JPH0442313A - 中間電位発生回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置 - Google Patents
中間電位発生回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置Info
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- JPH0442313A JPH0442313A JP2148475A JP14847590A JPH0442313A JP H0442313 A JPH0442313 A JP H0442313A JP 2148475 A JP2148475 A JP 2148475A JP 14847590 A JP14847590 A JP 14847590A JP H0442313 A JPH0442313 A JP H0442313A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、集積回路チップ内に構成される中間電位発生
回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置
に関する。
回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置
に関する。
(従来の技術)
集積回路チップ内部にはしばしば電源電位Vccと接地
電位VSSの中間電位を発生する回路が必要とされる。
電位VSSの中間電位を発生する回路が必要とされる。
例えばダイナミック型半導体記憶装置(DRAM)にお
いては、ビット線等を(1,/2)Vccにプリチャー
ジするためのプリチャージ電位発生回路等がある。
いては、ビット線等を(1,/2)Vccにプリチャー
ジするためのプリチャージ電位発生回路等がある。
このような中間電位発生回路として従来、第6図に示す
ものが提案されている。これは、充電用pチャネルMO
8)ランジスタQ1と放電用nチャネルMOSトランジ
スタQ2が電源電位VCCと接地電位788間に直列接
続されて、負荷に繋がる出力端子2を持つ出力回路1と
、これを制御する第1の差動増幅回路31.第2の差動
増幅回路32を有する。第1の差動増幅回路31および
第2の差動増幅回路32の各参照入力端子には、抵抗分
割による基準電位発生回路4からの第1の基準電位VR
EFIおよび第2の基準電位VREF2がそれぞれ入力
される。第]の基準電位VREr1は、所望の中間電位
例えば(1/2)Vccより低いある値に設定され、第
2の基準電位V REP2は中間電位より高いある値に
設定される。第1.第2の差動増幅回路31.32の電
流源トランジスタには、バイアス回路5により一定のバ
イアスか与えられている。
ものが提案されている。これは、充電用pチャネルMO
8)ランジスタQ1と放電用nチャネルMOSトランジ
スタQ2が電源電位VCCと接地電位788間に直列接
続されて、負荷に繋がる出力端子2を持つ出力回路1と
、これを制御する第1の差動増幅回路31.第2の差動
増幅回路32を有する。第1の差動増幅回路31および
第2の差動増幅回路32の各参照入力端子には、抵抗分
割による基準電位発生回路4からの第1の基準電位VR
EFIおよび第2の基準電位VREF2がそれぞれ入力
される。第]の基準電位VREr1は、所望の中間電位
例えば(1/2)Vccより低いある値に設定され、第
2の基準電位V REP2は中間電位より高いある値に
設定される。第1.第2の差動増幅回路31.32の電
流源トランジスタには、バイアス回路5により一定のバ
イアスか与えられている。
この中間電位発生回路の動作は次の通りである。
定常状態すなわち出力回路1の出力電位が第1の基準電
位VRRPIと第2の基準電位V RF、F2の間にあ
る状態では、出力回路1の二つのMOSトランジスタQ
l、Q2は共にオフである。出力電位が低下して第1の
基準電位Vゎ、1より低くなると、第1の差動増幅回路
31がこれを判定して出力回路1のpチャネルMOSト
ランジスタQ1をオン駆動する。これにより電源電位V
ccから負荷に充電が行われて、低下した出力電位が上
昇する。出力電位が上昇して第2の基準電位VゎF2を
越えると、第2の差動増幅回路32がこれを判定して出
力回路1のnチャネルMOSトランジスタQ2をオン]
2 駆動する。これにより負荷の放電が行なわれて、上昇し
た出力電位が低下する。こうしてこの中間電位発生回路
では、第1の基準電位VREFIと第2の基準電位VR
EF2の間を不感帯として、出力電位かその範囲を外れ
ると自動的にこれを補償するという動作が行なわれる。
位VRRPIと第2の基準電位V RF、F2の間にあ
る状態では、出力回路1の二つのMOSトランジスタQ
l、Q2は共にオフである。出力電位が低下して第1の
基準電位Vゎ、1より低くなると、第1の差動増幅回路
31がこれを判定して出力回路1のpチャネルMOSト
ランジスタQ1をオン駆動する。これにより電源電位V
ccから負荷に充電が行われて、低下した出力電位が上
昇する。出力電位が上昇して第2の基準電位VゎF2を
越えると、第2の差動増幅回路32がこれを判定して出
力回路1のnチャネルMOSトランジスタQ2をオン]
2 駆動する。これにより負荷の放電が行なわれて、上昇し
た出力電位が低下する。こうしてこの中間電位発生回路
では、第1の基準電位VREFIと第2の基準電位VR
EF2の間を不感帯として、出力電位かその範囲を外れ
ると自動的にこれを補償するという動作が行なわれる。
この中間電位発生回路は、差動増幅回路を利用している
ため大きい駆動能力を有し、また抵抗分割による基準電
位を利用しているために基準電位VllRFl+ V
RI’:F2はプロセスパラメータの変動の影響を受け
に<<、安定した電位が発生できるという利点を有する
。しかしながらこれを、例えば、16M或いは64Mビ
ットという次世代の大規模DRAMに適用する場合には
、まだ問題がある。
ため大きい駆動能力を有し、また抵抗分割による基準電
位を利用しているために基準電位VllRFl+ V
RI’:F2はプロセスパラメータの変動の影響を受け
に<<、安定した電位が発生できるという利点を有する
。しかしながらこれを、例えば、16M或いは64Mビ
ットという次世代の大規模DRAMに適用する場合には
、まだ問題がある。
高速応答性と低消費電力という要求を満たすことが難し
いからである。すなわち、第6図の構成から明らかなよ
うにこの中間電位発生回路は、第1゜第2の差動増幅回
路31.32、基準電位発生回路4およびバイアス回路
5の4か所に貫通電流が流れる。回路を構成する素子の
デイメンジョンを] 3 最適化することである程度消費電力を低減することは可
能である。しかし、差動増幅回路の貫通電流を小さく設
定すると、駆動能力が低下して十分な高速応答性が得ら
れなくなる。
いからである。すなわち、第6図の構成から明らかなよ
うにこの中間電位発生回路は、第1゜第2の差動増幅回
路31.32、基準電位発生回路4およびバイアス回路
5の4か所に貫通電流が流れる。回路を構成する素子の
デイメンジョンを] 3 最適化することである程度消費電力を低減することは可
能である。しかし、差動増幅回路の貫通電流を小さく設
定すると、駆動能力が低下して十分な高速応答性が得ら
れなくなる。
(発明が解決しようとする課題)
以上のように従来提案されている差動増幅回路を用いた
中間電位発生回路は、低消費電力と高速応答性という条
件を十分に満たすことができない、という問題があった
。
中間電位発生回路は、低消費電力と高速応答性という条
件を十分に満たすことができない、という問題があった
。
本発明の目的は、動作状態に応じて貫通電流を制御して
全体として消費電力低減を図り、高速性能を実現した中
間電位発生回路を提供することにある。
全体として消費電力低減を図り、高速性能を実現した中
間電位発生回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、貫通電流は一定の低レベルに保っ
た状態でかつ高速性能を実現した中間電位発生回路を提
供することにある。
た状態でかつ高速性能を実現した中間電位発生回路を提
供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上述のような中間電位発生
回路をプリチャージ電位発生回路として用いたDRAM
を提供することにある。
回路をプリチャージ電位発生回路として用いたDRAM
を提供することにある。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明に係る中間電位発生回路は、
電源電位と接地電位間に直列接続された、定常状態でオ
フである充電用トランジスタおよび放電用トランジスタ
を有し、これらトランジスタの共通接続端子を中間電位
