JPH0487364A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPH0487364A
JPH0487364A JP2204116A JP20411690A JPH0487364A JP H0487364 A JPH0487364 A JP H0487364A JP 2204116 A JP2204116 A JP 2204116A JP 20411690 A JP20411690 A JP 20411690A JP H0487364 A JPH0487364 A JP H0487364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
potential
level
substrate bias
memory device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2204116A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Sakurai
桜井 幹夫
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
Priority to JP2204116A priority Critical patent/JPH0487364A/ja
Publication of JPH0487364A publication Critical patent/JPH0487364A/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関し、より少ない消費電
力て基板バイアスを発生することのできる基板バイアス
発生回路の構成に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、パーソナルコンピュータの普及が著しい。中でも
携帯型パーソナルコンピュータに対する需要が増大して
きている。この携帯型パーソナルコンピュータに用いら
れる記憶装置としては、電池保持(バッテリバックアッ
プ)が可能な低消費電力の記憶装置が要求される。
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)またはスタティック型半導体
記憶装置が用いられる。このうち、DRAMは、素子を
構成する半導体領域と半導体基板との間に形成されるP
−N接合部分において、外部入力によるアンダーシュー
ト等により順バイアスが印加されると、電流が流れ、素
子の誤差動をおこす恐れがある。このため、通常、基板
に逆バイアスをかけて、誤動作を防ぎ、また、素子の高
速化、ラッチアップの防止をはかっている。半導体基板
がP型の場合、負の電位Vbbに、半導体基板がバイア
スされる。
以下、上記基板バイアスを発生する回路について説明す
る。
第3図は従来の基板バイアス発生回路の概略構成を示す
ブロック図である。図において、(100)はリングオ
シレータ、(200)は電位比較回路、(300)は基
準電位発生回路、(400)は切り替え回線、(500
)は主バイアス回路、(600)は副バイアス回路であ
る。第4図は第3図に示す電位比較回路(200,)の
回路図である。図において(1)はPチャネルMOSト
ランジスタ(以下PMOSという)、(2)はNチャネ
ルMO!lトランジスタ(以下NMO5という)、(3
)はインバータである。
次に動作について説明する。
第3図において基準電位発生回路(300)は基板バイ
アスを所定レベルまで低下させる際の基準電位V「を発
生する。電位比較回路(200)はリングオシレータ(
100)の出力信号Ocpに応じ、基準電位Vrと基板
バイアス電位vbbのレベルを比較する。基板バイアス
電位vbbが基準電位発生回路(300)からの基準電
位Vrよりも絶対値的に小さい場合、すなわち基板バイ
アスがより浅い場合、電位比較回路(200)の出力に
応じて切り替え回路(400)が切り替り、主バイアス
回路(500)か動作することになり、急速に基板バイ
アスを所定レベルまで低下させることができる。
次に基板バイアス電位vbbか基準電位Vrよりも絶対
値的に大きい場合、すなわち基板バイアスかより深い場
合について説明する。この場合は、電位比較回路(20
0)の出力に応じて切り替え回路(400)が切り替わ
り、バイアス能力の小さな副バイアス回路(8OO)の
みが動作することになり、低消費電力で基板バイアスを
安定に供給し続ける。
上記の構成により、リングオシレータ(100)の発振
動作中において基板電位に応してバイアス能力の異なる
主バイアス回路(500)および副バイアス回路(60
0)のうち、いずれか一方のみをその能力に応じて選択
的に動作させることができ、基板バイアス発生回路のよ
り低消費電力化を図ることができる。
次に第4図を用いて電位比較回路(200)の動作につ
いて説明する。電位比較回路(200)は電位検出用の
PMOS (1)QIG、Q2GとQ10.Q10及び
NM’O3(2)Q10゜Q10からなるフリップフロ
ップ型差動増幅器及びPMOS (1)Q10.Q10
から構成される。電位比較回路(200’)はリングオ
シレータ(100)の発振信号0(pにより動作する。
今、Ocpが“H”レベルの場合を考える。インバータ
(3)11によりOcpは“L”になる。このときPM
OS (1)Q10.Q10はオン状態となり、切り替
え回路(400)への出力ノード、図に示すa、bは所
定の電源電位のレベルにプリチャージされる。
次にOcpが“L”レベルに移行すると、PMOS (
1)Q10.Q10及びNMO5(2)Q10.Q10
からなるフリップフロップ型差動増幅器が活性化され、
基準電位発生回路(300)からの基準電位Vrと基板
バイアス電位vbbとを比較し始める。この比較により
、ノードa。
bいずれかが“H“レベル、いずれかが“L”レベルに
確定する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の基板バイアス発生回路は以上のように構成されて
いるので、基Hf−電位発生回路からの基準電位Vrと
基板バイアス電位vbbの値が非常に近接した場合など
においては、PMO3Q5G。
Q10.およびNMO3Q7G、Q10から構成される
