fixed in advance in a current mirror circuit, to arbitrary control a charging/ discharging current and to reduce noise in an LSI by the suppression of an over current by providing the current mirror circuit controlled with an input pulse as a load driving circuit independently of the circuit for the charging/ discharging of the load. CONSTITUTION:The current mirror circuit of a driving circuit DRV of a semiconductor device is controlled by an inverter consisting of transistors TrQ1 and Q2, and when the TrQ2 is off and the Q1 is off, a mirror circuit is formed between a TrQ3, a constant current source (i/n) and an output driving TrQD. Besides, when the TrQ2 is off and the Q1 is on, the TrQD becomes off, the current entrance of a current source is i/n, the gate width of an MOSTr is W/n, the gate width of the gate of a QD is W, and the on current of the TrQD is a constant current (i). Then, even if the gate width W or the threshold voltage of the Tr change by the dispersion of a producing process, the i/n is constant and the driving of the TrQD is approximately constant.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に過渡電流の抑制、アン
バランスな逆相信号によるカプリング雑音の抑制あるい
はパルス電圧の振幅の抑制に好適な回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and in particular to a circuit suitable for suppressing transient current, coupling noise due to unbalanced anti-phase signals, or amplitude of pulse voltage. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、大きな負荷容量を高速に充放電する場合、その過
渡電流が過大になることが問題視されていた。たとえば
ダイナミック型のメモリセルを用いたダイナミック型ラ
ンダムアクセスメモリ(以下DRAM)に於いて、多数
のデータ数を一度に充放電する際の過大な過渡電流が問
題となっており、このために1986年、固体素子コン
ファランスダイジェスト、pp307〜310.に示さ
れるような電圧リミッタ回路方式が提案されている。
Conventionally, when charging and discharging a large load capacity at high speed, it has been considered a problem that the transient current becomes excessive. For example, in dynamic random access memory (hereinafter referred to as DRAM) that uses dynamic memory cells, excessive transient current when charging and discharging a large number of data at once has become a problem, and as a result, in 1986 , Solid State Device Conference Digest, pp307-310. A voltage limiter circuit system as shown in Figure 1 has been proposed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしこの方式は外部電源電圧をチップ内で降下させた
内部電源電圧を用いてデータ線を充放電しているため、
電源電圧を実効的に下げたことによる低電流化を実現し
ているのみで、充放電は野放し状態であった。このため
、電源電圧の1/2の電圧にプリチャージされたデータ
線対の片方の充電速度と他方の放電速度及び充放電の開
始時点に不均衡が生じ、これによって他の導体(基板。
However, this method charges and discharges the data line using the internal power supply voltage, which is obtained by lowering the external power supply voltage within the chip.
They only achieved low current by effectively lowering the power supply voltage, and charging and discharging were left unchecked. For this reason, an imbalance occurs between the charging speed of one of the data line pairs precharged to a voltage that is 1/2 of the power supply voltage and the discharging speed of the other, and the start time of charging and discharging, which causes an imbalance between the other conductor (substrate).

非選択ワード線等)にカプリングによる雑音が生じる。Coupling noise occurs on non-selected word lines, etc.).

高速に動作しかつ外部もしくは内部電源電圧を用いて低
振幅で動作する回路においてはこのような雑音は特に重
大な問題となる。
Such noise is a particularly serious problem in circuits that operate at high speeds and at low amplitudes using external or internal power supply voltages.

また製造ばらつきによるMOSトランジスタのゲート長
あるいは閾値電圧のばらつきなどによるトランジスタの
負荷駆動能力の変動に対応して変る充放電過渡電流も積
極的に制御していないために、低電流化にも限度があっ
た。
In addition, the charge/discharge transient currents that change in response to variations in the load driving ability of MOS transistors due to variations in the gate length or threshold voltage of MOS transistors due to manufacturing variations are not actively controlled, so there is a limit to the ability to reduce the current. there were.

本発明の目的は、負荷容量の充放電を、予め定められた
任意の定電流で行ない、充電時間、放電時間を独立に制
御し、かつ製造ばらつきなどに依存しない低過渡電流化
を実現する半導体装置を提供することにある;また電圧
リミッタ回路方式と組み合わせることによって低過渡電
流で低消費電力の半導体装置を提供することにある。さ
らに。
An object of the present invention is to provide a semiconductor that charges and discharges a load capacitor at any predetermined constant current, independently controls charging time and discharging time, and achieves low transient current independent of manufacturing variations. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device with low transient current and low power consumption by combining it with a voltage limiter circuit system. moreover.

動作する回路と高電圧電源との抵抗と低電圧電源との抵
抗を等しく設定し、この抵抗の値の違いによって充放電
時間が等しくならないことを解決した半導体装置を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which the resistances of an operating circuit, a high voltage power supply, and a low voltage power supply are set to be equal, and the charging and discharging times are not equal due to the difference in the resistance values.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、入力パルスで制御されるカレントミラー回
路を負荷駆動回路としこれを負荷の充電用・放電用と独
立に設けることによって、該カレントミラー回路内で予
め定められた定電流源に対応した定電流で負荷を駆動し
、この電流が流れる配線の抵抗を充電側、放電側共に等
しく設定することで達成される。
The above purpose is to provide a current mirror circuit that is controlled by input pulses as a load drive circuit and independently provide it for charging and discharging the load, thereby supporting a predetermined constant current source within the current mirror circuit. This is achieved by driving the load with a constant current and setting the resistance of the wiring through which this current flows to be equal on both the charging and discharging sides.