を出力する出力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第1の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記充電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第1の基準電位より低くなったときに前記充電用トラン
ジスタをオン駆動する第1の差動増幅回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第2の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記放電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第2の基準電位より高くなったときに前記放電用MO3
+−ランジスタをオン駆動する第2の差動増幅回路と、
前記出力回路の出力端子に得られる中間電位の変動に応
じて前記第1および第2の差動増幅回路の電流源回路を
制御して、前記第1および第2の差動増幅回路の貫通電
流を制御する手段と、を有することを特徴とする。
フである充電用トランジスタおよび放電用トランジスタ
を有し、これらトランジスタの共通接続端子を中間電位
を出力する出力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第1の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記充電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第1の基準電位より低くなったときに前記充電用トラン
ジスタをオン駆動する第1の差動増幅回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第2の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記放電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第2の基準電位より高くなったときに前記放電用MO3
+−ランジスタをオン駆動する第2の差動増幅回路と、
前記出力回路の出力端子に得られる中間電位の変動に応
じて前記第1および第2の差動増幅回路の電流源回路を
制御して、前記第1および第2の差動増幅回路の貫通電
流を制御する手段と、を有することを特徴とする。
本発明にかかる中間電位発生回路はまた、電源電位と接
地電位間に直列接続された、定常状態でオフである充電
用トランジスタおよび放電用トランジスタを有し、これ
らトランジスタの共通接続端子を中間電位を出力する出
力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第1の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記充電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記充電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位か前記第1の基準電位より低く
なったときに前記充電用トランジスタをオン駆動する第
1の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第2の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記放電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記放電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位が前記第2の基準電位より高く
なったときに前記放電用トランジスタをオン駆動する第
2の差動増幅回路と、 を有することを特徴とする。
地電位間に直列接続された、定常状態でオフである充電
用トランジスタおよび放電用トランジスタを有し、これ
らトランジスタの共通接続端子を中間電位を出力する出
力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第1の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記充電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記充電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位か前記第1の基準電位より低く
なったときに前記充電用トランジスタをオン駆動する第
1の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第2の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記放電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記放電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位が前記第2の基準電位より高く
なったときに前記放電用トランジスタをオン駆動する第
2の差動増幅回路と、 を有することを特徴とする。
本発明にかかるDRAMは、複数のワード線と複数のビ
ット線対が交差配列され、それらの交差位置にダイナミ
ック型メモリセ、ルが配置されたメモリセルアレイと、
前記各ビット線対をプリチャージ期間に互いに等しい中
間電位にプリチャージするためのプリチャージ電位発生
回路とを有し、そのプリチャージ電位発生回路として上
述のような中間電位発生回路を用いたことを特徴とする
。
ット線対が交差配列され、それらの交差位置にダイナミ
ック型メモリセ、ルが配置されたメモリセルアレイと、
前記各ビット線対をプリチャージ期間に互いに等しい中
間電位にプリチャージするためのプリチャージ電位発生
回路とを有し、そのプリチャージ電位発生回路として上
述のような中間電位発生回路を用いたことを特徴とする
。
(作 用)
本発明による中間電位発生回路は、出力される中間電位
の状態に応じて出力回路を制御する差動増幅回路の貫通
電流が制御される。すなわち中間電位が不感帯内(定常
状態)にあるときは、差動増幅回路の貫通電流を小さく
保ち、不感帯を出る直前には貫通電流を増大させるとい
う制御が行われる。したがって、出力される中間電位が
変動したときには、貫通電流を大きくしだ差動増幅回路
により出力回路が制御されるから、その変動補償が高速
に行われる。一方定常状態では差動増幅回路の貫通電流
が小さく保たれることから、全体としての消費電力は小
さいレベルに保たれる。
の状態に応じて出力回路を制御する差動増幅回路の貫通
電流が制御される。すなわち中間電位が不感帯内(定常
状態)にあるときは、差動増幅回路の貫通電流を小さく
保ち、不感帯を出る直前には貫通電流を増大させるとい
う制御が行われる。したがって、出力される中間電位が
変動したときには、貫通電流を大きくしだ差動増幅回路
により出力回路が制御されるから、その変動補償が高速
に行われる。一方定常状態では差動増幅回路の貫通電流
が小さく保たれることから、全体としての消費電力は小
さいレベルに保たれる。
本発明によるrir間電位発生回路はまた、出力回路を
制御する差動増幅回路内に、出力回路を構成するMo8
)ランジスタを定常状態でそのしきい値近傍のオフ状態
に保つレベルシフト手段を内蔵する。これにより、差動
増幅回路の貫通電流を小さいレベルに設定したままの状
態でも、出力される中間電位の変動が生じたときの出力
回路の駆動が高速に行われ、変動補償の高速応答性が実
現される。
制御する差動増幅回路内に、出力回路を構成するMo8
)ランジスタを定常状態でそのしきい値近傍のオフ状態
に保つレベルシフト手段を内蔵する。これにより、差動
増幅回路の貫通電流を小さいレベルに設定したままの状
態でも、出力される中間電位の変動が生じたときの出力
回路の駆動が高速に行われ、変動補償の高速応答性が実
現される。
さらに本発明によるDRAMは、上述のような中間電位
発生回路をビット線等のプリチャージ電位発生回路とし
て用いることによって、高速性能と低消費電力特性が得
られる。
発生回路をビット線等のプリチャージ電位発生回路とし
て用いることによって、高速性能と低消費電力特性が得
られる。
(実施例)
以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は一実施例の中間電位発生回路の構成を示す。こ
の中間電位発生回路は、中間電位として例えば(1/2
)Vccを出力するための出力回路]、この出力回路1
の出力電位が帰還入力されて出力回路1を制御する信号
を川す第1.第2の差動増幅回路3]、、32、同じく
出力回路]の出力電位が帰還入力されて、第1.第2の
差動増幅回路31..32の電流源回路6,7を出力電
位に応じてそれぞれ制御するための第3.第4の差動増
幅回路33.34、これらの差動増幅回路3j〜34の
