JPH0323592A - 駆動回路 - Google Patents

駆動回路

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JPH0323592A
JPH0323592A JP1158757A JP15875789A JPH0323592A JP H0323592 A JPH0323592 A JP H0323592A JP 1158757 A JP1158757 A JP 1158757A JP 15875789 A JP15875789 A JP 15875789A JP H0323592 A JPH0323592 A JP H0323592A
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signal
output
circuit section
voltage
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Takashi Inui
乾 隆至
Shunichi Sukegawa
俊一 助川
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Texas Instruments Japan Ltd
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 イ.産業上の利用分野 本発明は駆動回路に関し、例えばダイナミックRAM 
(Randoni Access Memory)にお
けるワード線等を駆動するのに好適な駆動回路に関する
ものである。
ロ.従来技術 従来、ダイナミックRAMの設計における最大の指針は
″1″情報と゛O゜′情報におけるビット線電位の差Δ
Vを大きくすることである。そして、ビット線容量をC
I、セルキャパシタ容量をC,、蓄積情報″1″゛のセ
ル電位を■8、蓄積情報“0′゜のセル電位をVLとす
ると、Δ■は、 上式からわかるようにΔVを大きくするーっの方向はC
s/CsO比を小さくすることであるが、これは、メモ
リセルの構造と、1本のビント線に結合されるメモリセ
ルの数で決まってしまう。また、もう一つの方向は回路
的に上記■。−■,の値を大きくすることであるが、v
t,<M積情報゜゛0”のセル電位)は通常O■であり
、■H (蓄積情報“1 ++のセル電位)はワード線
を開いたときの電圧VWLによって決められる。そして
、このワード線電圧VWtを電源電圧vrII,とし、
メモリセルにおけるトランスファゲートのしきい値電圧
をV,(WL)とすると、 VH =Voo  Vr  (WL) となり、vHは、電源電圧■。。からしきい値電圧分だ
け低い値となってしまう(このことは、当然の結果とし
て上記V,−VLの値を小さくすることとなり、ビット
線電位の差ΔVを大きくすることができなくなってしま
う。)。そこで、これを解決するために、ワード線の電
圧VWLを電源電圧VDD以上に昇圧する(即ち、Vユ
,≧■。。+■7(WL)になるようにする)回路的な
手段が種々採用されている. なお、上記ビント線電位の差ΔVを大きくすることは、
ダイナくツクRAMの動作マージンを向上させるだけで
はなく、α粒子等による、いわゆるソフトエラーの改善
にとっても一般に有効とされている。
以下、第12図〜第17図において、上述したワード線
の電圧■。Lを電源電圧VDII以上に昇圧するための
従来の回路方式の一例を示してその問題点について説明
する。
まず、第14図において、例えばIMダイナミックRA
MのR A S (Row Address Stro
be :行アドレスストローブ)から各ワード線(例え
ば512本)までの概略ブロック図の一例を示してその
主な動作について説明する。
即ち、第14図に示すように、RASによるRAS系の
動作クロックを発生させるためのRASクロックジェネ
レータ1によって発生された1つのクロック信号RL2
1は、アドレスバッファ2及び昇圧回路部4の制御をし
ていて、rλ3の立ち下がりで、クロックRL21によ
りアドレス(AO・・・・・・・・・A8)をアドレス
バッファ2に取り込み、そのアドレスバッファ2の出力
(RAQ、RAO・・・・・・・・・RA7、RA7)
をブリデコーダ3によってプリデコードする。そして、
プリデコ−入り、下位ビッ}RFO・・・・・・・・・
RF3は、昇圧回RF4・・・・・・・・・RF15と
RA8及びRA8によっ1個の4人力AND回路5aの
みで表してある。).そして、上記各4人力AND回路
5aの出力は、ワード線駆動回路部6における4つの2
人力AND回路6aの一方の入力に夫々接続されていて
、XH4クロックによって最後に512本のワード線(
WLQ・・・・・・・・・WL511)のうち1つのワ
ード線のみが選択されるように構戒されている。
ここで、第15図及び第16図において、第14図にお
けるワード線駆動回路部6とXデコーダ部5及び昇圧回
路部4の各接続関係について動作と共に説明する。
第15図に示すように、Xデコーダ部5は、4人力AN
D回路で構成されていて、入力RF4・・・・・・・・
・RF7、RF8・・・・・・・・・RF11、RF1
2・・・・・・・・・RF15、RAS及びRA8が夫
々の組合せで4X4X4X2=128  (通り)とな
るように全部で128個の上記4人力AND回路5aで
構威されている(但し、第15図では、説明の都合上、
HO・・・・・・・・・RXH3が夫々接続されている
。更に、上記4つの2人力AND回路6aの各出力には
