JPH0349157B2 - - Google Patents

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JPH0349157B2
JPH0349157B2 JP59262202A JP26220284A JPH0349157B2 JP H0349157 B2 JPH0349157 B2 JP H0349157B2 JP 59262202 A JP59262202 A JP 59262202A JP 26220284 A JP26220284 A JP 26220284A JP H0349157 B2 JPH0349157 B2 JP H0349157B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
monitor
capacitor
transistor
transfer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59262202A
Other languages
English (en)
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JPS61139995A (ja
Inventor
Kazuhiro Sawada
Takayasu Sakurai
Tetsuya Iizuka
Mitsuo Isobe
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP59262202A priority Critical patent/JPS61139995A/ja
Priority to KR1019850005945A priority patent/KR910000384B1/ko
Publication of JPS61139995A publication Critical patent/JPS61139995A/ja
Publication of JPH0349157B2 publication Critical patent/JPH0349157B2/ja
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【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体記憶装置の例えばリフレツシ
ユ回路に用いられるリーク電流センス回路に関す
る。
〔発明の技術的背景〕
最近のダイナミツクメモリには、リフレツシユ
動作を自動的に行なうための自動リフレツシユ回
路を、メモリチツプ上に塔載することにより、使
い方、周辺回路の便宜を図つたものがある。自動
リフレツシユ回路としては、第3図に示すようリ
ング発振回路11、リフレツシユアドレスカウン
タ12により構成され、メモリが通常動作を行な
つていないときに自動的にリフレツシユアドレス
を発生し、リフレツシユ動作を行なう。しかし、
この自動リフレツシユ動作は、リーク電流を考慮
しているわけではないので、その消費電流が必要
以上に大きくなる。すなわち、リーク電流は、温
度の上昇とともに大きくなるので、全温度領域に
わたつて自動リフレツシユ動作を行なわせるため
には、リーク電流が最も大きくなつた場合を想定
して、リフレツシユ周期を短い期間で設定しなけ
ればならないからである。
このような事情に鑑みて、リフレツシユに要す
る消費電力を低減化するために、リフレツシユ動
作を必要最大の周期で自動的に行なうように制御
する完全自動リフレツシユ方式のMOS記憶装置
が特開昭59−56291号公報により提案されている。
この自動リフレツシユ方式は、リークモニタ回
路中のキヤパシタの保持電圧が、所定値以下にな
つたことを検出し、リフレツシユ動作の始動およ
び間欠的間隔を制御するものである。
〔背景技術の問題点〕
従来の自動リフレツシユ方式によると、リーク
モニタ回路を新たに設け、そのモニタ用のキヤパ
シタに電荷を充電し、そのリーク状態を監視する
のであるが、リークモニタ用のキヤパシタに対し
てどのように適切な電荷を充電するか具体的な対
策が図られていない。つまり、リークモニタ用の
キヤパシタ自体に充電される電荷が不適切なもの
であつた場合、リークモニタ用のキヤパシタ自身
のリーク電流時間は、メモリセルのリーク電流の
時間を正確にモニタしているとは言えなくなる。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情に対処すべくなされたも
ので、その目的とするところは、リフレツシユ動
作のくりかえし期間の間隔及びリフレツシユ動作
の開始に無駄がなく安全性が高く、モニタ精度が
高く、リフレツシユ周期の変化、温度の変化にも
強いリーク電流センス回路を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
この発明では、上記の目的を達成するために、
第1図に示すように、リークモニタ回路28、及
びこのリークモニタ回路28のモニタキヤパシタ
Cの保持電圧が所定値以下になつたことを検出す
るプリチヤージ・デイスチヤージ型インバータか
らなる回路(トランジスタQ5,E6,Q7)を
有し、特に、モニタキヤパシタCに充電を得るた
めに、リークモニタ回路28のノードN2に印加
される充電用のパルスを作るのに、トランジスタ
Q1,Q2,Q3、転送用キヤパシタC1,C2
による回路を設けるものである。これによつて、
充電用のパルスの電圧、幅を調整できるように
し、モニタキヤパシタCのモニタ電圧が精度よく
充電されるようにするものである。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例であり、制御回路
21からの出力があつたとき、発振器22は発振