参照入力としてそれぞれ必要な基準電位を発生する基準
電位発生回路4、第1.第2の差動増幅回路31.32
の電流源回路6,7に、定常状態で一定電流が流れるよ
うにバイアスを与えるバイアス回路5等により構成され
る。
の中間電位発生回路は、中間電位として例えば(1/2
)Vccを出力するための出力回路]、この出力回路1
の出力電位が帰還入力されて出力回路1を制御する信号
を川す第1.第2の差動増幅回路3]、、32、同じく
出力回路]の出力電位が帰還入力されて、第1.第2の
差動増幅回路31..32の電流源回路6,7を出力電
位に応じてそれぞれ制御するための第3.第4の差動増
幅回路33.34、これらの差動増幅回路3j〜34の
参照入力としてそれぞれ必要な基準電位を発生する基準
電位発生回路4、第1.第2の差動増幅回路31.32
の電流源回路6,7に、定常状態で一定電流が流れるよ
うにバイアスを与えるバイアス回路5等により構成され
る。
出力回路1は、電源電位Vccと接地電位Vcc間に直
列接続された充電用のpチャネルMO8I−ランジスタ
Q1と放電用のnチャネルMOSトランジスタQ2によ
り構成されている。これらのMOSトランジスタQl、
Q2の接続点か出力端子2となる。基準電位発生回路4
は、電源電位Vccと接地電位Vcc間に4個の抵抗R
1〜R4が直列接続されて構成されている。接地端子に
最も近いノードN1には、(1/2)Vccより低い第
1の基準電位Vやrlが得られ、電源端子に最も近いノ
ードN2には(]/2)Vccより高い第2の基準電位
V ll[!P2が得られる。接地側の2番目のノード
N3には、(1/2)Vccより低く、かつ第1の基準
電位よりは高い第3の基準電位V RBP3が得られ、
電源側の2番目のノードN4には、(1/2)Vccよ
り高く、かつ第2の基準電位Vゎ、2よりは低い第4の
基準電位VREP4が得られる。
列接続された充電用のpチャネルMO8I−ランジスタ
Q1と放電用のnチャネルMOSトランジスタQ2によ
り構成されている。これらのMOSトランジスタQl、
Q2の接続点か出力端子2となる。基準電位発生回路4
は、電源電位Vccと接地電位Vcc間に4個の抵抗R
1〜R4が直列接続されて構成されている。接地端子に
最も近いノードN1には、(1/2)Vccより低い第
1の基準電位Vやrlが得られ、電源端子に最も近いノ
ードN2には(]/2)Vccより高い第2の基準電位
V ll[!P2が得られる。接地側の2番目のノード
N3には、(1/2)Vccより低く、かつ第1の基準
電位よりは高い第3の基準電位V RBP3が得られ、
電源側の2番目のノードN4には、(1/2)Vccよ
り高く、かつ第2の基準電位Vゎ、2よりは低い第4の
基準電位VREP4が得られる。
第1の差動増幅回路31は、nチャネルMOSトランジ
スタQ It、 Q 12を差動トランジスタとし、
pチャネルMOSトランジスタQ13.Q14によりカ
レントミラー回路が構成されたカレントミラー型CMO
5差動増幅回路である。この第1の差動増幅回路31の
電流源回路6は、差動トランジスタQ11. Q12の
共通ソースと接地端子間に並列接続された2個のnチャ
ネルMOSトランジスタQ15. Q113により構
成されている。この差動増幅回路31の参照入力端子す
なわちMo8)ランジスタQllのゲートには基準電位
発生回路4からの第1の基準電位VliEFlが入力さ
れ、信号入力端子すなわちMo8+−ランジスタQl−
2のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還されて入
力されている。第1の差動増幅回路31の出力端子は出
力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ1のゲトに
接続されている。第2の差動増幅回路32は、pチャネ
ルMO8)ランジスタQ23. Q24を差動トランジ
スタとし、nチャネルMOSトランジスタQ21.Q2
2によりカレントミラー回路が構成されたカレントミラ
ー型CMO5差動増幅回路である。この第2の差動増幅
回路32の電流源回路7は、差動トランジスタQ28.
Q24の共通ソースと電源端子間に並列接続された2
個のpチャネルMO8)ランジスタQ25. Q10
により構成されている。この差動増幅回路32の参照入
力端子すなわちMo3)ランジスタQ21のゲートには
基準電位発生回路4からの第2の基準電位VREF2が
入力され、信号入力端子すなわちMo3)ランジスタQ
22のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還されて
入力されている。この第2の差動増幅回路32の出力端
子は出力回路1のnチャネルMO8トランジスタQ2の
ゲートに接続されている。
スタQ It、 Q 12を差動トランジスタとし、
pチャネルMOSトランジスタQ13.Q14によりカ
レントミラー回路が構成されたカレントミラー型CMO
5差動増幅回路である。この第1の差動増幅回路31の
電流源回路6は、差動トランジスタQ11. Q12の
共通ソースと接地端子間に並列接続された2個のnチャ
ネルMOSトランジスタQ15. Q113により構
成されている。この差動増幅回路31の参照入力端子す
なわちMo8)ランジスタQllのゲートには基準電位
発生回路4からの第1の基準電位VliEFlが入力さ
れ、信号入力端子すなわちMo8+−ランジスタQl−
2のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還されて入
力されている。第1の差動増幅回路31の出力端子は出
力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ1のゲトに
接続されている。第2の差動増幅回路32は、pチャネ
ルMO8)ランジスタQ23. Q24を差動トランジ
スタとし、nチャネルMOSトランジスタQ21.Q2
2によりカレントミラー回路が構成されたカレントミラ
ー型CMO5差動増幅回路である。この第2の差動増幅
回路32の電流源回路7は、差動トランジスタQ28.
Q24の共通ソースと電源端子間に並列接続された2
個のpチャネルMO8)ランジスタQ25. Q10
により構成されている。この差動増幅回路32の参照入
力端子すなわちMo3)ランジスタQ21のゲートには
基準電位発生回路4からの第2の基準電位VREF2が
入力され、信号入力端子すなわちMo3)ランジスタQ
22のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還されて
入力されている。この第2の差動増幅回路32の出力端
子は出力回路1のnチャネルMO8トランジスタQ2の
ゲートに接続されている。
これら第1 第2の差動増幅回路31.32の各電流源
回路6.7を構成する一方のMOSトランジスタQ1.
5. Q25は、それぞれ第1.第2の差動増幅回路
31.32の定常状態での貫通電流を設定するためのも
のであって、バイアス回路5により一定のバイアスが与
えられている。ここでバイアス回路5は、ダイオード接
続されたpチャネルMO8+−ランジスタQ5]とnチ
ャネルMOSトランジスタQ52とが間に電流制限抵抗
RBを挟んで電源電位vecと接地電位VS2間に直列
接続されて構成されている。そして、電源電位Vccか
らMOSトランジスタQ51のしきい値の絶対値分低下
した電位が、第2の差動増幅回路32の一つの電流源M
O5)ランジスタQ25のバイアスとして与えられてい
る。また接地電位からMOSトランジスタQ51のしき
い値分高い電位が第1の差動増幅回路31の一つの電流
源MOSトランジスタQI5のゲートにバイアスとして
与えられている。
回路6.7を構成する一方のMOSトランジスタQ1.
5. Q25は、それぞれ第1.第2の差動増幅回路
31.32の定常状態での貫通電流を設定するためのも
のであって、バイアス回路5により一定のバイアスが与
えられている。ここでバイアス回路5は、ダイオード接
続されたpチャネルMO8+−ランジスタQ5]とnチ
ャネルMOSトランジスタQ52とが間に電流制限抵抗
RBを挟んで電源電位vecと接地電位VS2間に直列
接続されて構成されている。そして、電源電位Vccか
らMOSトランジスタQ51のしきい値の絶対値分低下
した電位が、第2の差動増幅回路32の一つの電流源M
O5)ランジスタQ25のバイアスとして与えられてい
る。また接地電位からMOSトランジスタQ51のしき
い値分高い電位が第1の差動増幅回路31の一つの電流
源MOSトランジスタQI5のゲートにバイアスとして
与えられている。
第1.第2の差動増幅回路31.32の各電流源回路6
,7を構成する他方のMO8+−ランジスタQ 1B、
Q 2[iは、出力回路1の出力電位が変動してこれ
を補償する際に第1.第2の差動増幅回路31、.32
の貫通電流を増大させるためのものであって、それぞれ
第3.第4の差動増幅回路33゜34により制御される
ようになっている。第3の差動増幅回路33は、差動回
路を構成するpチャネルMOSトランジスタQ31.