夫々4本のワード線(例えばWLQ・・・・・・・・・
WL3)が接続されている。即ち、第15図に示すよう
に、1個の4人力AND回路5aと4個の2人力AND
回路6aを1組とする回路が、上記4人力AND回路5
aの上記した夫々の入力の組合せで128個あり、それ
ら128個の回路が夫々4本のワード線(例えばWLO
・・・・・・・・・WL3)を持っているので、ワード
線の合計は512本となる。
次に、第15図における各ワード線(WLQ・・・・・
・・・・WL511)の選択は次のようにして行われる
。即ち、RF4・・・・・・・・・RF15は上述した
ようにアドレス(AO・・・・・・・・・A7)をブリ
デコードした信号で、RF4・・・・・・・・・RF7
の4つの信号のうち1つだけが“1゛レベルになり、同
様にRF8・・・・・・・・・RF1 1のうち1つ、
RF12・・・・・・・・・RFよりRXHO・・・・
・・・・・RXH3の4つの信号のうち1つだけが゜″
l”レベルとなるので、全部の組合せは128 X4=
512  (通り)となり、512本のワード線(WL
O・・・・・・・・・WL511)のうち1本だけを選
択できる. また、昇圧回路部4は、第16図に示すように、4つの
同様の回路ブロック4a(この内部回路については後述
する第12図において説明する。)によって横或されて
いて、各回路ブロック4aには、夫々上述したブリデコ
ードされた信号RFQ・・・・・・・・・RF3とRA
Sクロックジェネレータ1からの信号RL2 1とが夫
々入力され、それらの回路ブロック4aの各出力が夫々
RXHO・・・・・・・・・RL21は、実際にはその
RL21を遅延させて作られるイネーブル信号と呼ばれ
るものであって、RXHO・・・・・・・・・RXH3
の各信号を出力するタイミングを決めるための信号であ
る。そして、そのタイミングとしては、上記Xデコーダ
部5 (5a)の出力が決定した時点である。
次に、第12図において、ワード線駆動回路部6、昇圧
回路部4及びXデコーダ部5の夫々の内部回路の具体的
な一例を示して動作と共に説明する。但し、第12図で
は、説明容易のために各内部回路の主な構戒の一部をも
って説明する。
第12図に示すように、まず、Xデコーダ部5について
説明すると、4つのNチャネルMOS }ランジスタQ
2・・・・・・・・・Q5の夫々のドレインと夫々のソ
ースが接続されていて、そのうちのトランジスタQ5の
ソースは接地側V。に接続され、また、トランジスタQ
2のドレインはPチャネルMOSトランジスタQ1のド
レインに接続されている。更に、トランジスタQ1のソ
ースは電源側■。。
に接続されていて、トランジスタQ1のゲートにはブリ
チャージ信号PCが接続され、トランジスタQ2・・・
・・・・・・Q5の各ゲートには上述した信号人力RF
4・・・・・・・・・RF15、RA8及びRA8が夫
々接続されている(即ち、上記各トランジスタQ2・・
・・・・・・・Q5によって上述した4人力AND回路
5aが構戒されている。). また、PチャネルMOS}ランジスタQ1のドレイン(
又はNチャネルMOSトランジスタQ2のソース)は、
PチャネルMOSトランジスタQ6のドレインとPチャ
ネルMOSI−ランジスタQ7、NチャネルMOS }
ランジスタQ8及びQllの各ゲートに夫々接続されて
いて、トランジスタQ6のソース及びトランジスタQ7
のドレインが夫々電源側VIIOに接続されている。そ
して、トランジスタQ8のソースが接地側VSSに接続
されていて、トランジスタQ7及びQ8のドレイン同士
が接続され、更にそれらのドレインが、トランジスタQ
6のゲート及び後述するワード線駆動回路部6における
Nチャ不ルMOS}ランジスタQ9のドレインに夫々接
続されている。
なお、上述した第15図においては、説明の都合上、上
記各トランジスタQ6、Q7及びQ8による回路構成に
対応する部分は説明を省略してある。
次に、ワード線駆動回路部6について説明すると、2つ
のNチャネルMOSトランジスタQ10によって上述し
た2人力AND回路6aが構成されている。即ち、トラ
ンジスタQ10のソース及びトランジスタQ11のドレ
インが夫々接続され、トランジスタQ10のソースには
昇圧回路部4の出力RXHQ・・・・・・・・・RXH
3が接続されていて、トランジスタQ11のソースは接
地側VSSに接続されている。また、トランジスタQ9
のゲーl・は電源側■.に接続されていて、そのソース
はトランジスタQIOのゲートに接続されている。そし
て、トランジスタQIOのソース(又はトランジスタQ
llのドレイン)がワード線WLQ・・・・・・・・・
WL511に接続されている。なお、上記した各トラン
ジスタQ9及びQ10による回路構戊に対応する部分は
、第15図においては説明の都合上省略してある. また、第12図において上述した第16図における昇圧
回路部4の1つの回路ブロック4aについて説明すると
、2人力NAND回路7の人力には、クロックRL21
及びRFO・・・・・・・・・RF3が接続されていて
、その出力は、インバータ8を介してNチャネルMOS
I−ランジスタQ12のドレイン及び3つのインバータ
9(この例では3つのインバータで遅延回路を構成して
いる。)とコンデンサC1を夫々介してトランジスタQ
IOのドレインに夫々接続されている。そして、トラン
ジスタQ12のゲートは電源側V。aに、そのソースが
トランジスタQIOのドレインに夫々接続されている。
ここで、上述した昇圧回路部4における出力クロック信
号RXHQ・・・・・・・・・RXH3を作るには、ノ
