JPH04318396A - 電源補強方法及び半導体装置 - Google Patents
電源補強方法及び半導体装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
半導体装置における電源補強技術に関し、例えば、スタ
ティックRAMなどの半導体記憶装置に適用して有効な
技術に関する。
される回路との間において、相互に信号レベルの不整合
の影響を受けることなく信号を増幅するために、種々の
入出力バッファ回路が設けられる。例えば、半導体記憶
装置の場合、アドレスバッファ回路、データ入出力バッ
ファ回路、及び制御信号などが供給されるその他の入力
バッファ回路が設けられている。斯る半導体記憶装置に
おいて、外部へ供給する出力データがハイレベルからロ
ーレベルに変化されるとき、データ出力端子に結合され
る外部データバス上の比較的高いレベルの信号電荷が当
該外部端子に内部でつながる出力バッファ回路を介して
斯る半導体記憶装置のグランドラインに供給されること
になる。そのようにしてグランドラインに流れる電流は
、出力データのビット数にほぼ比例して、言い換えるな
ら、ほぼ同時に出力レベルが反転される出力バッファ回
路の数に概ね比例して、著しく増大する。このように比
較的大きな電流がグランドラインに瞬間的に流れると、
回路の無視し得ないインダクタンス成分などによって逆
起電力を生じ、そのグランドラインに不所望な電位の上
昇を生ずる。
る不所望な電位の上昇は、そのグランドラインを共有す
る回路などにとってノイズとなり得る。また、直接グラ
ンドラインを共有していなくても、誘導若しくはクロス
トークによってノイズとされる場合がある。斯るグラン
ドラインにおける不所望な電位上昇が入力バッファ回路
に与える影響について検討すると、例えば、所定の入力
バッファ回路にハイレベルとみなされるべき信号が外部
から供給されているときに、出力データがハイレベルか
らローレベルに変化されて上記グランドラインの電位が
不所望に上昇されると、当該入力バッファ回路は、その
ときの電位変動がグランドラインからノイズとして入力
され、若しくは、その不所望な電位上昇によるバイアス
条件の変化により、当該入力信号がローレベルとみなさ
れてそれを受ける内部回路で誤動作を生ずる虞がある。
抗化したり、あるいは同一極性の電源ラインを複数形成
して機能ブロック毎に電源を分けたり、さらには高電位
側電源Vccラインと低電位側電源Vssラインとの間
にキャパシタを配置し、そのキャパシタによって電源ノ
イズを吸収するようにしていた。
いて記載された文献の例としたは、昭和59年11月3
0日に株式会社オーム社より発行された「LSIハンド
ブック」第135頁の記載がある。
について本発明者が検討したところ、半導体集積回路に
おいては電源ラインを太くするにも限度があるし、高電
位側電源Vccラインと低電位側電源Vssラインとの
間にキャパシタを配置する方法は、グランドレベル変動
による論理スレッショルドレベル変化を吸収することが
できず、十分なノイズ対策効果が期待できないことが見
いだされた。
複数形成される場合において簡単な方法により電源ノイ
ズを効果的に抑制し得る技術を提供することにある。
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
の電位レベル変動を抑えるため同一極性に係る複数の電
源ライン間を電気回路素子で橋絡するものである。さら
に具体的態様では、上記電気回路素子をダイオードや抵
抗、インダクタ、さらにはキャパシタとすることができ
る。
複数の電源ラインを備えて半導体装置が形成されるとき
、上記複数の電源ラインを橋絡するように当該ラインに
結合されることにより当該電源ラインの電位変動を抑え
る電気回路素子を設けるものである。
数の電源ラインを橋絡するように配置された電気回路素
子は、当該電気回路素子によって結合される電源ライン
のうちの一方の電位上昇を他方の電源ライン側に吸収さ
せることによって電位変動を抑制し、電源ノイズを低減
するように作用する。
るスタティックRAMが示される。同図に示されるスタ
ティックRAMは、特に制限されないが、公知の半導体
集積回路製造技術によってシリコン基板などの一つの半
導体基板に形成される。
型メモリセルをマトリクス配置したメモリセルアレイで
あり、メモリセルの選択端子はロウ方向毎にワード線に
結合され、メモリセルのデータ入出力端子はカラム方向
毎に相補データ線(相補ビット線とも称される)に結合
される。それぞれの相補データ線は、相補データ線に1
対1で結合された複数個のカラム選択スイッチを含むY
選択スイッチ回路9を介して相補コモンデータ線に共通
接続されている。