Q32と、カレントミラー回路を構成するnチャネルM
O8)ランジスタQ 33. Q 34、および電流
源用のpチャネルMOSトランジスタQ35により構成
されたカレントミラー型CMO8差動増幅回路である。
,7を構成する他方のMO8+−ランジスタQ 1B、
Q 2[iは、出力回路1の出力電位が変動してこれ
を補償する際に第1.第2の差動増幅回路31、.32
の貫通電流を増大させるためのものであって、それぞれ
第3.第4の差動増幅回路33゜34により制御される
ようになっている。第3の差動増幅回路33は、差動回
路を構成するpチャネルMOSトランジスタQ31.
Q32と、カレントミラー回路を構成するnチャネルM
O8)ランジスタQ 33. Q 34、および電流
源用のpチャネルMOSトランジスタQ35により構成
されたカレントミラー型CMO8差動増幅回路である。
その参照入力端子すなわちMOSトランジスタQ3]の
ゲートには、基準電位発生回路4からの第3の基準電位
VREP3が入力され、信号入力端子すなわちMOSト
ランジスタQ32のゲートには出力回路1の出力端子2
か帰還入力されている。電流源MOSトランジスタQ3
5のゲートにはバイアス回路5の高電位側の一定バイア
スが与えられている。
ゲートには、基準電位発生回路4からの第3の基準電位
VREP3が入力され、信号入力端子すなわちMOSト
ランジスタQ32のゲートには出力回路1の出力端子2
か帰還入力されている。電流源MOSトランジスタQ3
5のゲートにはバイアス回路5の高電位側の一定バイア
スが与えられている。
この第3の差動増幅回路38の出力端子が、第1の差動
増幅回路31の電流源回路6の他方のMO3I−ランジ
スタQIGのゲートに接続されている。第4の差動増幅
回路34は、差動回路を構成するnチャネルMOSトラ
ンジスタQ 41. Q 42と、カレントミラー回
゛路を構成するpチャネルMOSトランジスタQ43.
Q44、および電流源用のnチャネルMOSトランジ
スタQ45により構成されている。その参照入力端子す
なわちMO8+−ランジスタQ41のゲートには、基準
電位発生回路4からの第4の基準電位VREP4が入力
され、信号入力端子すなわちMOS)ランジスタQ42
のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還入力されて
いる。
増幅回路31の電流源回路6の他方のMO3I−ランジ
スタQIGのゲートに接続されている。第4の差動増幅
回路34は、差動回路を構成するnチャネルMOSトラ
ンジスタQ 41. Q 42と、カレントミラー回
゛路を構成するpチャネルMOSトランジスタQ43.
Q44、および電流源用のnチャネルMOSトランジ
スタQ45により構成されている。その参照入力端子す
なわちMO8+−ランジスタQ41のゲートには、基準
電位発生回路4からの第4の基準電位VREP4が入力
され、信号入力端子すなわちMOS)ランジスタQ42
のゲートには出力回路1の出力端子2が帰還入力されて
いる。
電流源MO8)ランジスタQ45のゲートにはバイアス
回路5の低電位側の一定バイアスが与えられている。こ
の第4の差動増幅回路34の出力端子は、第2の差動増
幅回路32の電流源回路7の他方のMOS)ランジスタ
Q2Bのゲートに接続されている。
回路5の低電位側の一定バイアスが与えられている。こ
の第4の差動増幅回路34の出力端子は、第2の差動増
幅回路32の電流源回路7の他方のMOS)ランジスタ
Q2Bのゲートに接続されている。
このように構成された中間電位発生回路の動作を、第2
図および第3図を参照して次に説明する。
図および第3図を参照して次に説明する。
第2図は出力電位vOと出力回路]による充放電電流の
関係を示し、第3図は出力電位vOと第1゜第2の差動
増幅回路31.32の貫通電流の関係を示している。こ
の中間電位発生回路では、出力回路2を制御する第1.
第2の差動増幅回路3132の貫通電流が、第3図に示
すように、定常状態では小さ(、出力補償を行うときに
は大き(なるような制御が行われる。まず、出力端子2
に得られる出力電位VOが(1/2)Vceまたはその
ごく近傍にある定常状態についてみる。すなわち出力電
位■0が基準電位発生回路4からの第1の基準電位VR
EFIより高く、第2の基準電位V I+□2より低い
範囲が出力の定常状態(不感帯)である。
関係を示し、第3図は出力電位vOと第1゜第2の差動
増幅回路31.32の貫通電流の関係を示している。こ
の中間電位発生回路では、出力回路2を制御する第1.
第2の差動増幅回路3132の貫通電流が、第3図に示
すように、定常状態では小さ(、出力補償を行うときに
は大き(なるような制御が行われる。まず、出力端子2
に得られる出力電位VOが(1/2)Vceまたはその
ごく近傍にある定常状態についてみる。すなわち出力電
位■0が基準電位発生回路4からの第1の基準電位VR
EFIより高く、第2の基準電位V I+□2より低い
範囲が出力の定常状態(不感帯)である。
出力電位VOが、第3の基準電位V 1lEP3より高
く、第4の基準電位V REF4より低い範囲にあると
き、第3の差動増幅回路33の出力v3は“L”レベル
である。したがってこのとき、第1の差動増幅回路31
の電流源回路6の一つのMOSトランジスタQ1Bはオ
フになっている。また第4の差動増幅回路34の出力v
4は“H”レベルであり、これにより第2の差動増幅回
路32の一つの電流源MO8)ランジスタQ26はやは
りオフになっている。つまり、第1の差動増幅回路31
の貫通電流は、はぼしきい値近傍にバイアスされたもう
一方の電流源MOSトランジスタQ15により決まる小
さいレベルに保たれる。第2の差動増幅回路32の貫通
電流も、はぼしきい値近傍にバイアスされた電流源MO
8)ランジスタQ25により決まる小さいレベルに保た
れる。第3.第4の差動増幅回路33.34についても
、それらの電流源トランジスタQ35. Q45はそ
れぞれのしきい値近傍にバイアスされており、貫通電流
は小さい。またこの定常状態では、出力回路1のMO5
hラントランジスタQ2は共にオフであり、ここでも貫
通電流は流れない。
く、第4の基準電位V REF4より低い範囲にあると
き、第3の差動増幅回路33の出力v3は“L”レベル
である。したがってこのとき、第1の差動増幅回路31
の電流源回路6の一つのMOSトランジスタQ1Bはオ
フになっている。また第4の差動増幅回路34の出力v
4は“H”レベルであり、これにより第2の差動増幅回
路32の一つの電流源MO8)ランジスタQ26はやは
りオフになっている。つまり、第1の差動増幅回路31
の貫通電流は、はぼしきい値近傍にバイアスされたもう
一方の電流源MOSトランジスタQ15により決まる小
さいレベルに保たれる。第2の差動増幅回路32の貫通
電流も、はぼしきい値近傍にバイアスされた電流源MO
8)ランジスタQ25により決まる小さいレベルに保た
れる。第3.第4の差動増幅回路33.34についても
、それらの電流源トランジスタQ35. Q45はそ
れぞれのしきい値近傍にバイアスされており、貫通電流
は小さい。またこの定常状態では、出力回路1のMO5
hラントランジスタQ2は共にオフであり、ここでも貫
通電流は流れない。
出力電位■0が低下して、これが第1の基準電位V。P
lより低くなると、第1の差動増幅回路31の出力v1
が“L”レベルになる。これにより、出力回路1の電源
側のpチャネルMO8)ランジスタQ1がオンになって
、第2図に示すように電源電位Vceから出力端子2に
繋がる負荷に充電が行われ、出力電位低下が補償される
。このとき出力電位VOの低下は、第1の基準電位V
REP□に達する前に第3の基準電位VREF3を横切
る。そして第3の基準電位VRFiP3をよぎると、第
3の差動増幅回路33の出力V3が′H”レベルになり
、これにより第1の差動増幅回路31のもう一方の電流
源トランジスタQIGがオン駆動される。すなわち出力
電位VDが低下して、第3図に示すように出力回路1か
充電を開始する直前には、出力回路]を駆動する第1の
差動増幅回路31は貫通電流が大きい状態に設定される
。このように第1の差動増幅回路31の貫通電流が大き
くなることによって、これにより駆動される出力回路1
による充電動作の高速性能が確保される。
lより低くなると、第1の差動増幅回路31の出力v1
が“L”レベルになる。これにより、出力回路1の電源
側のpチャネルMO8)ランジスタQ1がオンになって
、第2図に示すように電源電位Vceから出力端子2に
繋がる負荷に充電が行われ、出力電位低下が補償される