ード0が“L”レベルになった状態でまず、ノード0を
NチャネルMOS}ランジスタQ12のしきい値電圧v
T分低い値vDD−vTまでチャージしてから各インバ
ータ9によって時間差をっけてコンデンサC1による容
量のカップリングで更にノード■を昇圧する。また、R
FQ・・・・・・・・・RF3及びRL21  (イネ
ーブル)は、ワード線駆動回路部6の後述するタイミン
グの制御と、上述した4本のワード線のうちの1つを選
ぶ(第15図における例えばWLQ・・・・・・・・・
WL3のうちの1本を選ぶ)デコーダの役目を持ってい
る。
次に、第12図における主な動作について具体的な電圧
レベルの一例を用いて説明すると、まず、ブリチャージ
状態では、PチャネルMOS}ランジスタQ1のゲート
に入力されているブリチャージ信号PCが“O”レベル
となっていて、部分デコードした行アドレス信号(上述
した第14図におけるRF4・・・・・・・・・RF1
5及びRA8、RA8)によって各NチャネルMOS}
ランジスタQ2・・・・・・・・・Q5の夫々のゲート
もすべて“0゛レベルとなっている。従って、トランジ
スタQ2・・・・・・・・・Q5はすべてオフ状態、ト
ランジスタQ1はオン状態にあるので、ノードOが5V
(VIIEI)につり上げられる. そして、PチャネルMOS}ランジスタQ6は、上記ノ
ード■の5vの状態をラッチし、ブリチャージ信号PC
がなくなってもノード■を5vに保つ(即ち、ブリチャ
ージ信号PCが“゜l゜゛レベルとなってトランジスタ
Q1がオフしても、トランジスタQ7及びQ8により構
威されたインバータの“0゜゜レベル出力によりトラン
ジスタQ6がオンするためJ−ド■の5vが保持される
。)。このとき、ノード[F]及び◎はOV(Vss)
になっていて、NチャネルMOS}ランジスタQllが
オンしているので各ワードI(WLO・・・・・・・・
・WL511)もOvにある. 次に、動作状態になると、部分デコードした行アドレス
信号(RF4・・・・・・・・−RIl5及びRA8、
RA8)によって各トランジスタQ2・・・・・・・・
・Q5は、夫々のゲートがすべて“1″レベルになるた
め、すべてオン状態になる.従って、ノード■がOvに
下がるため、上記した動作とは逆にノード[F]は5■
に充電され、更に、NチャネルMOS}ランジスタQ9
(このトランジスタQ9には、ゲ一トに電源電圧■.が
接続されているので、常にオン状態にある.)によりノ
ード0もそのトランジスタQ9のしきい値電圧v7 (
IV)分低下し、4vに充電される。ここで、ノードO
は、充電が終わるとトランジスタQ9がオフすることに
よってフローティング状態になる。
そして、ノード0が4Vに充電された状態でRXHQ・
・・・旧・・RXH3のうちの1つがovから5Vに上
がることによって、ノード0は、トランジスタQIOに
より、いわゆるセノレフフ゛一ト(自己昇圧〉されて8
vほとに充電される。ここで、上記セルフブート(自己
昇圧)の現象について説明すると、ノート′0が4vで
RXHQ・・・・・・・・・RXH3及び各ワード4m
(WLO・・・・・・・・・WL511)は0■のとき
、Q10のトランジスタはオン状態となり等価的にノー
ドOとRXHQ・・・・・・・・・RXH3及びワード
!1! (WL O=−・・旧・−WL 5 1 1 
)との間にコンデンサが接続されていると考えられ、ま
たそのコンデンサはトランジスタQIOがオンしたとき
のゲート容量である。ここで、RXHQ・・・山・・R
 X H 3のうちの1つがOVから5vに変化すると
上記コンデンサの容量(トランジスタQIOのゲート容
量)によってノード0は昇圧される。理想的には5■界
圧されるはずであるが、実際はノード0自体がもってい
る容量(ノード0の配線容量、トランジスタQ6の拡散
層の容量等)とのチャージシェア(電荷分配)で5■ま
では上がらず、ほぼ3〜4■くらいの電圧上昇になる。
従って、上述したように、ノード0が8Vほとに昇圧さ
れたことによりトランジスタQ10によってRXHO・
・・・・・・・・RXH3からの5■をワード線(例え
ばWLO)に伝える。そして、ダイナξックRAMにお
けるデータのりストア(再書き込み)のときにはワード
線昇圧回路部4によってRXHO・・・・・・・・・R
XH3を5vから8■に昇圧し、ノード0を12Vほど
に上げることによってさらにワード線(例えばWLO)
を8■までに充電することになる。なお、上述したよう
に、第14図のXデコーダ部5における1個のデコーダ
には4本のワード線(例えばWLQ・・・・・・・・・
WL3)がつなが.っているが、そのうちの1本(例え
ばWLQ)だけが最後にワード線駆動回路部4を通して
選ばれる(上述の第14図〜第16図参照).第13図
及び第14図において、上述した第14図におけるRA
S系の信号人力によって選択されたワード線へ昇圧回路
部4から高電圧出力Vp9(例えば8V)を出力するま
での主な動作について説明する。
まず、t1の時点でRASが“0”レベルとなることに
よってRASクロンクジエネレータ1において作られた
信号RL21がt2の時点で“″1“゜レベルとなって
アドレスバフファ2に入力される。
そして、その信号RL21によってL3の時点で行アド
レス人力AO・・・・・・・・・A8がアドレスバッフ
ァ2に取り込まれ、その時、同時にアドレスバッファ2
からの出力信号RAOSRAQ・・・・・・・・・RA
T、次いで、t4の時点でブリデコーダ3でブリデコー
ドされた信号RFQ・・・・・・・・・RF3は、昇圧
回時点で昇圧回路部4による出力信号RXHO・・・・