mのうちA0〜Anは、それに対応して配置されたアド
レスバッファ1−0〜1−nを介してXデコーダ4に伝
達され、アドレス信号An+1〜Amは、それに対応し
て配置されたアドレスバッファ1−n+1〜1−mを介
してYデコーダ8に伝達される。ワードドライバ5はX
デコーダ4のデコード出力に基づいて、入力アドレス信
号に対応するワード線を選択レベルに駆動する。所定の
ワード線が駆動されると、このワード線に結合されたメ
モリセルが選択される。またYデコーダ8は、これに供
給されるアドレス信号に対応するカラム選択スイッチを
オン動作させて、上記選択された相補コモンデータ線に
導通する。このとき相補コモンデータ線の電位は、デー
タ入出力回路10に含まれるセンスアンプ10Bで増幅
され、出力バッファ(D−OUT)10Cを介して外部
に出力可能とされる。また、外部からデータ入出力回路
10に書込みデータが与えられると、当該データ入出力
回路10に含まれる入力バッファ(D−IN)10Aが
その書込みデータに従って相補コモンデータ線を駆動し
、それにより、アドレス信号によって選択された相補デ
ータ線を介して所定のメモリセルにそのデータに応ずる
電荷情報が蓄積される。
出するアドレス変化検出回路(ATD回路とも称される
)11の検出結果が制御部7に伝達され、そして外部か
ら与えられる選択信号としてのチップセレクト信号CS
*(*は当該信号がロウアクティブであることを示す)
及びリードライト信号WE*がそれぞれCS*バッファ
2及びWE*バッファ3を介して当該制御部7に取込ま
れ、この制御部により各部の動作制御信号が生成される
ようになっている。
ラインは、特に制限されないが、図1に示されるように
、グランドラインとしての低電位側電源Vssラインが
、Vss1,Vss2,Vss3で示されるように3系
統に分けられる。この低電位側電源ラインの各系統は、
外部電源端子を共有してもよいし、また同端子を固別に
保有してもよい。尚、特に制限されないが、高電位側電
源Vccは、本実施例では1系統とされる。高電位側電
源Vccと低電位側電源Vss1には周辺回路21が結
合され、高電位側電源Vccと低電位側電源Vss2に
は出力ドライバ22が結合され、高電位側電源Vccと
低電位側電源Vss3には出力ドライバ23が結合され
る。上記周辺回路21には、図9に示されるセンスアン
プ10Bや、アドレスバッファ1−0乃至1−n、デコ
ーダ4,8、さらには出力バッファ10Cを除くその他
の周辺回路が含まれる。上記出力ドライバ22,23は
いずれも図9に示される出力バッファ10Cに含まれ、
それぞれ異なるタイミングで動作可能とされる。
源Vss2ラインとの間には、それらを橋絡するように
2つのダイオードD1,D2が配置される。ダイオード
D1,D2のカソードは低電位側電源Vss2ラインに
、アノードは低電位側電源Vss1ラインにそれぞれ結
合される。さらに低電位側電源Vss2ラインと低電位
側電源Vss3ラインとの間には、それらを橋絡するよ
うにダイオードD3が配置される。ダイオードD3のカ
ソードは低電位側電源Vss3ラインに、アノードは低
電位側電源Vss3にそれぞれ結合される。図1におい
て、ダイオードD1,D2,D3は、カソード側電位よ
りもアノード側電位が高い場合に、順方向電流すなわち
低電位側電源Vss1ラインから低電位側電源Vss2
ラインへの電流、低電位側電源Vss2ラインから低電
位側電源Vss3ラインへの電流の流れを許容すること
によって電源ラインの電位変動を抑えるための電気回路
素子とされる。
,23の非動作時にセンスアンプ10Bの動作が開始さ
れものとする。センスアンプ10Bの動作が開始される
と、、比較的大きな電流が低電位側電源Vss2ライン
に瞬間的に流れることによって、回路の無視し得ないイ
ンダクタンス成分などの存在により、その低電位側電源
Vss2ラインに不所望な電位上昇を生ずるが、そのと
きダイオードD1,D2を介して低電位側電源Vss1
ラインから低電位側電源Vss2ラインへ、さらにダイ
オードD3を介して低電位側電源Vss2ラインから低
電位側電源Vss3ラインへ電流が流れることにより、
低電位側電源Vss1ラインの電位上昇が抑制される。 つまりダイオードD1,D2,D3が存在しない場合に
は(補強なし)、図2において破線で示されるように低
電位側電源Vss1が上昇されるのに対して、ダイオー
ドD1,D2,D3を設けた場合には(補強あり)、実
線で示されるようにその電位上昇が抑えられる。そのよ
うな電源補強により、低電位側電源Vss2ラインや低
電位側電源Vss3ラインの電位が、電源補強なしの場
合に比して若干上昇されるが、出力ドライバ22,23
が非動作時であるため支障は無い。
