JPH04318393A - 半導体記憶装置の基板電位発生回路 - Google Patents

半導体記憶装置の基板電位発生回路

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Publication number
JPH04318393A
JPH04318393A JP3115633A JP11563391A JPH04318393A JP H04318393 A JPH04318393 A JP H04318393A JP 3115633 A JP3115633 A JP 3115633A JP 11563391 A JP11563391 A JP 11563391A JP H04318393 A JPH04318393 A JP H04318393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
potential
vbb
substrate potential
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3115633A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiko Fukiage
貴彦 吹上
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH04318393A publication Critical patent/JPH04318393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置におけ
る基板電位発生回路に関し、特に、低消費電力で変動の
少ない基板電位を発生できるものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの普及が
著しく、中でもラップトップ型、さらにはノートブック
型コンピュータに対する需要が増大してきている。特に
ノートブック型コンピュータに用いられる記憶装置に関
しては大容量で、かつ電池保持が可能な低消費電力版が
要求されている。
【0003】このような記憶装置としては、通常ダイナ
ミック型半導体記憶装置(DRAM)及びスタティック
型半導体記憶装置(SRAM)が用いられる。このうち
DRAMは記憶素子部と半導体基板との間に形成される
P−N接合部分では、外部入力がアンダーシュート等の
順バイアスとなる電位が印加されると、電流が流れ、誤
動作を起こすおそれがある。このため、通常基板に逆バ
イアスを印加する必要があり、半導体基板がP型の場合
、逆バイアスとして負の基板電位(VBB)を基板に印
加するようにしている。
【0004】図3(a) は従来のこの種の基板電位発
生回路の構成を示すブロック図である。図において、1
はリングオシレータ、2は電位比較回路、3は基準電位
発生回路、4は切り替え回路、5,6は同一出力電圧の
主バイアス回路および副バイアス回路、7は外部クロッ
ク同期型バイアス回路、8は基板電位VBBである。
【0005】次に動作について説明する。図3(a) 
において、基準電位発生回路3の出力Vref と基板
電位VBBをリングオシレータ1の周期に応じて電位比
較回路2を用い、比較する。次いで、基準電位Vref
 (以下、Vref と呼ぶ)と基板電位VBB(以下
、VBBと呼ぶ)のレベルの差を切り替え回路4で検出
する。次いで、Vref とVBBの差が大きい場合、
バイアス能力の大きい主バイアス回路5を動作させるこ
とにより、VBBレベルを所望のレベルにする。またV
ref とVBBの差が小さい場合、バイアス能力の小
さい副バイアス回路6を動作させることにより、VBB
レベルを所望のレベルにする。なお、外部クロック同期
型バイアス回路7は/RAS等の外部クロックに応じて
動作し、VBBレベルを変動させる。
【0006】次にこの従来の基板電位発生回路のより詳
しい動作を、図3(a) の各ブロックの内部構成を示
す図3(b) を用いて説明する。図3(b) におい
て、1aは複数段のインバータ、1bはインバータ、2
aは差動増幅器、2b,2cは差動増幅器のオン,オフ
切り替え用のトランジスタ、2d,2eはトランスファ
ーゲート、2f,2gはトランジスタ、4a,4bはイ
ンバータ、7cはチャージポンプ回路、7eはインバー
タ、7dは/RAS等の外部クロック、Cは容量、Tr
1,Tr2はトランジスタである。
【0007】リングオシレータ1は複数段のインバータ
1aと1個のインバータ1bで構成されており、外部よ
り飛来した雑音等により自励発振し、SE,/SEの2
つのクロックを出力する。基準電位発生回路3はチャー
ジポンプ回路から構成されており、リングオシレータ1
のクロックを受けて基準電圧Vrefを発振する。電位
比較回路2は上記クロック/SE,SEが入力されるト
ランジスタ2b,2cにより差動増幅器2aがオン,オ
フ制御され、オンとなった状態で、トランジスタ2f,
2gおよびトランスファゲート2d,2eを介して入力
される電位差を増幅する。その増幅された電位差は切り
替え回路4のインバータ4a,4bにより反転され、そ
れぞれチャージポンプ回路からなる主バイアス回路5お
よび副バイアス回路6に入力される。ここで基準電圧V
ref が基板電圧VBBよりかなり低くその電位差が
大きい状態では、電位比較回路2はトランスファゲート
2d側に比し2e側の入力が大きくなるので、インバー
タ4bの出力はロウレベルとなり、副バイアス回路6は
作動しない。このとき逆にインバータ4a側の出力はハ
イレベルとなるので、駆動能力の大きい主バイアス回路
5が動作し、基板電圧VBBを下降させる。基板電圧V
BBが下降して基準電圧Vref を少しでも下回ると
、差動増幅器2aはトランスファゲート2e側に比し2
d側の入力が大きくなるので、インバータ4aの出力は
ロウレベルとなり、主バイアス回路5は作動しなくなり
、副バイアス回路6が動作を開始する。
【0008】なお、チャージポンプ回路の動作を基準電
位発生回路3を例にとって説明する。チャージポンプ回
路はノードaにクロックのハイレベルが加わると、容量
C結合でトランジスタTr1がオンし、トランジスタT
r2との接続ノードbがグランドレベルになる。トラン
ジスタTr2はノードbがVth以上でないので、この
時オンしていない。次にノードaにクロックのロウレベ
ルが加わると、容量C結合でノードbはVth−Vcc
レベルまで下降する。このときノードdの電位がノード