・・・・・R X H 3及び上記Xデコーダ部5に人
力された信号RF4・・・・・・・・・RF15、RA
8、RA8によって上述したようにして、選択されたワ
ード線(例えばWLQ)が、ワート′線駆動回路部6を
通してL6の時点で高電圧出力Vpp(例えば8V)を
得ている。
以上に説明したようなダイナミックRAMにおいては上
述したXデコーダ部5、ワード線駆動回路部6及び昇圧
回路部4によって駆動回路が構威されていて、その駆動
回路におけるワード線駆動回路部6では、上述した第1
2図において説明したように、NチャネルMOS }ラ
ンジスタQIOは、セルフブート動作させてR X H
 O・・・・・・・・・RXH3のレベル(電位)をワ
ード綿に伝えなければならないためにノード[F]とR
XHO・・・・・・・・・R X H3の信号を動作さ
せるタイミングをコントロールしなければならない。即
ち、ノード[F]が“O′”レベル(OV)になり、ノ
ード◎がトランジスタQ9のしきい値電圧Vi分低い■
。o  VT  (ほぼ4■)に達した後にRXHQ・
・・・・・・・・R X H 3が立ち上がるという関
係になるように信号をコントロールしなければならない
。なお、ここで、上述したセルフブート(自己昇圧)動
作におけるタイ逅ングコントロール(又はシーケンスの
制約)を行わなければならない理由について説明すると
、トランジスタQ9はノード[F]及びOが■。−Vア
より低い場合、即ち、V.D−V,>VF  (ノード
[F]の電圧)の時にRXHO・・・・・・・・・RX
H3によって所定の電圧(例えば5V)が入ってくると
、トランジスタQ9のゲート容量でのカップリングでノ
ード0を持ち上げようとしても、まだトランジスタQ9
にチャネルができているので、電荷はノード[F]に逃
げてしまうことになる。
従って、上述したように、ノード0の電圧を■。。−V
t  (ほぼ4V)にしてトランジスタQ9をピンチオ
フさせた後(即ち、電荷がノード◎から[F]へ逃げな
い状態)のタイミングでRXHQ・・・・・・・・・R
XH3の信号を立ち上げなければトランジスタQIOの
ゲート容量によるセルフプート動作を行うことはできな
いことになるのである.そして、上述した第13図及び
第14図で説明したように、RAS及びRL21の信号
によって取り込まれる行アドレス入力(AO・・・・・
・・・・A8)によってシーケンシャルにワード線駆動
回路部4からの出力信号RXHO・・・・・・・・・R
XH3のタイξングをコントロールしなければならない
ので、選択されたワード線(例えばWLQ)に高電圧出
力V,,(例えば8V)を出力するのに非常に時間がか
かつてしまうことになる.実際に、第17図に示すよう
に、行アドレス入力(AO・・・・・・・・・A8)が
取り込まれてからワード線(WLO・・・・・・・・・
WL511)が5Vになるまでの時間が約13nsもか
かってしまい(実際には、電源電圧Vllmのマージン
や温度マージン等を考慮するともっと時間が長くなると
考えられる.)、このことは、ダイナξツクRAM等に
おける高速動作の達戒にとって非常に不都合な問題点と
なる. ハ.発明の目的 本発明の目的は、例えばダイナくツクRAMにおけるワ
ード線等の出力線に短時間で所定の電圧による駆動信号
を出力できる駆動回路を提供することにある. 二.発明の構成 即ち、本発明は、入力信号を受けて作動信号を供給する
作動信号供給回路部と、前記作動信号を受けて出力線へ
駆動信号を出力する駆動信号出力回路部と、この駆動信
号出力回路部に前記駆動信号となる所定の電圧を供給す
る電圧供給回路部とを有し、前記駆動信号出力回路部の
前記電圧供給回路部側にバイポーラスイッチング素子が
設けられ、このバイポーラスイッチング素子が前記作動
信号によって動作して前記電圧供給回路部の前記所定の
電圧を前記駆動信号として前記出力線に出力させるよう
に構威した駆動回路に係るものである. ホ.実施例 以下、本発明の実施例を説明する。
第1図〜第7図は本発明を例えばIMダイナξックRA
Mに適用した例を示すものである.なお、上述の例と同
様の場合には同一符号を用いて説明を省略する場合があ
る. まず、第3図において、RASから各ワード線(例えば
WLO・・・・・・・・・WL511の合計512本)
までの構成の概略は上述した第14図の例と略同様であ
るが、異なる点は、プリデコーダ3からの出力信号RF
Q・・・・・・・・・RF3が夫々Xデコーダ部25に
接続されていて、更に、RASクロツクジェネレータ1
によって作られたRL2 1と異なる信号RL11が昇
圧回路部24に接続され、その出力信号RXHがワード
線駆動回路部26に夫々接続されていることである. ここで、第4図において、ワード線駆動回路部26とX
デコーダ部25の接続関係及びそれらのインバータ25
bで構威されていて、また、ワード線駆動回路部26は
2人力AND回路26aで構威されている。そして、上
記Xデコーダ部25におけるインバータ25bの出力が
ワード線駆動回路部26における2人力AND回路26
aの一方の入力に接続され、そのもう一方の入力には上
述した昇圧回路部24からの出力信号RXHが接続され
ていて、その2人力AND回路26aの出力が各ワード
I(WLO・・・・・・・・・WL511)に接続され
ている。
即ち、上記5人力AND回路25aにおける人力RFO
・・・・・・・・・RF3、RF4・・・・・・・・・
RF7、RF8・・・・・・・・・RIl1、RF12
・・・・・・・・・RF15、RA8及びRA8の夫々