〔作用〕[Effect]

カレントミラー回路は、プロセス条件の変動に対して影
響されにくいので、過渡電流を減少させることができる
。さらに、充電用、放電用と独立に設けることにより、
充電時間、放電時間を独立に制御できる。
Current mirror circuits are less susceptible to variations in process conditions and can therefore reduce transient currents. Furthermore, by providing separate charging and discharging,
Charging time and discharging time can be controlled independently.

また、電圧リミッタを使うことにより、低い一定電圧に
することができ、消費電力をおさえることができる。
Furthermore, by using a voltage limiter, it is possible to maintain a low constant voltage, thereby reducing power consumption.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の回路の一実施例を第1図により。 An embodiment of the circuit of the present invention will be described below with reference to FIG.

その動作タイミングを第2図により説明する。The operation timing will be explained with reference to FIG.

DRAMではデータ対線の一方をメモリセル(1ケのM
OSトランジスタ((以下MO8T))と1ケのキャパ
シタで構成されるメモリセルなどの例がある)の読み出
し情報に応じて、pMO8Tで形成されたよく知られた
センスアンプで充電し、他方をm M OS Tで放電
することが行なわれる。
In a DRAM, one of the data pair lines is connected to a memory cell (one M
Depending on the read information of an OS transistor ((hereinafter referred to as MO8T)) and a memory cell consisting of one capacitor, a well-known sense amplifier formed of pMO8T is charged, and the other is Discharging is performed at MOST.

この場合、たとえば最新のメガビットDRAMでは、1
024対のデータ線を同時に高速に充放電する必要があ
る。このデータ線の合計の容量は500〜1000pF
にも達するので、過電流が問題となる。この充電はpM
O8Tで形成されたセンスアンプであるフリップフロッ
プの共通線cQに接続された駆動回路DRVで行われ、
放電はm M OS Tで形成されたセンスアンプでフ
リップフロップの共通線cQ、に接続された駆動回路D
RV、で行われる。本実施例では、これらの駆動回路が
それぞれカレントミラー回路あるいはカレントミラー回
路と比較回路で構成されていることに特徴がある。
In this case, for example, in the latest megabit DRAM, 1
It is necessary to simultaneously charge and discharge 024 pairs of data lines at high speed. The total capacitance of this data line is 500 to 1000 pF
Since the voltage reaches even more, overcurrent becomes a problem. This charge is pM
This is performed by the drive circuit DRV connected to the common line cQ of the flip-flop, which is a sense amplifier formed of O8T.
The discharge is caused by the drive circuit D connected to the common line cQ of the flip-flop with a sense amplifier formed by MOST.
It will be held in the RV. This embodiment is characterized in that each of these drive circuits is composed of a current mirror circuit or a current mirror circuit and a comparison circuit.

第1図では、駆動回路DRVはカレントミラー回路と比
較回路で構成し、駆動回路DRV’はカレントミラー回
路で構成した例を示した。DRV’をカレントミラー回
路と比較回路で構成しても良%N。
FIG. 1 shows an example in which the drive circuit DRV is composed of a current mirror circuit and a comparison circuit, and the drive circuit DRV' is composed of a current mirror circuit. Even if DRV' is configured with a current mirror circuit and a comparison circuit, it is acceptable.

以下、DRVを例にこれらの回路の特徴を説明する。カ
レントミラー回路は、トランジスタQ 1 +Qzから
成る一種のインバータによって制御される。Qzがオン
、Qtがオフの場合はQ3と定電流源(i / n )
と出力駆動トランジスタQnとの間でカレントミラー回
路が形成され、Qzがオフで01がオンの場合は、QD
はオフとなる。ミラー回路内の電流源の電流入口をi 
/ n 、 M OS ’rのゲート幅をw/n、Qo
のゲート幅をWとすれば。
The characteristics of these circuits will be explained below using DRV as an example. The current mirror circuit is controlled by a type of inverter consisting of transistors Q 1 +Qz. When Qz is on and Qt is off, Q3 and constant current source (i/n)
A current mirror circuit is formed between Qz and output drive transistor Qn, and when Qz is off and 01 is on, QD
is off. The current inlet of the current source in the mirror circuit is i
/n, MOS 'r gate width w/n, Qo
Let W be the gate width of .

Qoのオン電流は定電流iとなる。製造プロセスのばら
つきによってWあるいはゲート長やトランジスタのしき
い値電圧が変化してもi / oを一定にしておけばQ
oの駆動電流はほぼ一定となる。
The on-current of Qo becomes a constant current i. Even if W, gate length, or transistor threshold voltage changes due to manufacturing process variations, if I/O is kept constant, Q
The drive current of o becomes approximately constant.