。このとき出力電位VOの低下は、第1の基準電位V
REP□に達する前に第3の基準電位VREF3を横切
る。そして第3の基準電位VRFiP3をよぎると、第
3の差動増幅回路33の出力V3が′H”レベルになり
、これにより第1の差動増幅回路31のもう一方の電流
源トランジスタQIGがオン駆動される。すなわち出力
電位VDが低下して、第3図に示すように出力回路1か
充電を開始する直前には、出力回路]を駆動する第1の
差動増幅回路31は貫通電流が大きい状態に設定される
。このように第1の差動増幅回路31の貫通電流が大き
くなることによって、これにより駆動される出力回路1
による充電動作の高速性能が確保される。
出力電位vOが上昇した場合の動作も同様である。出力
電位VOが第2の基準電位V REF2より高くなると
、第2の差動増幅回路32の出力V2が“H”レベルに
なる。これにより出力回路1のnチャネルMOSトラン
ジスタQ2がオン駆動されて、出力端子2に繋がる負荷
の放電が行われ、出力電位上昇か補償される。このとき
出力電位VOの上昇は、第2の基準電位Vゎ、2に達す
る前に第4の基準電位VR1,F4を横切る。そして第
4の基準電位Vll□r4を横切ると、第4の差動増幅
回路34の出力V4が“L”レベルになり、これにより
第2の差動増幅回路32のもう一方の電流源トランジス
タQ26がオン駆動される。すなわち出力電位vOが」
1昇して、第3図に示すように出力回路1が放電を開始
する直前には、出力回路]を駆動する第2の差動増幅回
路32は貫通電流か大きい状態に設定される。このよう
に第2の差動増幅回路32の貫通電流が大きくなること
によって、電位低下の場合と同様に、出力回路1による
放電動作が高速性能が確保される。
電位VOが第2の基準電位V REF2より高くなると
、第2の差動増幅回路32の出力V2が“H”レベルに
なる。これにより出力回路1のnチャネルMOSトラン
ジスタQ2がオン駆動されて、出力端子2に繋がる負荷
の放電が行われ、出力電位上昇か補償される。このとき
出力電位VOの上昇は、第2の基準電位Vゎ、2に達す
る前に第4の基準電位VR1,F4を横切る。そして第
4の基準電位Vll□r4を横切ると、第4の差動増幅
回路34の出力V4が“L”レベルになり、これにより
第2の差動増幅回路32のもう一方の電流源トランジス
タQ26がオン駆動される。すなわち出力電位vOが」
1昇して、第3図に示すように出力回路1が放電を開始
する直前には、出力回路]を駆動する第2の差動増幅回
路32は貫通電流か大きい状態に設定される。このよう
に第2の差動増幅回路32の貫通電流が大きくなること
によって、電位低下の場合と同様に、出力回路1による
放電動作が高速性能が確保される。
以上のようにこの実施例による中間電位発生回路では、
回路の高速応答性が要求されない状態、すなわち出力電
位■0が不感帯にあるときは、差動増幅回路はほとんど
電流が流れない状態に保たれる。そして、高速応答性が
要求される不感帯の端付近では差動増幅回路の貫通電流
が大きくなるように制御される。これにより、低消費電
力でかつ高速性能に優れた中間電位発生回路が得られる
。
回路の高速応答性が要求されない状態、すなわち出力電
位■0が不感帯にあるときは、差動増幅回路はほとんど
電流が流れない状態に保たれる。そして、高速応答性が
要求される不感帯の端付近では差動増幅回路の貫通電流
が大きくなるように制御される。これにより、低消費電
力でかつ高速性能に優れた中間電位発生回路が得られる
。
次に、出力回路を制御する差動増幅回路の貫通電流は常
時一定の低レベルに保ったまま、高速応答性を改善した
実施例を説明する。
時一定の低レベルに保ったまま、高速応答性を改善した
実施例を説明する。
第4図は、その様な実施例の中間電位発生回路である。
第1図と対応する部分には第1図と同一符号を付して詳
細な説明は省略する。この実施例では、第1図の実施例
における第3.第4の差動増幅回路33.34はない。
細な説明は省略する。この実施例では、第1図の実施例
における第3.第4の差動増幅回路33.34はない。
第1の差動増幅回路31の電流源回路6は、一つのnチ
ャネルMOSトランジスタQ15により構成されている
。この電流源MOSトランジスタQ15は、バイアス回
路5によってそのしきい値近傍にゲートがバイアスされ
て、微小レベルの電流が流れるようになっている。また
電源Vce側には、レベルシフト素子としてダイオード
接続されたpチャネルMOSトランジスタQI8が設け
られている。これにより、第1の差動増幅回路31の出
力電位■1の“H”レベルの上限は、V cc −1V
thp2 lに設定される。
ャネルMOSトランジスタQ15により構成されている
。この電流源MOSトランジスタQ15は、バイアス回
路5によってそのしきい値近傍にゲートがバイアスされ
て、微小レベルの電流が流れるようになっている。また
電源Vce側には、レベルシフト素子としてダイオード
接続されたpチャネルMOSトランジスタQI8が設け
られている。これにより、第1の差動増幅回路31の出
力電位■1の“H”レベルの上限は、V cc −1V
thp2 lに設定される。
V thp2はレベルシフト用MOSトランジスタQI
gのしきい値電圧である。ここでレベルシフト用MO8
)ランジスタQ1gのしきい値Vthp2は、好ましく
は、出力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ1の
しきい値Vtbplより僅かに絶対値が小さくなるよう
に、すなわち、 V tl+pl I > l V thp2を満たすよ
うに設定される。この様なしきい値の差をつけるにはチ
ャネルイオン注入の条件を選択すればよい。イオン注入
工程を追加することなくしきい値に差をつける方法とし
ては、例えば、両MOSトランジスタの寸法を異ならせ
て、短チヤネル効果の差を利用すればよい。
gのしきい値電圧である。ここでレベルシフト用MO8
)ランジスタQ1gのしきい値Vthp2は、好ましく
は、出力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ1の
しきい値Vtbplより僅かに絶対値が小さくなるよう
に、すなわち、 V tl+pl I > l V thp2を満たすよ
うに設定される。この様なしきい値の差をつけるにはチ
ャネルイオン注入の条件を選択すればよい。イオン注入
工程を追加することなくしきい値に差をつける方法とし
ては、例えば、両MOSトランジスタの寸法を異ならせ
て、短チヤネル効果の差を利用すればよい。
tjS2の差動増幅回路32についても、電流源回路7
は一つのpチャネルMOSトランジスタQ25のみによ
り構成されている。この電流源MOSトランジスタQ2
5も、バイアス回路5・によってそのしきい値近傍にゲ
ート・バイアスされて、微小な一定電流か流れるように
なっている。そして接地側にはレベルシフト素子として
、ダイオード接続されたnチャネルMO5+−ランジス
タQ2Bが設けられている。これにより、第2の差動増
幅回路3の出力電位v2の″L″レベルの下限が、MO
SトランジスタQ28のしきい値Vthn2に設定され
る。
は一つのpチャネルMOSトランジスタQ25のみによ
り構成されている。この電流源MOSトランジスタQ2
5も、バイアス回路5・によってそのしきい値近傍にゲ
ート・バイアスされて、微小な一定電流か流れるように
なっている。そして接地側にはレベルシフト素子として
、ダイオード接続されたnチャネルMO5+−ランジス
タQ2Bが設けられている。これにより、第2の差動増
幅回路3の出力電位v2の″L″レベルの下限が、MO
SトランジスタQ28のしきい値Vthn2に設定され
る。
またこのレベルシフト用MO8I−ランジスタQ28の
しきい値電圧V thn2は、好ましくは出力回路]の
nチャネルMO8I−ランジスタQ2のしきい値電圧V
thnlより僅かに低く、 V tbnl > V thn2 を満たすように設定される。
しきい値電圧V thn2は、好ましくは出力回路]の
nチャネルMO8I−ランジスタQ2のしきい値電圧V
thnlより僅かに低く、 V tbnl > V thn2 を満たすように設定される。
基準電位発生回路4は、3個の抵抗R11〜RI3を電
源電位と接地電位間に直列接続して構成されている。接
地側のノードN11から(1/2)Vccより低い第1
の基準電位VR1iFlか得られ、電源側のノードN1
2からは(1/2)Vccより高い第2の基準電位V
REF2が得られる。これらの基準電位V bgp+、