の入力の組合せで4×4x 4 x 4 x 2 =5
12  (通り)となるように5人力AND回路25a
1インバータ25b及び2人力AND回路26aでtj
ITft.された回路が全部で512個からなっていて
、それら512個の上記回路が夫々1本のワード線を持
つように構威されている。
そして、動作としては、上述した例におけるXデコーダ
部5による各ワード線(WLO・・・・・・・・・WL
511)の選択動作と略同様のことが行われている。但
し、この例の場合には、後述するように第3図における
プリデコーダ3からの出力信号RFO・・・・・・・・
・RF15及びRA8、RA8によってのみで各ワード
線(WLQ・・・・・・・・・WL511)の選沢動作
を行えばよい構戒になっている.次に、第1図において
、ワード線駆動回路部26、昇圧回路部24及びXデコ
ーダ部25の夫々の内部回路の具体的な一例を示して動
作と共に説明する。
第1図に示すように、まず、Xデコーダ部25について
説明すると、上述の第12図の例と略同様の回路構戒に
なっている。即ち、PチャネルM○SトランジスタP1
及びP2は夫々第12図におけるPチャネルMOS}ラ
ンジスタQ1及びQ7に対応していて、NチャネルMO
S}ランジスタN2・・・・・・・・・N5及びN6は
夫々第12図におけるNチャネルMOSトランジスタQ
2・・・・・・・・・Q5及びQ8に対応している.ま
た、異なる点について述べると、PチャネルMOSトラ
ンジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN2との
間にNチャネルMOS}ランジスタN1が接続されてい
て、PチャネルMOSトランジスタP2の基板(後述す
るNウエル13)及びソースが夫々接続され、更にそれ
らが昇圧回路部24の出力信号RXHに夫々接続されて
いる。また、この例では第12図におけるPチャネルM
OSトランジスタQ6に対応するトランジスタは接続さ
れていない。
従って、上述したように、Xデコーダ部25においては
、トランジスタN1・・・・・・・・・N5によって第
4図に示した5人力AND回路25aが構成されていて
、トランジスタP2及びN6によって第4図に示したイ
ンバータ回路25bが構威されている. 次に、ワード線駆動回路部26について説明すると、第
12図の例に対応させて考えた場合、NチャネルMOS
トランジスタN7は、第12図におけるトランジスタQ
11に対応し、N I) NバイボーラトランジスタB
NIは、第12図におけるトランジスタQ10に対応し
ているが、この例では第12図におけるトランジスタQ
9に対応するものはない。そして、各素子の接続は、N
PNバイボーラトランジスタBNIのベースが、Pチャ
ネルMOSトランジスタP2及びNチャネルMOSトラ
ンジスタN6のドレインに夫々接続されていて、トラン
ジスタBN1のコレクタが、PチャネルMOS!−ラン
ジスタP2のソース及び昇圧回路部24による出力信号
RXHに夫々接続され、更に、トランジスタBNIの工
ξツタが、ワード線(WLI・・・・・・・・・WL5
11)及びNチャネルMOSトランジスタN7のドレイ
ンに夫々接続されている.従って、上述したように、ワ
ード線駆動回路部26においては、NPNバイボーラト
ランジスタBNIによって第4図に示した2人力AND
回路26aが構成されていて、そのNPNバイボーラト
ランジスタBNI及び接地側VSSに接続されたNチャ
ネルMOSトランジスタN7が基本的な回路構或となっ
ている。
次に、昇圧回路部24についてその最も基本的な回路構
戒を説明すると、上述した第3図におけるRASクロッ
クジェネレータ1によって作られた信号RLI 1が、
2つのインバータ10及び昇圧用コンデンサC2を夫々
介してダイオードD1のカソードに接続され、ダイオー
ドD1のアノードには電源電圧■DDが接続されていて
、そのカソードが出力信号RXHとして出力されている
。そして、動作としては、上述した第3図におけるRA
Sが″1″レベルのときには、RXHがVllVat 
(ダイオードD11段落ちのレベル:約■。,−0.7
 V程度)になっており、RASが立ち下がる(’O”
レベルになる)とRL11が゛1“レベルになり、昇圧
用コンデンサC2によって出力RXHはVPP (VD
D”” 5 V(7)トきほぼ8v)に昇圧される.な
お、RXHは、RLIIが” 1 ”レベルになってコ
ンデンサC2によって昇圧されるまでは常に■.。−■
。1のレベルにあって、“″01レベルになることはな
い。
ここで、上述した各回路構或による第1図における全体
の基本的な動作は、第12図の例と略同様であるが、異
なる点は、ノード■が゛O゜゜レヘルになればRXHの
レベルがPチャネルMOS}?ンジスタP2を通してそ
のままノード■に伝わるので、このとき、選択されたワ
ード線(例えばWLO)に昇圧回路部24の出力信号R
XHによりNPNバイボーラトランジスタBN1を通し
て所定の電圧(例えばトランジスタBN1のベース・工
旦ツク間の電圧をV■とするとVFP  Vat)を伝
えることができることである。
次に、第2図について上述した第3図におけるRAS系
の信号人力によって選択されたワード線へ昇圧回路部2
4から高電圧出力VFP  VIEを出力するまでの主
な動作について説明する。
まず、第2図においてa・・・・・・・・・fまでの時
点における主な動作は、上述した第13図で説明したL
1・・・・・・・・・t4の時点での各動作とほぼ同様
である(即ち、第13図におけるt1、t2、t3、L