動作を開始し、またリフレツシユアドレスカウン
タ23はクリアされる。発振器22の出力は、リ
フレツシユアドレスカウンタ23に入力されるか
ら、リフレツシユアドレスカウンタ23は、リフ
レツシユアドレスデータを発生するようになる。
このリフレツシユアドレスデータは、メモリセル
アレイのワード線を選択駆動するための行デコー
タに入力される。リフレツシユアドレスカウンタ
23のオーバーフロー出力は、タイミング調整回
路24に入力される。このときは、メモリセルア
レイのリフレツシユが終了したときである。オー
バーフロー出力がタイミング調整回路24に入力
すると、このタイミング調整回路24は、ロジツ
ク回路25を駆動し、第1,第2,第3のモニタ
回路駆動パルス,,を出力する。
モニタ部26は、トランジスタQ1〜Q7転送
用キヤパシタC1,C2を有する。トランジスタ
Q1の一方のノードは、電源端子27に接続さ
れ、他方のノードはトランジスタQ2の一方のノ
ードに接続されるとともに、キヤパシタC1を介
して接地電位側に接続される。トランジスタQ2
の他方のノードは、キヤパシタC1を介して接地
電位側に接続されるとともに、トランジスタQ3
の一方のノード及びトランジスタQ4のゲートに
接続される。トランジスタQ3の他方のノードは
接地電位側に接続される。トランスフアーゲート
トランジスタQ4、キヤパシタCは、リークモニ
タ回路28を構成しており、トランジスタQ4の
一方のノードは、電源端子27に接続され、他方
のノードはモニタキヤパシタCを介して接地電位
側に接続される。このリークモニタ回路28は、
メモリセルのトランスフアーゲートとメモリセル
に対応する。トランジスタQ5,Q6,Q7は、
プリチヤート・デイスチヤージ型インバータ29
を構成し、モニタキヤパシタCの電圧がリーク電
流のために変化し、所定の値となつたときに、制
御回路21にリフレツシユ開始信号を与える。
この発明の一実施例は上記の如く構成される。
次に第2図を参照して動作を説明する。トランジ
スタQ1,Q2,Q3のゲートには、制御信号
,,がそれぞれ印加される。第2図の時刻
t1までは、トランジスタQ1がオン、トランジ
スタQ2及びQ3がオフである。よつて、キヤパ
シタC1に電源からの充電がなされ、電荷C1、
VDDが蓄積され、ノードN1の電位はVDDになつ
ている。そして、時刻t1になると、トランジス
タQ1が制御信号によつてオフにされ、キヤパ
シタC1には、電源からの電荷が供給されなくな
る。次に、時刻t2〜t3では、制御信号によ
り、トランジスタQ3がオンされる。これによつ
て、ノードN2に蓄積されている電荷が取り除か
れ、ノードN2の電位が零にされる。その後、時
刻t4では、トランジスタQ2が制御信号によ
つてオンされ、これによつて、ノードN1からノ
ードN2に向つて電荷が移動される。よつて、ノ
ードN1の電位はVDDからC1/C1+C2VDDに下が り、ノードN2の電位は、0からC1/C1+C2 VDDに上がる。このノードN2の電位変化にとも
なつて、セルモニタキヤパシタ充電用のトランジ
スタQ4がオンする。
従つて、ノードNCの電位は、Nチヤンネルト
ランジスタQ4のしきい値電圧をVTNとすれば、
C1/C1+C2VDD−VTNとあらわされる。これによ つて、モニタキヤパシタCには、C・
(C1/C1+C2VDD−VTN)の電荷が、時刻t6ま でに蓄積されることになる。そして、時刻t6〜
t7において、トランジスタQ3が再び制御信号
によつてオンされ、ノードN2の電荷がデイス
チヤージされて電位0とされる。よつて、セルモ
ニタキヤパシタ充電用のトランジスタQ4はオフ
し、モニタキヤパシタCへの電荷は供給されなく
なる。この結果、ノードNCの電荷は、時刻t6
からリークが開始され、ノードNCの電位は下降
しはじめる。
次の時刻t8では、今までオフであつたトラン
ジスタQ1が再度オンされ、ノードN1の電位が
VDDとなり、電荷C1・VDDの蓄積が始まる。
次に時刻t9においては、ノードN4の電位
VDD−VTNと、ノードNCの電位の差電圧が、トラ
ンジスタQ6のしきい値をこえ、トランジスタQ
6がオンとなりリークセンス動作を行なつてい
る。なお、実際には、リークの時間は、これら制
御系の動作時間よりも長いのであるが、図面上
は、図示の便宜上短く示している。
ここで、この回路における重要な点は、時刻t
6〜t7におけるノードN2,NCの電位、ひい
ては、モニタキヤパシタCに蓄積される電荷量で
ある。即ち、トランジスタQ4は、通常のメモリ
セルにおけるトランスフアーゲートに対応するわ
けであり、通常のメモリセルではそのゲート電圧
としてVDD以上が用いられている。しかし本回路
によると、トランジスタQ4のゲートには、
C1/C1+C2・VDDのゲート電圧が印加される構 成となつている。例えば、VDD=5V、C1:C2
=9:1とすれば、1/9+1×5=4.5Vがセルモ ニタキヤパシタ充電用のトランジスタQ4のゲー
トに印加される。このため、ノードNCの電位は
C1/C1+C2・VDD−VTN、蓄積電荷は、C (C1/C1+C2・VDD−VTN)となり、通常のメモ リセルにおける電荷よりも小さくなる。
このことは、通常のメモリセルよりも、モニタ
キヤパシタCの電荷を小さくし、リークセンス時
刻が、メモリセルのリーク限界によるデータ破損
時刻よりも、確実に先行することを意味する。さ
らに、この回路は、キヤパシタC1,C2の適切
な選定によつて、モニタキヤパシタCに対する電
荷量を調整でき、安定性が高い(メモリセルのデ
ータ破損のない時点でのリフレシユ開始を得る)
モニタ回路である。さらにまた、リークセンス開
始の条件は、トランジスタQ6のしきい値をVTP
とすると、 (VDD−VTN)−(C1/C1+C2・VDD−VTN)= C2/C1+C2VDD>VTP である。このことは、Nチヤンネルトランジスタ