V Rp:p2ハソh(’ tL、第1.第2の差動
増幅回路31.32の参照入力端子に入力される。
源電位と接地電位間に直列接続して構成されている。接
地側のノードN11から(1/2)Vccより低い第1
の基準電位VR1iFlか得られ、電源側のノードN1
2からは(1/2)Vccより高い第2の基準電位V
REF2が得られる。これらの基準電位V bgp+、
V Rp:p2ハソh(’ tL、第1.第2の差動
増幅回路31.32の参照入力端子に入力される。
この実施例による中間電位発生回路の動作は次の通りで
ある。出力電位■0が定常状態、すなわち第1の基準電
位V REFIと第2の基準電位VREI’2の間の不
感帯にあるとき、第1の差動増幅回路31の出力電位V
1は“H″レベル第2の差動増幅回路32の出力電位v
2は“L”レベルである。これにより、出力回路1のp
チャネルMOSトランジスタQl、nチャネルQ2は共
にオフに保たれる。そして出力電位VDが第1の基準電
位VREFIより低下すると、第1の差動増幅回路31
の出力■1が“L″レベルなって、出力回路1のpチャ
ネルMOSトランジスタQ1がオン駆動される。これに
より出力電位の低下が補償される。
ある。出力電位■0が定常状態、すなわち第1の基準電
位V REFIと第2の基準電位VREI’2の間の不
感帯にあるとき、第1の差動増幅回路31の出力電位V
1は“H″レベル第2の差動増幅回路32の出力電位v
2は“L”レベルである。これにより、出力回路1のp
チャネルMOSトランジスタQl、nチャネルQ2は共
にオフに保たれる。そして出力電位VDが第1の基準電
位VREFIより低下すると、第1の差動増幅回路31
の出力■1が“L″レベルなって、出力回路1のpチャ
ネルMOSトランジスタQ1がオン駆動される。これに
より出力電位の低下が補償される。
逆に出力電位■0か第2の基準電位V REF2より上
昇すると、第2の差動増幅回路32の出力v2が“H″
レベルなって、出力回路1のnチャネルMOSトランジ
スタQ2がオン駆動される。これにより出力電位の上昇
が補償される。
昇すると、第2の差動増幅回路32の出力v2が“H″
レベルなって、出力回路1のnチャネルMOSトランジ
スタQ2がオン駆動される。これにより出力電位の上昇
が補償される。
以上の動作において、定常状態での第1の差動増幅回路
31の“H“レベル出力は、レベルシフトMO8)ラン
ジスタQI8によって、VCCV thp2 lに設定
され、また第2の差動増幅回路32のL” レベル出力
は、レベルシフトMOSトランジスタQ28によって、
Vthn2に設定されている。これにより、出力回路1
のpチャネルMO8)ランジスタQl、nチャネルMO
8+−ランジスタQ2は共に、定常状態であってもオン
になる直前までゲート・バイアスされたオフ状態になっ
ている。したがってl:JI力電位vOか不感帯から逸
脱して、出力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ
lまたはnチャネルMOSトランジスタQ2がオン駆動
される時、これらは速やかにオン状態になる。
31の“H“レベル出力は、レベルシフトMO8)ラン
ジスタQI8によって、VCCV thp2 lに設定
され、また第2の差動増幅回路32のL” レベル出力
は、レベルシフトMOSトランジスタQ28によって、
Vthn2に設定されている。これにより、出力回路1
のpチャネルMO8)ランジスタQl、nチャネルMO
8+−ランジスタQ2は共に、定常状態であってもオン
になる直前までゲート・バイアスされたオフ状態になっ
ている。したがってl:JI力電位vOか不感帯から逸
脱して、出力回路1のpチャネルMOSトランジスタQ
lまたはnチャネルMOSトランジスタQ2がオン駆動
される時、これらは速やかにオン状態になる。
以上のようにしてこの実施例によれば、貫通電流を一定
の低レベルに保った状態でしかも高速応答が可能な中間
電位発生回路が得られる。
の低レベルに保った状態でしかも高速応答が可能な中間
電位発生回路が得られる。
第5図は、本発明をDRAMに適用した実施例の要部構
成である。図では、−本のワード線WLとこれと交差す
る一対のビット線BL、BL、およびこれらの交差位置
に配置された1個のダイナミック型メモリセルを示して
いる。メモリセルは、トランスフアゲ−[・MOSトラ
ンジスタQMとメモリ・キャパシタCMからなる。メモ
リセルアレイは、この様なワード線とビット線対が多数
配列され、それぞれの交差位置にメモリセルが配置され
て構成される。ビット線対BL、BLには、例えばサブ
セルアレイ毎にビット線センスアンプ10が設けられる
。またビット線対BL、BLにはこれを(1,/2)V
ccにプリチャージするためのイコライズ回路11が設
けられている。イコライズ回路11は、プリチャージ電
位発生回路]3から得られるプリチャージ電位VPLを
ビット線対BL、BLにそれぞれ与えるためのMOS)
ランスタQBI、 QB2と、ビット線対BL、BL
間を短絡するMOSトランジスタQO3とから構成され
ている。プリチャージ電位発生回路13には、先の実施
例で説明した第1図或いは第4図の中間電位発生回路が
用いられる。図には示していないが、プリチャージ電位
発生回路13の出力はビット線対BL、BLだけでなく
、例えばセル・プレートやI10線等にも与えられる。
成である。図では、−本のワード線WLとこれと交差す
る一対のビット線BL、BL、およびこれらの交差位置
に配置された1個のダイナミック型メモリセルを示して
いる。メモリセルは、トランスフアゲ−[・MOSトラ
ンジスタQMとメモリ・キャパシタCMからなる。メモ
リセルアレイは、この様なワード線とビット線対が多数
配列され、それぞれの交差位置にメモリセルが配置され
て構成される。ビット線対BL、BLには、例えばサブ
セルアレイ毎にビット線センスアンプ10が設けられる
。またビット線対BL、BLにはこれを(1,/2)V
ccにプリチャージするためのイコライズ回路11が設
けられている。イコライズ回路11は、プリチャージ電
位発生回路]3から得られるプリチャージ電位VPLを
ビット線対BL、BLにそれぞれ与えるためのMOS)
ランスタQBI、 QB2と、ビット線対BL、BL
間を短絡するMOSトランジスタQO3とから構成され
ている。プリチャージ電位発生回路13には、先の実施
例で説明した第1図或いは第4図の中間電位発生回路が
用いられる。図には示していないが、プリチャージ電位
発生回路13の出力はビット線対BL、BLだけでなく
、例えばセル・プレートやI10線等にも与えられる。
プリチャージ期間は、プリチャージ信号PRCHが″H
″レベルであって、イコライズ回路]1が働く。これに
より、ビット線対BL。
″レベルであって、イコライズ回路]1が働く。これに
より、ビット線対BL。
BLはプリチャージ電位発生回路13から得られる電位
Vpt= (1/ 2) Vccに設定されている。
Vpt= (1/ 2) Vccに設定されている。
アクティブ期間に入ると、イコライズ回路11がオフに
なってビット線対BL、BLはフローティング状態にな
り、データの読出し、書き込みの動作が行われる。
なってビット線対BL、BLはフローティング状態にな
り、データの読出し、書き込みの動作が行われる。
大容量D RA Mに於いては、ビット線対やセル・プ
レート、その池中間電位にプリチャージすべき負荷は極
めて大きいものとなる。その様な大容量DRAMのプリ
チャージ電位発生回路として先の実施例で詳細に説明し
たような中間電位発生回路を用いることによって、低消
費電力で高性能のDRAMを得ることができる。
レート、その池中間電位にプリチャージすべき負荷は極
めて大きいものとなる。その様な大容量DRAMのプリ
チャージ電位発生回路として先の実施例で詳細に説明し
たような中間電位発生回路を用いることによって、低消
費電力で高性能のDRAMを得ることができる。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その趣旨
を逸脱しない範囲でさらに種々変形して実施することが
可能である。
を逸脱しない範囲でさらに種々変形して実施することが
可能である。
[発明の効果]
以上詳細に説明したように本発明によれば、低消費電力
と高速応答性を両立させた大規模集積回路に適用して有
利な中間電位発生回路、およびその様な中間電位発生回
路をプリチャージ電位発生回路として用いた高性能DR
AMを提供することができる。
と高速応答性を両立させた大規模集積回路に適用して有