4が夫々a,c,eS fに対応するタイミングである
.)が、異なる点は、bの時点において信号RLIIが
“1″レベル(VOO)になり、その後のd点で信号R
XHがVPP(例えば約8V)になっていることである
そして、g点で第1図に示すノード■が“O ++レベ
ル(Vss)になり、その後のh点でノード■がVPP
に昇圧され、更にその後すぐにi点で、選択されたワー
ド線(例えばWLQ)が、上述したように、信号RXH
によりNPNバイボーラトランジスタBNIを通して上
記したVFP  VIEに充電される. 以上に説明したように、本例による駆動回路は、Xデコ
ーダ部25と、このXデコーダ部25の出力信号を受け
て選択されたワード線へ駆動信号(例えばこの例ではV
PP  Vat)を出力するワード線駆動回路部26と
、このワード線駆動回路部26に上記駆動信号となる所
定の電圧(例えばVPF=8■)を供給する昇圧回路部
24とを有し、上記ワード線駆動回路部26の上記昇圧
回路部24側にNPNバイボーラトランジスタBN1が
設けられ、このNPNバイボーラトランジスタBNIが
上記Xデコーダ部25の出力信号によって動作して上記
昇圧回路部24の上記所定の電圧を上記駆動信号として
ワード線に出力させるように構威しているので、従来の
第12図に示す駆動回路のように、ワード線駆動回路部
6におけるような上述したセルフブート(自己昇圧)動
作を必要としない。
従って、上記セルフブート(自己昇圧)動作を行わせる
ための上述したタイミングのコントロールを必要としな
い(即ち、本例では、上述したように、信号RL11が
入った段階で昇圧回路部24の出力信号RXHによりN
PNバイポーラトランジスタBNIのベースを高電圧V
PPにしておくことができる.)ので、その結果として
、上述したように、Xデコーダ部25とワード線駆動回
路部26における動作のタイミングのコントロールが必
要なく、昇圧回路部24で信号RXHを作ることとXデ
コーダ部25を動作させる(このXデコーダ部25は、
上述したように、RAS (RL21)及び行アドレス
入力AO・・・・・・・・・A8によってシーケンシャ
ルにコントロールされている。)ことをパラレルに処理
できる(夫々の動作を別々に行なえる)ことになる。そ
の結果、上述したタイミングのコントロールに要する余
分な時間を短縮でき、選択されたワード!I(例えばW
LO)に所定の電圧を短時間で出力することができる。
そして、実際に、第5図に示すように、行アドレス人力
AO・・・・・・・・・A8が信号RL21によってア
ドレスバッファ2に取り込まれてから約5nsと非常に
短い時間で選択されたワード線(例えばWLO)が5v
まで立ち上がっていることがわかる。
従来例では、上述したように、選択されたワード線(例
えばWLO)が同じ5vになるのに約13nsも時間が
かかってしまう。
また、本例では、上述したように、ワード線駆動回路部
26の昇圧回路部24側に(この例ではワード線と昇圧
回路部24との間に)NPNバイボーラトランジスタB
NIを設けているので、そのNPNバイポーラトランジ
スタBNI自体の動作の高速性が、上述した利点にとっ
ては非常に好都合となっている. 更にまた、本例では、上述した第12図に示す従来の昇
圧回路部4のように、昇圧回路部24における出力信号
RXHのタイミングのコントロールを行うための余分な
回路構成を必要としないので、従来よりも回路構成を簡
略化できるという利点もある。
第6図において、第1図におけるNPNバイボーラトラ
ンジスタBNI及びPチャネルMOSトランジスタP2
等のデバイス構造の一例を示して説明する。
まず、NPNバイボーラトランジスタBNIについて説
明すると、P型シリコン基板11の一生面にN゛型埋め
込み層12を介してN一型拡散層(Nウエル)13が設
けられていて、このN一型拡散113内にP一型ベース
領域15が形成されている。そして、P一型ベース領域
15内には、P゛型ベース電極取り出し領域17及びN
゛型エミッタ領域18が夫々拡散形威されていて、上述
した各領域の存在する領域とは別の領域におけるN゛型
埋め込み層12上には、N゛型拡散領域41が設けられ
、更に、その上にN゛型コレクタ電極取り出し領域42
が拡散形威されている.従って、上述したNPN型の縦
形ハイボーラトランジスタBN1は、N゛型コレクタ電
極取り出し領域42とP一型ベース領域15とが、N一
型拡敗領域13、N゛型埋め込みN12及びN゛型拡l
!1領域41を夫々介して接続されることになる. なお、図中の14はフィールド酸化膜、16は酸化膜、
51はベース電極、52はエミッタ電極、53はコレク
タ電極である。
次に、PチャネルMOSトランジスタP2について説明
すると、上述したN一型拡散層13の表面には、P゛型
ドレイン領域31及びP゛型ソース領域32が所定のパ
ターンに形成されていて、これらの間には、ゲート酸化
′a33を介してゲート電極34が設けられてPチャネ
ルMOSI−ランジスタP2が構威されている。なお、
図中の54はドレイン電極、55はソース電極である。
なお、第7図は、第6図の平面図であって、第6図は第
7図にお1ナる夫々のVl−Vl線矢視断面図である。
即ち、上述したように、本例では、NPNバイボーラト
ランジスタBN1のコレクタ領域としてN゛型埋め込メ
對2及びN一型拡散層(Nウエル)13を用いていて、
更にその共通のN一型拡散層(Nウエル)13を用いて
、上述したPチャネルMOSトランジスタP2をいわゆ
るパイMOS技術(バイポーラ技術とMOS技術の組合
せ)を用いて形或できるので、従来の第12図に示すよ