るタイミングでは、当該出力ドライバ22の動作開始に
より、低電位側電源Vss2ラインの電位が上昇される
。この場合も、電源補強なしの場合には、図2において
破線で示されるように低電位側電源Vss2の電位が上
昇されるのに対して、ダイオードにより電源補強される
場合には、実線で示されるようにその電位上昇が抑えら
れる。また、そのような電源補強により低電位側電源V
ss3ラインの電位が、電源補強がなされない場合に比
して若干上昇されるが、出力ドライバ23が非動作時で
あるため支障は無い。さらにこのとき、ダイオードD2
,D3の方向性により、低電位側電源Vss1ラインは
、低電位側電源Vss2ラインの電位抑制に関与されな
いので、低電位側電源Vss2ラインの電位上昇に起因
して低電位側電源Vss1ラインの電位が上昇されるこ
とは無く、従って、そのとき既に確定されている、セン
スアンプ10Bの出力状態が影響を受けることは無い。 このように、ダイオードD1,D2,D3を設けること
によって、その方向性により低電位側電源Vss1ライ
ン,低電位側電源Vss2ライン,低電位側電源Vss
3ラインの順に、電源補強の優先順が設定され、その優
先順位に従って電源補強が行われることにより、低電位
側電源Vssの上昇が抑制され、グランドレベル上昇に
起因する電源ノイズが低減される。
る。
位側電源Vss2ラインとの間に、それらを橋絡するよ
うにダイオードD1,D2が配置され、低電位側電源V
ss2ラインと低電位側電源Vss3ラインとの間に、
それらを橋絡するようにダイオードD3が配置されるこ
とにより、低電位側電源Vss1ラインの電位上昇、及
び低電位側電源Vss2ラインの電位上昇が抑制され、
非常に簡単な回路構成であるにも拘らず、グランドレベ
ル上昇に起因する電源ノイズが低減される。
回路素子としてダイオードD1,D2,D3を適用する
ことにより、ダイオードの方向性により低電位側電源V
ss1ライン,低電位側電源Vss2ライン,低電位側
電源Vss3ラインの順に、電源補強の優先順が設定さ
れ、その優先順位に従って電源補強が行われるので、電
源ノイズに対して比較的強いものとそうでないものとに
ブロック分けし、また、各ブロックの動作タイミング等
を勘案して、それが結合される低電位側電源Vssライ
ンの選択、あるいはダイオードの接続方向を決定するこ
とによって、電源補強を効率よく行うことができる。
図9に示されるスタティックRAMの一部とされる。
Vccラインと低電位側電源Vss3ラインとに結合さ
れ、出力ドライバ22は、高電位側電源Vccラインと
低電位側電源Vss2ラインとに結合され、出力ドライ
バ23は、高電位側電源Vccラインと低電位側電源V
ss1ラインとに結合される。また、低電位側電源Vs
s1ラインと低電位側電源Vss2ラインとの間にはそ
れらを橋絡するように抵抗R1が接続され、同様に低電
位側電源Vss2ラインと低電位側電源Vss3ライン
との間にはそれらを橋絡するように抵抗R2が接続され
る。ここで抵抗R1,R2は、特に制限されないが、そ
れぞれ20Ω、100Ωとされ、共に電源ラインの電位
変動を抑えるための電気回路素子とされる。
流の方向性を有さないため、電源補強の優先順位の設定
はできない。しかしながら、図4に示されるように、低
電位側電源Vss2の変動を低電位側電源Vss1と低
電位側電源Vss3とで補強することができる。そして
その場合において、R1<R2の関係より、低電位側電
源Vss2は、低電位側電源Vss3との関係よりも低
電位側電源Vss2との関係が密とされ、主として、低
電位側電源Vss1によって補強される。
記実施例と同様に低電位側電源Vssの補強が可能とさ
れる。
図9に示されるスタティックRAMの一部とされる。
Vccラインと低電位側電源Vss2ラインとに結合さ
れ、出力ドライバ22は、高電位側電源Vccラインと
低電位側電源Vss3ラインとに結合され、出力ドライ
バ23は、高電位側電源Vccラインと低電位側電源V
ss1ラインとに結合される。また、低電位側電源Vs
s1ラインと低電位側電源Vss2ラインとの間にはそ
れらを橋絡するようにインダクタL1が接続され、同様
に低電位側電源Vss2ラインと低電位側電源Vss3
ラインとの間にはそれらを橋絡するようにインダクタL
2が接続される。ここでインダクタL1,L2は、共に
電源ラインの電位変動を抑えるための電気回路素子とさ
れる。
タは電流の方向性を有さないため、電源補強の優先順位
の設定はできない。また、インダクタの性質上、急激な
電位変化に対しては補強できない。しかしながら、図6
に示されるように、直流的な電位変化に対しての補強は
有効とされる。つまり、インダクタL1,L2の適用回