ここで定電流源をi/n、w/nとしているのは、消費
電流を小さく、かつ占有面積を小さくするためであり、
nは大きい方がよい。
The reason why the constant current sources are i/n and w/n is to reduce the current consumption and the occupied area.
The larger n is, the better.

比較器は、予め定められた内部電源Vcしくたとえば4
V)と出力電圧Voを比較するものである。
The comparator is connected to a predetermined internal power supply Vc, for example, 4
V) and the output voltage Vo.

V CL > V oでは比較器の出力は高電圧となり
、逆にVct、<Voの場合は低電圧となる。尚、Vc
t、はチップ内でVcc(外部印加電源電圧)から発生
させてもよい。
When VCL>Vo, the output of the comparator becomes a high voltage, and conversely, when Vct<Vo, it becomes a low voltage. Furthermore, Vc
t, may be generated within the chip from Vcc (externally applied power supply voltage).

以上の準備のもとに動作を説明する。The operation will be explained based on the above preparation.

通常のDRAMでは、プリチャージ期間中はデータ対線
はvOシのほぼ半分の値に設定される。いわゆるハーフ
プリチャージ方式なので、プリチャージ期間は、共通駆
動線aQあるいは全データ対線はVat、/2にプリチ
ャージされている。この状態で、選択されたワード線に
パルスが印加されると各データ対線には微小な差動の読
み出し信号が現われる。この様子を第2図においてDo
、Do対称で代表的に示している。その後、nMO8T
とpMO3Tで形成されるセンスアンプで、低電圧側は
Ovに放電され、高電圧側はVCLまで充電される。放
電は各n M OS Tの共通駆動線aQ’ にDRV
’によって低電圧のパルスを印加することにより行われ
る。
In a normal DRAM, the data pair line is set to approximately half the value of vO during the precharge period. Since this is a so-called half precharge method, the common drive line aQ or all the data pair lines are precharged to Vat, /2 during the precharge period. In this state, when a pulse is applied to the selected word line, a minute differential read signal appears on each data pair line. This situation is shown in Figure 2.
, Do symmetry is representatively shown. Then nMO8T
In the sense amplifier formed of pMO3T and pMO3T, the low voltage side is discharged to Ov, and the high voltage side is charged to VCL. The discharge is applied to the common drive line aQ' of each nMOST.
' by applying low voltage pulses.

ここではPMO3Tの共通駆動線aQに印加されたパル
スによって充電される例のみを以下に述べる。cQは入
力パルスφを印加することによって駆動される。入力パ
ルスφがオン(高電圧が入力)となると、制御回路AN
Dの出力電圧は高電圧となり、Qoのゲート電圧vOは
定電流源の出力電圧Vsとなり、Qoは負荷を一定電流
iで駆動する。この結果、負荷の電圧vOはVat、/
2から一定の速度で上昇するが、VCLを越えると比較
器が作動し制御回路ANDの出力は低電圧となりQlが
オンし、Qzはオフし、Qoはオフとなり、Voはほぼ
Vat、にクランプされてしまう。これによって各デー
タ対線の一方のデータ線はVCL/2からほぼvOシに
充電される。
Here, only an example in which charging is performed by a pulse applied to the common drive line aQ of PMO3T will be described below. cQ is driven by applying an input pulse φ. When the input pulse φ turns on (high voltage is input), the control circuit AN
The output voltage of D becomes a high voltage, the gate voltage vO of Qo becomes the output voltage Vs of the constant current source, and Qo drives the load with a constant current i. As a result, the load voltage vO is Vat, /
The voltage rises at a constant speed from 2, but when it exceeds VCL, the comparator operates and the output of the control circuit AND becomes a low voltage, turning on Ql, turning off Qz, turning off Qo, and Vo is clamped at approximately Vat. It will be done. As a result, one data line of each data pair is charged from VCL/2 to approximately vO.

以上述べた実施例によれば、データ線をほぼ一定の電流
で充電できるため、過渡電流の増大なしに高速でデータ
線を充電できる。また、10を一定に保つことにより、
電源電圧の変動や製造ばらつきなどがあっても、その影
響を最小限にすることができる。放電も同様である。さ
らにデータ線電圧は低くおさえられるので消費電力も低
減される。
According to the embodiments described above, since the data line can be charged with a substantially constant current, the data line can be charged at high speed without increasing transient current. Also, by keeping 10 constant,
Even if there are fluctuations in power supply voltage or manufacturing variations, the effects can be minimized. The same applies to discharge. Furthermore, since the data line voltage can be kept low, power consumption is also reduced.