のしきい値変動には関係しないという利点があ
る。つまり、ノードN4の電位とノードNCの電
位との差がトランジスタQ6のしきい値VTPを越
えたときに、トランジスタQ6がオンし、プリチ
ヤージとなるのであるが、Nチヤンネルトランジ
スタQ5があることによつて、モニタキヤパシタ
Cの電荷に含まれていたしきい値成分VTNが相殺
される。よつて、このことも、リークセンス時刻
を所望の時刻t9に設定するのに有効である。な
お、トランジスタQ5のゲートには、制御信号
と同様な信号が加えられる。また、タイミング調
整回路24は、先の時刻t1〜T8を設定するも
ので、リフレツシユ対称となるメモリ、あるい
は、回路特性に応じて調整される。この場合、リ
フレツシユアドレスを作るための発振周波数、メ
モリの大きさに応じて、時間的に最初にリフレツ
シユされるメモリセルの内容が破損しないよう
に、モニタ開始時刻t6を定めることが好まし
く、このような場合も、本回路によると、融通性
があり有効である。
なお、本件出願の先願として出願人は、特願昭
59−172754号に出願したが、この件のリークモニ
タ回路にあつては、モニタキヤパシタ電圧の具体
的な入力回路については、示されておらず、した
がつて本発明のようなモニタ精度の向上について
の開示が不足である。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明のリーク電流センス回路に
よれば、自動リフレツシユ回路における、モニタ
キヤパシタのモニタ精度を向上し、リフレツシユ
動作の開始に無駄がなく信頼性が高く、しかも、
Nチヤンネルトランジスタのしきい値が変動した
場合にも、これが動作に影響しない安定した動作
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
2図は第1図の回路の各部信号波形図、第3図
は、自動リフレツシユ回路の構成説明図である。 22…発振器、23…リフレツシユアドレスカ
ウンタ、25…タイミング調整回路、26…モニ
タ回路、Q1〜Q7…トランジスタ、C1,C
2,C…キヤパシタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リフレツシユ動作を必要とするメモリセルの
    リークをモニタするために第1のトランスフアー
    ゲート及びモニタキヤパシタを用いて構成され、
    前記第1のトランスフアーゲートの制御端に充電
    用のパルスが印加されたときに前記モニタキヤパ
    シタが充電されるリークモニタ回路と、 前記リークモニタ回路に接続され、前記モニタ
    キヤパシタの保持電圧が所定値以下になつたこと
    を検出するプリチヤージ・デイスチヤージ型イン
    バータからなる回路と、 前記充電用のパルスを作るために、前記第1の
    トランスフアーゲートの制御端に接続され、少な
    くとも1組の第2のトランスフアーゲートと転送
    用キヤパシタからなる転送部と、前記転送用キヤ
    パシタの電荷を放電する第3のトランスフアーゲ
    ートを有し、前記第2のトランスフアーゲート及
    び第3のトランスフアーゲートの制御端に印加さ
    れる駆動パルスのタイミングにより、前記充電用
    のパルスの電圧および幅を調整できる回路とを具
    備したことを特徴とするリーク電流センス回路。 2 前記プリチヤージ・デイスチヤージ型インバ
    ータからなる回路において、前記モニタキヤパシ
    タに制御端を接続されたプリチヤージトランジス
    タと電源との間に、前記第1のトランスフアーゲ
    ートを構成するトランジスタと同種のN型MOS
    トランジスタを接続し、そのゲート電圧も電源電
    圧と等しく設定したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のリーク電流センス回路。
JP59262202A 1984-08-20 1984-12-12 リ−ク電流センス回路 Granted JPS61139995A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59262202A JPS61139995A (ja) 1984-12-12 1984-12-12 リ−ク電流センス回路
KR1019850005945A KR910000384B1 (ko) 1984-08-20 1985-08-17 반도체 기억장치

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JP59262202A JPS61139995A (ja) 1984-12-12 1984-12-12 リ−ク電流センス回路

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JPS61139995A JPS61139995A (ja) 1986-06-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6486236A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Nec Corp Single chip microcomputer
JPH07141865A (ja) * 1993-06-28 1995-06-02 Mitsubishi Electric Corp 発振回路および半導体記憶装置
JP3535963B2 (ja) * 1997-02-17 2004-06-07 シャープ株式会社 半導体記憶装置

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