路は、低電位側電源Vssの急激な電位変化については
補強する必要は無いが、出力ドライバ22,23のIO
L(ローレベル時の出力電流)が大きいために低電位側
電源Vss1あるいはVss2が上昇され、それによっ
てVOL(ローレベル時の出力電圧)のレベルが不足す
る場合などのように直流的な電源補強が必要とされる場
合において有効とされる。
ても低電位側電源Vssの補強、特に直流的な電源補強
が可能とされる。
Vccラインと低電位側電源Vss2ラインとに結合さ
れ、出力ドライバ22,23は、高電位側電源Vccラ
インと低電位側電源Vss1ラインとに結合される。ま
た、低電位側電源Vss1ラインと低電位側電源Vss
2ラインとの間にはそれらを橋絡するように、インダク
タLとキャパシタCとの直列回路が接続される。このイ
ンダクタLとキャパシタCとの直列回路はバンドパスフ
ィルタとされ、それらの値によって決定される特定周波
数帯の電位変動を抑えるための電気回路素子とされる。 そしてこのインダクタLとキャパシタCとの直列回路に
対してNチャンネル型MOSFETQが並列接続されて
おり、このMOSFETQのオン・オフ制御によって上
記バンドパスフィルタの関与を制御することができる。 つまり、図8に示されるように、制御信号Vgがハイレ
ベルとされることによってMOSFETQがオンされた
場合には、低電位側電源Vss1ラインと低電位側電源
Vss2ラインとが短絡されることにより、インダクタ
LとキャパシタCとの直列回路は回路動作に関与されな
いが、それとは逆に制御信号Vgがローレベルとされる
ことによりMOSFETQがオフされている場合には、
インダクタLとキャパシタCとの直列回路はバンドパス
フィルタとして回路に関与され、低電位側電源Vss1
と低電位側電源Vss2との間の所定周波数帯の電位レ
ベル変動に対してそれを抑制するように作用する。
と低電位側電源Vss2ラインとの間にそれらを橋絡す
るようにインダクタLとキャパシタCとの直列回路を接
続した場合には、この直列回路が、特定の周波数帯の電
位変動成分を通過させ得るバンドパスフィルタ回路とさ
れるので、そのような特定周波数帯の電位変動に対する
電源補強が可能とされる。
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
ssの電源補強について述べたが、複数の高電位側電源
Vccライン間に電気回路素子を設けることにより、当
該高電位側電源Vccラインの電源補強も可能とされる
し、また電源は、内部昇圧若しくは降圧されたものであ
っても良い。さらに低電位側電源Vssを出力ドライバ
用と周辺回路用との2系統に分ける必要もなく、例えば
周辺回路内電源、出力ドライバ用電源をそれぞれ複数系
統に分けた場合においてそれらの電源補強を個別的に行
うようにしてもよい。また、上記ダイオード、抵抗、イ
ンダクタ、キャパシタなどの電気回路素子を適宜に組み
合わせることことも可能とされる。尚、電源補強のため
の電気回路素子を電源ラインの下(背面側)にレイアウ
トするようにすると、当該電気回路素子を設けたことに
よるチップ面積増大を阻止できる。
なされた発明をその背景となった利用分野であるスタテ
ィックRAMに適用した場合について説明したが、本発
明はそれに限定されるものではなく、ダイナミックRA
Mやその他の半導体記憶装置、またマイクロコンピュー
タ内蔵形のメモリ、アナログ/ディジタル混在LSI、
さらには、LSIやその他の電子部品を搭載するシステ
ムボードなど、半導体装置に広く適用することもでる。
条件に適用できる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
ンを橋絡するように配置された電気回路素子によって結
合された電源ラインのうちの一方の電位上昇が、他方の
電源ライン側に吸収されることによって電位変動が抑制
されるので、簡単な方法、簡単な構成であるにも拘らず
、電源ノイズを効果的に低減できる。
ックRAMの主要ブロックと低電位側電源Vssと電源
補強のための電気回路素子との関係が示される電気結線
図である。
タイミングと低電位側電源Vssとが示される波形図で
ある。
ックRAMの主要ブロックと低電位側電源Vssと電源
補強のための電気回路素子との関係が示される電気結線
図である。
タイミングと低電位側電源Vssとが示される波形図で
ある。
Mの主要ブロックと低電位側電源Vssと電源補強のた
めの電気回路素子との関係が示される電気結線図である
。
タイミングと低電位側電源Vssとが示される波形図で
ある。
Mの主要ブロックと低電位側電源Vssと電源補強のた
めの電気回路素子との関係が示される電気結線図である
。
タイミングと低電位側電源Vssとが示される波形図で