上述のように、カレントミラー回路を用いた駆動回路に
より、はぼ一定の電流でデータ線を充電可能となる。こ
のカレントミラー回路により定電流を得るには1M03
TQoが飽和領域(l  Vo −Vcc l 2こI
Vs   Vcc   VT1 )で動作させる方が望
ましい。しかしながら、第3図に示すように、動作条件
などによっては時間の経過とともにこの条件が満たされ
なくなる場合がある。すなわち、vOの電位がVCL/
2から上昇してVs  1Vtlの電圧より高くなると
(VTはQoのしきい電圧、Pチャネル形ゆえ一般に負
の値を持つ)、 Vo  Vcc l < l Vx −Vcc −Vt
 lとなり、MO8Qoは非飽和領域で動作する。この
結果、電流iが小さくなり、VoがVct、 (4V 
)に達する時間も遅くなる。また、たとえQoが飽和領
域で動作するとしても、将来QDの短チヤネル化が進む
と、ドレイン電流のドレイン−ソース間電圧依存性が顕
著となり、上記と同様の問題を生じる。
As described above, the drive circuit using the current mirror circuit allows the data line to be charged with a nearly constant current. To obtain constant current using this current mirror circuit, 1M03
TQo is in the saturation region (l Vo −Vcc l 2
It is preferable to operate at Vs Vcc VT1 ). However, as shown in FIG. 3, this condition may not be satisfied over time depending on the operating conditions and the like. In other words, the potential of vO is VCL/
2 and becomes higher than the voltage of Vs 1Vtl (VT is the threshold voltage of Qo, and because it is a P channel type, it generally has a negative value), Vo Vcc l < l Vx - Vcc - Vt
1, and MO8Qo operates in a non-saturated region. As a result, the current i becomes smaller and Vo becomes Vct, (4V
) will also be delayed. Further, even if Qo operates in the saturation region, as QD channels become shorter in the future, the dependence of the drain current on the drain-source voltage will become more pronounced, causing the same problem as above.

第4図は上記の問題を解決し、さらに良好な定電流充電
を可能にする他の実施例である。
FIG. 4 shows another embodiment that solves the above problem and enables even better constant current charging.

本実施例では、カレントミラー回路を構成するMO8T
  Qoti−m個(ここではm = 4として示した
)設け、これを時間の経過と共に順次オンして、定電流
化を図る。すなわち、第5図にその動作を示すように、
φ工〜φ番を順次印加して、ANDz〜ANDa、一種
のCMOSインバータからなるSW1〜SWtにより、
 Qo工〜QD4のゲートを順次Vsに接続して、各M
O8Tをオンにする。これにより、時間経過と共に駆動
能力を大きくして。
In this example, MO8T constituting the current mirror circuit
Qoti-m (indicated here as m = 4) are provided, and these are sequentially turned on over time to achieve a constant current. That is, as shown in FIG. 5,
By sequentially applying φ work to φ number, ANDz to ANDa, SW1 to SWt consisting of a kind of CMOS inverter,
Connect the gates of Qo to QD4 to Vs in sequence, and connect each M
Turn on O8T. This increases the driving capacity over time.

定電流化を図る。その後は第1図と同様にVoがVcム
に達したのを比較器で検知し、Qot=Qoaをオフに
して動作を停止する。これにより、データ線電圧をほぼ
Vat、に設定する。
Aim for constant current. Thereafter, as in FIG. 1, the comparator detects that Vo has reached Vcm, turns off Qot=Qoa, and stops the operation. As a result, the data line voltage is set to approximately Vat.

本実施例によれば、Qoz〜QD4の各MOSのゲート
幅を適当に選ぶことにより、電流iを動作の全期間にわ
たってほぼ一定に保つことが可能となる。なおここで各
MO3は元々カレントミラー構成になっているので、電
流10を一定に保つことになり、前に述べたと同様、製
造ばらつきなどの影響を最小限に抑えることができる。
According to this embodiment, by appropriately selecting the gate width of each MOS Qoz to QD4, it is possible to keep the current i substantially constant over the entire operation period. Note that since each MO3 originally has a current mirror configuration, the current 10 is kept constant, and as described above, the influence of manufacturing variations can be minimized.

放電も同様にできる。Discharge can be done in the same way.

さらに、良く知られているように、データ線の充放電に
おいて、充放電開始後Do、Doの信号差が小さい時に
はゆっくりと充放電し、DO5DOの信号差がある程度
大きくなってから高速に充放電を行なう方法はセンスア
ンプの感度が優れている。第4図の実施例ではこの方法
も容易に行なうことができる。なお、カレントスイッチ
の定電流源を複数個設けてこれを切り換えても良い。
Furthermore, as is well known, when charging and discharging data lines, after the start of charging and discharging, when the signal difference between Do and Do is small, charging and discharging is performed slowly, and when the signal difference between DO and DO becomes large to a certain extent, charging and discharging is started at high speed. In this method, the sensitivity of the sense amplifier is excellent. This method can also be easily implemented in the embodiment of FIG. Note that a plurality of constant current sources of the current switch may be provided and switched between them.

第6図は電流iを一定に保つためのさらに好適な実施例
であり、チップ内に設けた電圧変換回路vPSにより、
外部電源電圧Vccたとえば5vを予め一定の電圧Vc
c’たとえば4.5 vの一定電圧に変換した内部電圧
で動作させている。
FIG. 6 shows a more preferable embodiment for keeping the current i constant, in which the voltage conversion circuit vPS provided in the chip
The external power supply voltage Vcc, for example, 5V, is set to a certain voltage Vc in advance.
c' It is operated with an internal voltage converted to a constant voltage of, for example, 4.5 V.