うなMOSトランジスタのみの回路構戒よりもデバイス
の構造上、夫々の素子の占有面積を縮小でき、デバイス
の微細化にとって非常に有利となる。
第8図は本発明の他の例を示すものであって、基本的な
回路構成は第1図の例と略同様であるので、説明を省略
するが、異なる点は上述の第12図におけるPチャネル
MOSI−ランジスタQ6に対応するPチャネルMOS
}ランジスタP3をノード■とノード■との間に設けた
ことである。即ち、PチャネルMOS}ランジスタP3
のソースが電源電圧VOOに接続され、そのドレインが
PチャネルMOS }ランジスタP2及びNチャネルM
OS}ランジスタN6のゲートに夫々接続されていて、
更にそのトランジスタP3のゲートがPチ中ネルMOS
 }ランジスタP2及びNチャネルMOSトランジスタ
N6のドレインに夫々接続されている. 従って、上述したように、この例では上述の第12図の
例と同様にプリチャージ信号PCがなくなってもノード
■をVoo(例えば5V)に保っておくことができるた
め、回路の安定動作にとって好都合となる。
第9図は本発明の他の例を示すものであって、まず、上
述の第8図のPチャネルMOSトランジスタP3に代え
てNチャネルMOS}ランジスタN8を設けている。即
ち、そのゲートが電源電圧V0に接続されていて、その
ドレインがPチャネルMOSトランジスタP1のドレイ
ンに、また、ソースがノード■に夫々接続されている。
そして、トランジスタN8は、アイソレーション用とし
て用いられていて、その動作は、ソースの電圧がVII
D  V,になった時点でそのトランジスタN8はオフ
する。この時、ドレインとソースはアイソレーションさ
れ(フローティング状態)、■点の電圧を保持できる。
また、この例では、ノードのと昇圧回路部24における
2つのインバータ10の出力との間にコンデンサC3が
接続されている.即ち、非選択時において、信号RXH
がV,.+V.以上に昇圧され、ノード■が■ゎ。(実
際この例ではVDIIVT)の状態にあるとPチャネル
MOS}ランジスタP2がオンしてしまうことになるが
(このことは、選択されていないワード線に所定の電圧
が供給されることとなり、誤動作の原因となる。)、上
記したコンデンサC3を設けることによって、非選択時
において信号RLIIによりPチャネルMOSトランジ
スタP2のゲートを昇圧(■。,十v,以上)してその
トランジスタP2をオンさせないようにすることができ
る.なお、第9図に仮想線で示すように、上述した第8
図の例と同様のPチャネルMOS}ランジスタP3を設
けてももちろんよい。
従って、上記したように、この例では上述の例と同様の
利点があると共に回路動作の信頼性の向上にとっても非
常に有利となる。
第10図は本発明の他の実施例を示すものであって、基
本的な回路構戒は上述した例と略同様であるので説明を
省略するが、異なる点は、PチャネルMOS}ランジス
タP2のソースに昇圧回路部24からの出力信号RXH
を接続するのではなく、例えば別の昇圧回路部60等を
設けてその出力をトランジスタP2のソースに接続して
いることである。従って、この例においても上述の例と
同様の利点があると共に、この例の場合、通常の昇圧回
路部24とは別に設けた昇圧回路部60等によって、ト
ランジスタP2を通してトランジスタBNIを独立制御
できるので、回路動作のコントロールを適切に行なえる
第11図は本発明の更に他の例を示すものであって、上
述した例におけるNPNバイボーラトランジスタBNI
の代わりにPNPバイポーラトランジスタBP1を設け
ている。即ち、PNPバイボーラトランジスタBP1の
工ξツタが信号RXHに接続され、そのコレクタが、N
チャネルMOSトランジスタN7のドレイン及びワード
IIA(WLO・・・・・・・・・WL511)に夫々
接続されていて、トランジスタBPIのベースが、Pチ
ャネルMOSトランジスタP1のドレイン及びNチャネ
ルMOSトランジスタN7のゲートに夫々接続されてい
る。ここで、この例の場合には、ワード線駆動回路部2
6における回路ブロック26aにおいてPNPバイボー
ラトランジスタBPIを用いているので、動作的に上述
の例のようにXデコーダ部25における回路ブロック2
5b(インバータ回路)を設ける必要がないことになる
そして、第11図の例による回路動作としては、まず、
プリチャージ状態(Illち、PチャネルMOSトラン
ジスタP1のゲートに“0゛レベルが入力された状態)
では、電源電圧v0によりPチャネルMOSトランジス
タP1を通してPNPバイポーラトランジスタBPIの
ベース及びNチャネルMOSトランジスタN7のゲート
に夫々“1′゛レベルが入力されているので、トランジ
スタBP1はオフ状態、トランジスタN7はオン状態に
ある.従って、ワード線(WLO・・・・・・・・・W
L511)は“0″レベルとなっている.次に、動作状
態では、信号RFQ・・・・・・・・・RF15、RA
8、RA8の選択信号によって上述の例と同様にXデコ
ーダ部25における各トランジスタN1・・・・・・・
・・N5のゲートに“0″レベルが入力されているので
、PNPバイボーラトランジスタBP1のベース及びN
チャネルMOSトランジスタN7のゲートが夫々″0″
レベルにある。従って、この状態では、選択されたワー
ド線(例えばWLQ)に信号RXHによって所定の電圧
が供給されることになり、この例においても上述した例
と同様の利点がある。
以上、本発明を例示したが、上述した実施例は本発明の
技術的思想に基づいて更に変形が可能である。