利な中間電位発生回路、およびその様な中間電位発生回
路をプリチャージ電位発生回路として用いた高性能DR
AMを提供することができる。
第1図は本発明の一実施例の中間電位発生回路を示す図
、 第2図はその中間電位発生回路による出力電位と充放電
電流との関係を示す図、 第3図は同じく出力電位と貫通電流の関係を丞す図、 第4図は他の実施例の中間電位発生回路を示す図、 第5図はさらに他の実施例のDRAMの要部構成を示す
図、 第6図は従来の中間電位発生回路を示す図である。 1・・・出力回路、Ql・・・充電用pチャネルMOS
トランジスタ、Q2・・・放電用nチャネルMOSトラ
ンジスタ、2・・・出力端子、31・・・第1の差動増
幅回路、32・・・第2の差動増幅回路、33・・・第
3の差動増幅回路、34・・第4の差動増幅回路、4・
・・基準電位発生回路、5・・・バイアス回路、6・・
・電流源回路、7・・・電流源回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
、 第2図はその中間電位発生回路による出力電位と充放電
電流との関係を示す図、 第3図は同じく出力電位と貫通電流の関係を丞す図、 第4図は他の実施例の中間電位発生回路を示す図、 第5図はさらに他の実施例のDRAMの要部構成を示す
図、 第6図は従来の中間電位発生回路を示す図である。 1・・・出力回路、Ql・・・充電用pチャネルMOS
トランジスタ、Q2・・・放電用nチャネルMOSトラ
ンジスタ、2・・・出力端子、31・・・第1の差動増
幅回路、32・・・第2の差動増幅回路、33・・・第
3の差動増幅回路、34・・第4の差動増幅回路、4・
・・基準電位発生回路、5・・・バイアス回路、6・・
・電流源回路、7・・・電流源回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (9)
- (1)電源電位と接地電位間に直列接続された、定常状
態でオフである充電用トランジスタおよび放電用トラン
ジスタを有し、これらトランジスタの共通接続端子を中
間電位を出力する出力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第1の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記充電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第1の基準電位より低くなったときに前記充電用トラン
ジスタをオン駆動する第1の差動増幅回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第2の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記放電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第2の基準電位より高くなったときに前記放電用MOS
トランジスタをオン駆動する第2の差動増幅回路と、 前記出力回路の出力端子に得られる中間電位の変動に応
じて前記第1および第2の差動増幅回路の電流源回路を
制御して、前記第1および第2の差動増幅回路の貫通電
流を制御する手段と、を有することを特徴とする中間電
位発生回路。 - (2)前記基準電位発生回路は、前記電源電位と接地電
位間に直列接続された複数の抵抗により構成されている
請求項1記載の中間電位発生回路。 - (3)前記貫通電流を制御する手段は、 参照入力端子に前記中間電位より低く第1の基準電位よ
り高い第3の基準電位が入力され、信号入力端子に前記
出力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記第1の
差動増幅回路の電流源回路の制御端子に接続されて、前
記中間電位が前記第3の基準電位より低くなったときに
前記第1の差動増幅回路の電流源回路を制御してその電
流量を増大させる第3の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記中間電位より高く第2の基準電位よ
り低い第4の基準電位が入力され、信号入力端子に前記
出力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記第2の
差動増幅回路の電流源回路の制御端子に接続されて、前
記中間電位が前記第4の基準電位より高くなったときに
前記第2の差動増幅回路の電流源回路を制御してその電
流量を増大させる第4の差動増幅回路と、 を有する請求項1記載の中間電位発生回路。 - (4)前記第1の差動増幅回路の電流源回路が、ゲート
に一定のバイアスが印加された第1の電流源トランジス
タと、前記第3の差動増幅回路によりゲートが制御され
る第2の電流源トランジスタの並列接続回路により構成
され、前記第2の差動増幅回路の電流源回路が、ゲート
に一定のバイアスが印加された第3の電流源トランジス
タと、前記第4の差動増幅回路によりゲートが制御され
る第4の電流源トランジスタの並列接続回路により構成
されている請求項3記載の中間電位発生回路。 - (5)電源電位と接地電位間に直列接続された、定常状
態でオフである充電用トランジスタおよび放電用トラン
ジスタを有し、これらトランジスタの共通接続端子を中
間電位を出力する出力端子とした出力回路と、 前記中間電位より低く接地電位より高い第1の基準電位
、および前記中間電位より高く電源電位より低い第2の
基準電位を発生する基準電位発生回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第1の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記充電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記充電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位が前記第1の基準電位より低く
なったときに前記充電用トランジスタをオン駆動する第
1の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第2の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記放電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ、定常状態で前記放電用トランジスタ
をしきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段
を内蔵し、前記中間電位が前記第2の基準電位より高く
なったときに前記放電用トランジスタをオン駆動する第
2の差動増幅回路と、 を有することを特徴とする中間電位発生回路。 - (6)複数のワード線と複数のビット線対が交差配列さ
れ、それらの交差位置にダイナミック型メモリセルが配
置されたメモリセルアレイと、前記各ビット線対をプリ
チャージ期間に互いに等しい中間電位にプリチャージす
るためのプリチャージ電位発生回路とを有するダイナミ
ック半導体記憶装置において、前記プリチャージ電位発
生回路は、電源電位と接地電位間に直列接続された、定
常状態でオフである充電用トランジスタおよび放電用ト
ランジスタを有し、これらトランジスタの共通接続端子
を中間電位を出力する出力端子とした出力回路と、 前記電源電位と接地電位間に直列接続された複数の抵抗
により構成されて、前記中間電位より低く接地電位より
高い第1の基準電位、および前記中間電位より高く電源
電位より低い第2の基準電位を発生する基準電位発生回
路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第1の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記充電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第1の基準電位より低くなったときに前記充電用トラン
ジスタをオン駆動する第1の差動増幅回路と、 電流源回路を持ち、参照入力端子に前記基準電位発生回
路の第2の基準電位が入力され、信号入力端子に前記出
力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記放電用ト
ランジスタのゲートに接続されて、前記中間電位が前記
第2の基準電位より高くなったときに前記放電用トラン