本実施例のvPSは、たとえば昭和59年電子通信学会
総合全国大会講演論文集分冊2の244項などに記載さ
れた回路で構成しである0本回路の特徴は出力電圧Vc
c’ と比較電圧VC!L’ (4,5V)との電圧を
比較する比較器を設け、その出力電圧をMoSトランジ
スタQvのゲートに加え、Qvに流れる電流を制御して
その出力電圧VCCをVCL’ と等しく保つように負
帰還をかけたことである。なお、同図に破線で示した電
流源ivはDRVがオフでVPSの出力電流がOになっ
たとしても、 Vcc’ を精度よく一定に保つための
、バイアス電流であり、目的に応じて設けてもよいし、
場合によっては省いてもよい。あるいはDRVの動作と
同期して、たとえばDRVがオフの場合はivを流し、
オンの場合はivをOとする方式も考えられる。
The vPS of this embodiment is constructed of a circuit described in Section 244 of Volume 2 of the 1981 Institute of Electronics and Communication Engineers General Conference National Conference.
c' and comparison voltage VC! A comparator is provided to compare the voltage with L' (4,5V), and its output voltage is applied to the gate of MoS transistor Qv, and the current flowing through Qv is controlled to keep its output voltage VCC equal to VCL'. This is because I gave negative feedback. In addition, the current source iv shown by the broken line in the same figure is a bias current to keep Vcc' constant with high accuracy even if the DRV is off and the VPS output current is O, and it can be provided depending on the purpose. You can also
It may be omitted in some cases. Alternatively, in synchronization with the DRV operation, for example, if the DRV is off, iv is played,
A method in which iv is set to O when it is on may also be considered.

本実施例によれば、DRVは常に一定の電圧Vcc’で
動作するため、DRVの出力電流を電源電圧の変動に関
係なく一定に保つことができる。
According to this embodiment, since the DRV always operates at a constant voltage Vcc', the output current of the DRV can be kept constant regardless of fluctuations in the power supply voltage.

なお、vPSの回路は本実施例で示した以外の種種の変
形が考えられ、たとえば特願昭56−168698号、
特願昭57−220083号などに開示された電圧変換
回路がそのまま適用できる。
It should be noted that the vPS circuit may be modified in various ways other than those shown in this embodiment, such as those disclosed in Japanese Patent Application No. 56-168698
The voltage conversion circuit disclosed in Japanese Patent Application No. 57-220083 can be applied as is.

第7図は第6図の実施例において、Vcc  を設定し
たいデータ線電圧、たとえば4■に設定することにより
、DRVの電気リミッタとしての機能はVPSにより代
行し、DRVは電流リミッタとしてのみ動作させたもの
である。したがって、DRV内の電圧比較器などの電圧
設定に必要な部分は除去されている。
FIG. 7 shows that in the embodiment of FIG. 6, by setting Vcc to a desired data line voltage, for example 4, the function of DRV as an electrical limiter is substituted by VPS, and DRV is operated only as a current limiter. It is something that Therefore, parts necessary for voltage setting such as a voltage comparator in the DRV are removed.

本実施例によれば、データ線電圧はVPS、また光電的
な電流はDRVによってそれぞれ制御され、第6図に比
べ簡単な回路構成で、同様の効果、すなわち電源電圧の
変動の影響を受けないで出力電流iを一定に保つことが
できる。
According to this embodiment, the data line voltage is controlled by VPS, and the photoelectric current is controlled by DRV, and the circuit configuration is simpler than that in FIG. 6, and it has the same effect, that is, it is not affected by fluctuations in the power supply voltage. The output current i can be kept constant.

なお、第6図または第7図の実施例を第4図の実施例に
適用することもできる。これらにより。
Note that the embodiment shown in FIG. 6 or 7 can also be applied to the embodiment shown in FIG. 4. By these.

電源電圧、ならびにMOSの動作領域の影響を受けるこ
となく、電流iを一定に保つことができる。
The current i can be kept constant without being affected by the power supply voltage or the operating range of the MOS.

以上、DRVを主に例にとって説明したが。The explanation has been given above mainly using DRV as an example.

CQ’ を駆動するDRV’ の同様に構成できる。DRV' driving CQ' can be configured in a similar manner.

さらに、DRV、DRV’もカレントソース回路。Furthermore, DRV and DRV' are also current source circuits.

比較回路等はまったく独立に構成できるため、データ線
対Do、Doを同時に充放電させかつ充電時間と放電時
間を等しくすることが容易に行なえる。よって、Do、
DOWI方と何らかの容量を介して結合する他の導体(
基板、非選択ワード線等)に雑音を発生させないという
利点がある0本発明によって解決されるが、この雑音は
最新のメガビットDRAMで微細化による集積度が上が
るにつれ重大な問題となっている。さらに今後、DRA
M内部回路の論理信号の低振幅化が進み、ECLレベル
となるとこの雑音のためDRAMはもはや正常には動作
しない、このため本発明は、必須となりこのようなりR
AMの信頼性確保の上で欠かせないものとなる。
Since the comparison circuits and the like can be configured completely independently, it is easy to charge and discharge the data line pair Do, Do simultaneously and to make the charging time and the discharging time equal. Therefore, Do,
Other conductors (
The present invention has the advantage of not generating noise on the substrate (substrate, unselected word lines, etc.), but this noise has become a serious problem as the latest megabit DRAMs become more integrated due to miniaturization. Furthermore, in the future, DRA
As the amplitude of the logic signals in the M internal circuits continues to decrease, and when they reach the ECL level, the DRAM no longer operates normally due to this noise.Therefore, the present invention is essential to prevent such R
This is essential for ensuring the reliability of AM.