例えば、上述した例ではバイポーラスイッチング素子と
して縦形のものを用いたが、横形のNPN(又はPNP
)バイポーラトランジスタを用いてもよく、その他にも
例えば抵抗等適宜の素子を設けてもよい.また、その他
、各素子の接続方式等も種々変形してよい。
また、Xデコーダ部25、ワード線駆動回路部26、昇
圧回路部24等の回路構成も上述したものに限られるこ
となく、適宜の回路構成や回路方式を採用できる。
なお、上述した例ではIMダイナミックRAMに適用し
た例について説明したが、その他、例えば2M等適宜の
ダイナミックRAMに適用できることは勿論のこと、ま
た、その他にも例えばスタティックRAM等種々のデバ
イスに適用可能である. へ.発明の作用効果 本発明は、上述したように、駆動信号出力回路部の電圧
供給回路部側にパイボーラスイ・冫チング素子が設けら
れ、このパイボーラスイ・冫チング素子が作動信号によ
って上記電圧供給回路部の電圧を駆動信号として出力線
に出力させるように構威しているので、上記駆動信号を
出力させうる状態に上記バイポーラスイッチング素子を
予め設定しておけ、従来のようにMOS}ランジスタを
駆動回路のスイッチング素子として用いた場合に必要な
タイミングのコントロール等を行う必要がない。
従って、そのタイミングのコントロール等に要スる時間
を短縮することができる。
また、上述したように、上記駆動信号出力回路部の上記
電圧供給回路部側にパイポーラスイッヂング素子が設け
られているので、そのバイポーラスイッチング素子自体
の動作の高速性等により上記時間の短縮を一層効果的に
行なえる。従って、上記出力線に短時間で所定の上記駆
動信号を出力できる駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第11図は本発明の実施例を示すものであって
、 第1図は本発明をダイナミックRAMに適用した例を示
す等価回路図、 第2図は第1図及び後述する第3図における主な動作を
示すタイミングチャート、 第3図は第1図の例を適用したダイナミックRAMの主
な構成を示す概略ブロック図、第4図は第1図における
実際のXデコーダ部25、ワード線駆動回路部26及び
昇圧回路部24の各接続関係を説明するための論理ゲー
トを用いた等価回路図、 第5図は第1図の例による実際の電圧一時間特性を示す
図、 第6図は第1図における主なデバイス構造を示す断面図
(後述する第7図における各Vl−Vl線断面図)、 第7図は第6図の平面図、 第8図は本発明の他の例を示す等価回路図、第9図は本
発明の他の例を示す等価回路図、第10図は本発明の他
の例を示す等価回路図、第11図は本発明の更に他の例
を示す等価回路図 である。 第12図〜第17図は従来例を示すものであって、 第12図は従来の駆動回路を示す等価回路図、第13図
は第12図及び後述する第14図における主な動作を示
すタイミングチャート図、第14図は第12図の例にお
ける駆動回路を適用したダイナミックRAMの主な構戒
を示す概略ブロック図、 第15図は第12図におけるXデコーダ部5、ワード線
駆動回路部6及び昇圧回路部4の各接続関係を説明する
ための論理ゲートを用いた等価回路図、 第16図は第12図における昇圧回路部4の回路構戒の
接続関係を示す概略ブロック図、第17図は第12図の
例による実際の電圧一時間特性を示す図 である。 なお、図面に示す符号において、 1・・・・・・・・・RASクロツクジエネレータ2・
・・・・・・・・アドレスバッファ3・・・・・・・・
・ブリデコーダ 4、24・・・・・・・・・昇圧回路部(電圧供給回路
部)5、25・・・・・・・・・Xデコーダ部(作動信
号供給回路部) 6、26・・・・・・・・・ワード線駆動回路部(駆動
信号出力回路部) N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、Q
2、Q3、Q4、Q5、Q8、Q9、Q10、Q11、
Q12 ・・・・・・・・・NチャネルMOS!−ランジスタP
1、P2、P3、Q1、Q6、Q7 ・・・・・・・・・PチャネルMOS}ランジスタBN
I・・・・・・・・・NPNバイボーラトランジスタB
P1・・・・・・・・・PNPバイボーラトランジスタ
AO、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A
8・・・・・・・・・アドレス入力WLQ・・・・・・
・・・WL511・・・・・・・・・ワード線RXH,
RXHO,RXH1、RXH2、RXH3・・・・・・
・・・所定の電圧出力信号VFF・・・・・・・・・高
電圧出力 VD1・・・・・・・・電源側 Vs!・・・・・・・・・接地側 である。 第17図 時間fns)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、入力信号を受けて作動信号を供給する作動信号供給
    回路部と、前記作動信号を受けて出力線へ駆動信号を出
    力する駆動信号出力回路部と、この駆動信号出力回路部
    に前記駆動信号となる所定の電圧を供給する電圧供給回
    路部とを有し、前記駆動信号出力回路部の前記電圧供給
    回路部側にバイポーラスイッチング素子が設けられ、こ
    のバイポーラスイッチング素子が前記作動信号によって
    動作して前記電圧供給回路部の前記所定の電圧を前記駆
    動信号として前記出力線に出力させるように構成した駆
    動回路。
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