ジスタをオン駆動する第2の差動増幅回路と、 前記出力端子に得られる中間電位の変動に応じて前記第
1および第2の差動増幅回路の電流源回路を制御して、
前記第1および第2の差動増幅回路の貫通電流を制御す
る手段と、 を有することを特徴とするダイナミック型半導体記憶装
置。 - (7)前記貫通電流を制御する手段は、 参照入力端子に前記中間電位より低く第1の基準電位よ
り高い第3の基準電位が入力され、信号入力端子に前記
出力回路の出力端子が接続され、出力端子が前記第1の
差動増幅回路の電流源回路の制御端子に接続されて、前
記中間電位が前記第3の基準電位より低くなったときに
前記第1の差動増幅回路の電流源回路を制御してその電
流量を増大させる第3の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記中間電位より高く第2の基準電位よ
り低い第4の基準電位が入力され、信号入力端子に前記
出力端子が接続され、出力端子が前記第2の差動増幅回
路の電流源回路の制御端子に接続されて、前記中間電位
が前記第4の基準電位より高くなったときに前記第2の
差動増幅回路の電流源回路を制御してその電流量を増大
させる第4の差動増幅回路と、 を有する請求項6記載のダイナミック型半導体記憶装置
。 - (8)前記第1の差動増幅回路の電流源回路が、ゲート
に一定のバイアスが印加された第1の電流源トランジス
タと、前記第3の差動増幅回路によりゲートが制御され
る第2の電流源トランジスタの並列接続回路により構成
され、前記第2の差動増幅回路の電流源回路が、ゲート
に一定のバイアスが印加された第3の電流源トランジス
タと、前記第4の差動増幅回路によりゲートが制御され
る第4の電流源トランジスタの並列接続回路により構成
されている請求項7記載のダイナミック型半導体記憶装
置。 - (9)複数のワード線と複数のビット線対が交差配列さ
れ、それらの交差位置にダイナミック型メモリセルが配
置されたメモリセルアレイと、前記各ビット線対をプリ
チャージ期間に互いに等しい中間電位にプリチャージす
るためのプリチャージ電位発生回路とを有するダイナミ
ック半導体記憶装置において、前記プリチャージ電位発
生回路は、電源電位と接地電位間に直列接続された、定
常状態でオフである充電用トランジスタおよび放電用ト
ランジスタを有し、これらトランジスタの共通接続端子
を中間電位を出力する出力端子とした出力回路と、 前記電源電位と接地電位間に直列接続された複数の抵抗
により構成されて、前記中間電位より低く接地電位より
高い第1の基準電位、および前記中間電位より高く電源
電位より低い第2の基準電位を発生する基準電位発生回
路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第1の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記充電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ定常状態で前記充電用トランジスタを
しきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段を
内蔵し、前記中間電位が前記第1の基準電位より低くな
ったときに前記充電用トランジスタをオン駆動する第1
の差動増幅回路と、 参照入力端子に前記基準電位発生回路の第2の基準電位
が入力され、信号入力端子に前記出力回路の出力端子が
接続され、出力端子が前記放電用トランジスタのゲート
に接続され、かつ定常状態で前記放電用トランジスタを
しきい値近傍のオフ状態に設定するレベルシフト手段を
内蔵し、前記中間電位が前記第2の基準電位より高くな
ったときに前記放電用トランジスタをオン駆動する第2
の差動増幅回路と、 を有することを特徴とするダイナミック型半導体記憶装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2148475A JPH0442313A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 中間電位発生回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2148475A JPH0442313A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 中間電位発生回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0442313A true JPH0442313A (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15453584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2148475A Pending JPH0442313A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 中間電位発生回路およびこれを用いたダイナミック型半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0442313A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6339318B1 (en) | 1999-06-23 | 2002-01-15 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
US6847253B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-01-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Half voltage generator having low power consumption |
JP2006286170A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hynix Semiconductor Inc | 内部電源の生成装置 |
JP2007034860A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 駆動用電源回路 |
JP2008152706A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Toshiba Corp | 電圧発生回路 |
JP2010166767A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電力変換装置 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2148475A patent/JPH0442313A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6339318B1 (en) | 1999-06-23 | 2002-01-15 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
US6847253B2 (en) * | 2002-11-08 | 2005-01-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Half voltage generator having low power consumption |
JP2006286170A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hynix Semiconductor Inc | 内部電源の生成装置 |
JP2007034860A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 駆動用電源回路 |
JP2008152706A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Toshiba Corp | 電圧発生回路 |
JP2010166767A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電力変換装置 |
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