例えば、BiCMO3技術を用いてECLインターフェ
イスの高速で安定な動作のDRAMを実現できる。
For example, BiCMO3 technology can be used to realize a DRAM with an ECL interface that operates at high speed and with stable operation.

さらに本発明はDRAMのデータ線充放電回路への応用
に限定されるわけではなく、過渡電流が特に問題となる
多ビツト構成(複数のデータ出力が1ケのチップから出
力される構成)のすべてのメモリのデータ出力部、ある
いはマイクロコンピュータなどのアドレス出力部に適用
すれば過渡電流対策に効果的である。
Furthermore, the present invention is not limited to application to DRAM data line charge/discharge circuits, but is applicable to all multi-bit configurations (configurations in which multiple data outputs are output from one chip) where transient currents are a particular problem. If applied to the data output section of a memory or the address output section of a microcomputer, it is effective as a countermeasure against transient currents.

本発明をDRAMのデータ線充放電回路に適用し、デー
タ線の充電と放電の開始を同時にし、かつ充電時間と放
電時間を等しくする時、駆動するDRV、DRV’は本
発明で所望の回路が得られるが、これらの回路からセン
スアンプまでの配線抵抗、あるいは外部のVcc電源及
び接地電源からこれらの回路までの配線抵抗は問題とし
て残る。
When the present invention is applied to a data line charging/discharging circuit of a DRAM, and charging and discharging of the data line are started at the same time, and the charging time and the discharging time are made equal, the driven DRV and DRV' are set according to the desired circuit according to the present invention. However, the wiring resistance from these circuits to the sense amplifier, or the wiring resistance from the external Vcc power supply and ground power supply to these circuits remains a problem.

すなわち、例えばDRV、DRV’の回路からセンスア
ンプまでの抵抗がそれぞれ異なるとたちまち充電と放電
の均衡がくずれる。以下、これを解決するための実施例
を述べる。
That is, for example, if the resistances from the DRV and DRV' circuits to the sense amplifier are different, the balance between charging and discharging will be immediately lost. An example for solving this problem will be described below.

第8図に本発明の一実施例を示す。本実施例のような半
導体装置のチップ(chip)上に外部の低電圧電源(
例えばOV)と接続されるポンディングパッドP1と外
部の高電圧電WX(例えば5V)と接続されるポンディ
ングパッドP2は一般にチップの両側に図のように配置
され、両方がchipの片側にニないように配置される
。このため1両パッドPL、P2からの距離はチップの
中央部を除いては等しくならず1両パッドPL、P2か
らそのまま配線したのでは抵抗に差ができてしまう。
FIG. 8 shows an embodiment of the present invention. An external low voltage power supply (
For example, a bonding pad P1 connected to an external high-voltage power WX (for example, 5V) and a bonding pad P2 connected to an external high-voltage power WX (for example, 5V) are generally arranged on both sides of the chip as shown in the figure, and both are connected to one side of the chip. It is arranged so that there is no For this reason, the distances from the two pads PL and P2 are not equal except at the center of the chip, and if the wiring is directly connected from the one pad PL and P2, there will be a difference in resistance.

この抵抗の差によって生じるデータ線充放電動作の不均
衡も雑音の大きな原因となる。
The imbalance in data line charging and discharging operations caused by this difference in resistance also becomes a major cause of noise.

そこで本実施例では、低電圧用電源配線をパッドP1か
らまず配線Ω、&によってチップ中央まで行ない、次に
配線Qabによってチップ長辺方向に行なってからスイ
ッチSax〜5axnによって所望の回路への電源配線
12111〜Q dxnを行なう、高電圧用電源配線も
同様にパッドP2からまず配線Ω、によってチップ中央
まで行ない、次に配線Qubによってチップを図のよう
に縦断させてからスイッチSux〜S uxnによって
所望の回路への電源配線flul〜Quz。を行なう。
Therefore, in this embodiment, the low voltage power supply wiring is first conducted from the pad P1 to the center of the chip using the wiring Ω, &, then in the long side direction of the chip using the wiring Qab, and then the power supply to the desired circuit is connected using the switches Sax to 5axn. The high-voltage power supply wiring for wiring 12111 to Qdxn is similarly routed from pad P2 to the center of the chip using wiring Ω, then crosses the chip using wiring Qub as shown in the figure, and then is connected using switches Sux to Suxn. Power supply wiring flu to Quz to desired circuit. Do the following.