ある。
タティックRAMのブロック図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 同一極性に係る複数の電源ラインを電
気回路素子で橋絡することにより電源ラインの電位レベ
ルの変動を抑えるようにした電源補強方法。 - 【請求項2】 上記電気回路素子をダイオードとした
請求項1記載の電源補強方法。 - 【請求項3】 上記電気回路素子を抵抗とした請求項
1記載の電源補強方法。 - 【請求項4】 上記電気回路素子をインダクタとした
請求項1記載の電源補強方法。 - 【請求項5】 上記電気回路素子にキャパシタが含ま
れる請求項1記載の電源補強方法。 - 【請求項6】 同一極性に係る複数の電源ラインを備
える半導体装置において、上記複数の電源ラインを橋絡
するように当該ラインに結合されることにより当該電源
ラインの電位変動を抑えるための電気回路素子を含むこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11115291A JP3154508B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 電源補強方法及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11115291A JP3154508B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 電源補強方法及び半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04318396A true JPH04318396A (ja) | 1992-11-09 |
JP3154508B2 JP3154508B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=14553783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11115291A Expired - Fee Related JP3154508B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 電源補強方法及び半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3154508B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005049637A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Seiko Epson Corp | 駆動回路及びその保護方法、電気光学装置並びに電子機器 |
US7876302B2 (en) | 2004-07-26 | 2011-01-25 | Seiko Epson Corporation | Driving circuit for electro-optical panel and driving method thereof, electro-optical device, and electronic apparatus having electro-optical device |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP11115291A patent/JP3154508B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005049637A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Seiko Epson Corp | 駆動回路及びその保護方法、電気光学装置並びに電子機器 |
US7876302B2 (en) | 2004-07-26 | 2011-01-25 | Seiko Epson Corporation | Driving circuit for electro-optical panel and driving method thereof, electro-optical device, and electronic apparatus having electro-optical device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3154508B2 (ja) | 2001-04-09 |
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