bの電位に比しVth以上になるので、トランジスタT
r2がオンし、ノードdは2Vth−Vccレベルにな
り、これが基準電圧Vref として出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の基板電位発生回
路は以上のように構成されているので、外部クロックの
回数が多くなると、VBBレベルが大きく変動し、特性
が悪化するため、クランプ回路を採用しなければならず
、またクランプ回路の採用により消費電力が増加するな
どの問題点があった。
【0010】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、クランプ回路を用いることな
く基板電位の変動を小さくできるとともに、より低消費
電力で基板電位を発生させることができるダイナミック
型の半導体記憶装置の基板電位発生回路を得ることを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置の基板電位発生回路は、基板電位発生回路におい
て、基準電位と基板電位とを比較し、外部クロック同期
型バイアス回路の動作を制御するようにしたものである
【0012】
【作用】この発明における半導体記憶装置の基板電位発
生回路は、基準電位と基板電位とを比較する比較回路に
より外部クロック同期型バイアス回路を制御するように
したので、基板電位の変動が小さく、また基板電位発生
回路の消費電力を低減することができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1(a) はこの発明の一実施例による半導体
記憶装置の基板電位発生回路を示すブロック図である。 図において、1はリングオシレータ、3は基準電位Vr
ef を発生する基準電位発生回路、8は基板電位VB
Bをもつ基板、2はこのVref とVBBを比較する
電位比較回路、4はこの電位比較回路2に接続され、バ
イアス回路を選択する切り替え回路、5はバイアス能力
の大きな主バイアス回路、6はバイアス能力の小さな副
バイアス回路、7は電位比較回路2の出力に応じて動作
,非動作する外部クロック同期型バイアス回路、8は基
板(電位はVBB)である。
【0014】図1(b) において、図1(a) の各
ブロックの内部構成を示す図である。図において、図3
(b) と同一符号は同一のものを示す。7aはインバ
ータ、7bはNAND回路である。
【0015】次に動作について説明する。図1(a),
(b) において、基準電位発生回路3の出力Vref
 と基板電位VBBをリングオシレータの周期に応じて
電位比較回路2を用いて比較する。この比較回路2にお
いて、Vref とVBBの差が大きい場合、外部クロ
ック同期型バイアス回路7は動作可能にし、さらに切り
替え回路4を通じてバイアス能力の大きい主バイアス回
路を動作させ、VBBとVrefの差を小さくする。ま
たVref とVBBの差が小さい場合、差動増幅器2
aはトランスファゲート2e側に比し2d側の入力が大
きくなるので、インバータ7aの出力がオフすることに
より、NAND回路7bは外部クロック7dがチャージ
ポンプ回路7cに供給されるのを停止するので、外部ク
ロック同期型バイアス回路7はその動作を停止する。ま
た、このとき、切り替え回路4を通じ、バイアス能力の
小さい副バイアス回路6を動作させる。
【0016】なお、上記実施例では電位比較回路2の出
力を外部クロック同期型バイアス回路7に接続したが、
図2(a),(b) に示すように主バイアス回路5に
接続された切替回路4の出力をバイアス回路7に接続す
るようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏する
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体記
憶装置の基板電位発生回路によれば、基準電位と基板電
位の比較回路が外部クロック同期型バイアス回路を制御
するように構成したので、基板電位の変動が小さくでき
、また低消費電力の基板電位発生回路が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体記憶装置の基
板電位発生回路を示すブロック図およびその内部構成を
示す図である。
【図2】この発明の他の実施例を示すブロック図および
その内部構成を示す図である。
【図3】従来の基板電位発生回路を示すブロック図およ
びその内部構成を示す図である。
【符号の説明】
1  リングオシレータ 2  電位比較回路 3  基準電位発生回路 4  切替回路 5  主バイアス回路 6  副バイアス回路 7  外部クロック同期型バイアス回路8  基板電位

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基準電位を発生する回路と、この基準
    電位と半導体記憶装置が搭載された基板の電位を比較す
    る電位比較回路と、この電位比較回路に接続され、上記
    基準電位と上記基板電位の差の大小に応じて切り替え駆
    動される、駆動能力の異なる複数のバイアス回路と、上
    記電位比較回路により上記基準電位と上記基板電位の差
    の大小に応じて駆動制御され、基板に対し基板電位を発
    生する外部クロック同期型バイアス回路とを備えたこと
    を特徴とする半導体記憶装置の基板電位発生回路。
JP3115633A 1991-04-17 1991-04-17 半導体記憶装置の基板電位発生回路 Pending JPH04318393A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299816B1 (ko) * 1993-07-23 2001-10-22 칼 하인쯔 호르닝어 전압발생회로
US6414881B1 (en) 2000-09-04 2002-07-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device capable of generating internal voltage effectively

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299816B1 (ko) * 1993-07-23 2001-10-22 칼 하인쯔 호르닝어 전압발생회로
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