これらにより1例えば図に示したセンスアンプS^の場
合、この回路の両電源へのパッドからの距離を同一にす
ることができ、極めて容易に面抵抗を同一にできるとい
う利点がある。メモリアレーMA内の他のどのセンスア
ンプに対しても同様である。この図でPRは周辺回路を
示しているが、配置は他の場合も考えられ、Sar〜S
 42n l S ul〜S uxnはいくつかをひと
つにまとめてもかまわない。
For example, in the case of the sense amplifier S shown in the figure, the distances from the pads to both power supplies of this circuit can be made the same, and the sheet resistances can be made the same very easily. The same applies to any other sense amplifiers in memory array MA. In this figure, PR indicates a peripheral circuit, but other layouts are also possible, and Sar to S
42n l S ul to S uxn may be combined into one.

さらに、本実施例ではPL、P2を外部電源へのパッド
としたが、例えばPlの場所に第1図。
Further, in this embodiment, PL and P2 are used as pads for connecting to an external power supply, but for example, the position of Pl in FIG.

第4図、第6図、第7図の実施例に示したDRV’が配
置され、P2の場所に同図の実施例に示したDRVが配
置され、DRV’ /7)出力1cQiaが。
The DRV' shown in the embodiment of FIGS. 4, 6, and 7 is placed, and the DRV shown in the embodiment of the figure is placed at the location P2, and the DRV'/7) output 1cQia is obtained.

DRVの出力にρahが接続される場合も同様にこれら
の回路からセンスアンプまでの抵抗を同一にできるとい
う利点がある。また、DRV、DRV’が数ケ所に分散
して配置させたり、DRV、DRV’の出力用MO8Q
o及びQo’ をそれぞれSu1〜S uxnr Sd
t〜S、i。のかわりに用いたりする場用も同様である
。さらに、DRV、DRV’全体をスイッチS ut〜
5uzn l 5ate 5aznのかわりに用いても
かまわない。
Similarly, when ρah is connected to the output of the DRV, there is an advantage that the resistances from these circuits to the sense amplifier can be made the same. In addition, the DRV and DRV' may be distributed in several locations, or the MO8Q for output of the DRV and DRV' may be arranged in several locations.
o and Qo' are respectively Su1~Suxnr Sd
t~S,i. The same is true when used in place of ``. Furthermore, the entire DRV and DRV' are switched S ut~
It may be used instead of 5uzn l 5ate 5azn.

第9図は、本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

パッドPL、P2よりそれぞれ配線Q dl、Q oに
よってチップ中央まで電源線を配線する1本実施例では
、チップを縦断する配線Ω−b、 Qubを図に示した
ようにメモリアレーMAのチップ外周側に配置し、スイ
ッチS ax”” S man HS ut〜S ur
nによって所望のセンスアンプへの電源配線941〜A
 azn * (I Lll−Q uxnに接続する。
In this embodiment, the power supply lines are routed from pads PL and P2 to the center of the chip by wirings Qdl and Qo, respectively.The wirings Ω-b and Qub that traverse the chip are connected to the outer periphery of the chip of memory array MA as shown in the figure. The switch S ax”” S man HS ut~S ur
Power supply wiring 941 to A to the desired sense amplifier by n
azn * (Connect to I Lll-Q uxn.

これらによって。By these.

例えばセンスアンプSaではQmxとQulによる抵抗
の差はできるもののこれは小さく、主要なチップ長辺方
向の両電源線の抵抗差をなくすことができる利点がある
。 DRV、 DRV’ を用いる例は第8図と同様で
ある。
For example, in the sense amplifier Sa, although there is a difference in resistance due to Qmx and Qul, this is small, and there is an advantage that the difference in resistance between the two power supply lines in the main long side direction of the chip can be eliminated. The example using DRV and DRV' is the same as that shown in FIG.

第10図は本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

本実施例では1例えばPlからQ、&によってチップ長
辺方向に配線したのちスイッチSm1〜5d2nによっ
て電源配線(1m1〜QdZn と接続するが、この時
パッドPLとスイッチの距離が近いほどスイッチの抵抗
を大きく設計する。これによってチップ長辺方向の電源
線の抵抗を同一にできる。 P2からの配線も同様であ
る。またDRV、DRV’を用いる場合にも適用できる
In this embodiment, wiring is done in the long side direction of the chip using 1, for example, Pl to Q, &, and then connected to the power supply wiring (1m1 to QdZn) by switches Sm1 to 5d2n. At this time, the closer the distance between the pad PL and the switch, the lower the resistance of the switch. This allows the resistance of the power supply line in the long side direction of the chip to be the same.The same applies to the wiring from P2.It can also be applied when using DRV and DRV'.

第11図は本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

本実施例では、例えば配線Qull+ QulL+ u
dllrQ alzが接続されるセンスアンプが動作す
る時。
In this embodiment, for example, the wiring Qull+ Qull+ u
When the sense amplifier connected to dllrQ alz operates.

他の配線uuxl+ QuxtHQaxLr Qaxl
 CX=2〜2n)は、それぞれ本来の働きである高電
圧用、低電圧用が逆になるようにスイッチ582(x=
2〜2n、y=1〜4)で接続する。これにより他のセ
ンスアンプが動作しないようにする。この時Q ull
l Q axlに接続されるセンスアンプでは低電圧電
源配線のPlからの長さは短かく、よって抵抗は小さい
。これに対して高電圧電源配線のP2からの長さは長い
がこの時図に示すようにスイッチSuからは多数の配線
で並列に接続される。これによって抵抗差が小さくでき
るという利点がある。DRV、DRV’ を用いる場合
も同様の利点がある。
Other wiring uuxl+ QuxtHQaxLr Qaxl
CX=2 to 2n) are connected to switches 582 (x=
2 to 2n, y=1 to 4). This prevents other sense amplifiers from operating. At this time Q ull
In the sense amplifier connected to lQ axl, the length of the low voltage power supply wiring from Pl is short, and therefore the resistance is small. On the other hand, although the length of the high voltage power supply wiring from P2 is long, at this time, as shown in the figure, a large number of wirings are connected in parallel from the switch Su. This has the advantage that the resistance difference can be reduced. There are similar advantages when using DRV and DRV'.

本発明は、センスアンプの電源配線への適用に限定され
ることなく、PL、P2のように距離をもって配置され
た2つの電源からこれを用いて動・作させる回路への配
線抵抗を等しくしたい場合に適用できる。
The present invention is not limited to application to the power supply wiring of a sense amplifier, but it is desired to equalize the wiring resistance from two power supplies arranged at a distance such as PL and P2 to a circuit using the power supply. Applicable to cases.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、本発明のようにカレントミラー回路を制御し配線
抵抗を均−化釘ることによって、従来野放し状態になっ
ていた充放電電流を任意に制御できるので、過渡電流が
抑制でき、したがってLSIチップ内の雑音が低減され
、チップ設計が容易となり、またユーザに於いてもカー
ド上に実装されたチップからの雑音も少なくなるのでカ
ード設計も容易となる。また低電圧で定電圧の出力パル
スも得られるのでチップの消費電力も低減化できる。
As described above, by controlling the current mirror circuit and equalizing the wiring resistance as in the present invention, it is possible to arbitrarily control the charging and discharging current, which was left unchecked in the past, so that transient currents can be suppressed, and therefore LSI chips Since the internal noise is reduced, chip design becomes easier, and the user can also easily design the card because the noise from the chip mounted on the card is reduced. Furthermore, since constant voltage output pulses can be obtained at low voltage, the power consumption of the chip can also be reduced.

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

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図の動作を説明するタイミング図、第3図は第1図に新
たな利点をつけ加えることを説明するタイミング図、第
4図は本発明の一実施例を示す回路図、第5図は第1図
の動作を説明する波形図、第6図、第7図は本発明の他
の一実施例を示す回路図、第8図〜第11図は配線抵抗
についての本発明の一実施例を示す回路図である。 DRV、DRV’ ・・・駆動回路、PP、PN−・・
制御信号、Q da、Q ah、 Q as〜Q az
n ”’低電圧電源用配線、 Quh+ QubHQu
x〜Quxn −高電圧電源用配線、S^、 Ss・・
・センスアンプ。
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing diagram explaining the addition of new advantages to FIG. 1, FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6 and 7 are circuit diagrams showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 8 to 11 show an embodiment of the present invention regarding wiring resistance. It is a circuit diagram. DRV, DRV'...Drive circuit, PP, PN-...
Control signal, Q da, Q ah, Q as ~ Q az
n ”'Low voltage power supply wiring, Quh+ QubHQu
x ~ Quxn - High voltage power supply wiring, S^, Ss...
・Sense amplifier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも1個以上のパルス入力電圧によつて少な
くとも1個以上のカレントミラー回路が形成され、該ミ
ラー回路の出力電流が一定電流になることを特徴とした
半導体装置。 2、カレントミラー回路の出力電圧と予め定められた比
較電圧を比較器で比較して、その結果に応じた比較器の
出力電圧で該ミラー回路を制御することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、負荷の充電に用いる高電圧電源と、負荷の放電に用
いる3位電圧電源を必要とする回路で構成された半導体
装置において、該高電圧電源と該回路を接続する電源配
線の抵抗と該低電圧電源と該回転を接続する電源配線の
抵抗とを等しい値に設定することを特徴とする半導体装
置。
Claims: 1. A semiconductor device characterized in that at least one current mirror circuit is formed by at least one pulse input voltage, and the output current of the mirror circuit is a constant current. 2. The output voltage of the current mirror circuit is compared with a predetermined comparison voltage by a comparator, and the mirror circuit is controlled with the output voltage of the comparator according to the comparison result. The semiconductor device according to item 1. 3. In a semiconductor device configured with a circuit that requires a high voltage power supply used for charging a load and a third voltage power supply used for discharging the load, the resistance of the power supply wiring connecting the high voltage power supply and the circuit is A semiconductor device characterized in that a low voltage power supply and a resistance of a power supply wiring connecting the rotation are set to the same value.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04113583A (en) * 1990-08-31 1992-04-15 Nec Ic Microcomput Syst Ltd Driving circuit for sense amplifier
JPH04146650A (en) * 1990-10-08 1992-05-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit device
JPH04162289A (en) * 1990-10-26 1992-06-05 Nec Corp Dynamic memory

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