CMOSフリップフロップ型差動増幅器の検出感度によ
っては、検出動作に長時間かかることが考えられる。検
出動作中は、′−トa、bの電位レベルが共に中間レベ
ルにあるためCMOSフリップフロップ型差動増幅器及
び電位検出用のPMO3QIG、Q2Gを介して電源電
位vcc力)ら接地電位レベルへ貫通電流が流れ続ける
恐わがある。
特に、電位比較回路の動作信号をリングオシレータから
とる場合、vbb発生回路の低消費電力化等を目的とし
てリングオシレータの周期を長くすると、フリップフロ
ップ型差動増幅器が活性化されている時間も長くなるた
め、ノードa、bが中間レベルにあると、その間、ずっ
と貫通電流が流れ続けるという問題点があった。
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、より低消費電力で基板バイアス電圧を発生す
る改善された基板バイアス発生回路を備えたダイナミッ
ク型の半導体記憶装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかるダイナミック型の半導体装置は、基板
バイアス発生回路において、内部オシレータ周期よりも
短い時間、電位比較回路を活性化する手段を備える。
〔作用〕
この発明におけるダイナミック型の半導体記憶装置にお
いては、基板バイアス発生回路において、内部オシレー
タ周期よりも短い時間、電位比較回路を活性化する。こ
れにより、貫通電流の量をおさえ、基板バイアス発生回
路の電力消費を低減することができる。
〔実施例〕
以下、この発明に係る半導体記憶装置の一実施例を図に
ついて説明する。
第1図は基板バイアス発生回路のうち、電位比較回路お
よび同回路活性化信号発生回路の構成を示す回路図、第
2図は第1図の回路における各部の信号波形図において
、(1)〜(3)、  (200)は第3図および第4
図の従来例に示したものと同等であるので説明を省略す
る。(4)はNANDゲート、(201)は遅延回路で
ある。基板バイアス発生回路活性化信号発生回路は、第
3図の従来例に示すリングオシレータ(100)の出力
信号、Icpを受ける遅延回路(201)とインバータ
(3)12.それらの出力0’ cp、 Ocpをうけ
るNANDゲート(4)Nl、及び出力、+21’cI
)Iをうけるインバータ(3)13とを備える。
電位比較回路(200)は、電位検出用のPMOS (
1)QIG、Q10と、Q10゜Q10及びNMO3(
2)Q10.Q10からなるフリップフロップ型差動増
幅器及びPMOS(1)Q10.Q10とを備える。
次に動作について、第1図および第2図を参照して説明
する。
リングオシレータ(100)の発振信号は遅延回路(2
01)及びインバータ(3)12に人力される。その出
力信号$’ cp、 QcpはNANDゲート(4)N
lて、NANDのロジックをとり1、、mCI)+か出
力される。
具体的な波形例は第2図に示す。信号OCpに比べ、信
号2〆C1)+は“L”になっている時間が短くなって
いる。
今、mcp、が“H”レベルの場合を考える。インバー
タ(3)I3によりQCp、は“し”になる。
このときPMOS (1)Q10.Q10はオン状態と
なり、第3図に示す切り替え回路(400)への出力ノ
ードa、bは所定の電源電位レベルにプリチャージされ
る。
次に、I’cp+が“L”レベルに移行すると、PMO
S (1)Q10.Q10.およびNMO3(2)Q1
0.Q10からなるフリップフロップ型差動増幅器が活
性化され、基準電位発生回路(300)からの基準電位
Vrと基板バイアス電位vbbとを比較し始める。この
比較により、ノードa、bのいずれかが“H”レベル、
いずれかがL”レベルに確定する。
以上の電位比較回路(200)及び同回路活性化信号発
生回路の動作により、電位比較回路(200)の活性化
している時間の短縮がはかられる。
これにより、フリップフロップ型差動増幅器の検出感動
等により検出動作に長時間かかった場合に、ノードa、
bが中間レベルにあるために流れ続ける貫通電流を少な
くし、基板バイアス発生回路の低消費電力化か図れると
いう利点を有する。
なお、上記実施例においては、従来例のOCpに比べて
短い期間たけ電位比較回路(200)を活性化する信号
、Ocp+を作るのに、遅延回路(201)、インバー
タ(3)、NANDゲート(4)の組合せを用いた場合
について説明したが、NANDゲート(4)NOR回路
の組合せでも良い。
また、リングオシレータ(100)の出力信号ycpの
全サイクルについてOcp+を作る必要はなく、電位比
較回路(200)を活性化するための信号はある一定の
期間だけ5.mcp+を用い、他の期間はOcpを用い
てもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、基板バイアス発生回
路のうち電位比較回路を活性化する時間が従来に比べて
短くなるので、貫通電流の量をおさえ、基板バイアス回
路の電力消費を低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係る半導体記憶装置の実施例によ
る電位比較回路および同回路活性化信号発生回路の回路
図、第2図は、第1図に示す回路の各部の信号波形を示
すタイミングチャート、第3図は従来の基板バイアス発
生回路の概略構成を示すブロック図、第4図は第3図に
示した電位比較回路の回路図である。 図において、(1)はPMO3、(2)はNMO5、(
3)はインバータ、(4)はNANDゲート、(200
)は電位比較回路、(201)は遅延回路である。 なお、 示す。 図中、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一つの絶縁ゲート型電界トランジスタと一つの容量から
    なるメモリセルを複数個含む半導体記憶装置において、
    上記半導体記憶装置は半導体基板上に形成されており、
    上記半導体基板を所定の電位にバイアスする手段を備え
    た半導体記憶装置。
JP2204116A 1990-07-30 1990-07-30 半導体記憶装置 Pending JPH0487364A (ja)

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JP2204116A JPH0487364A (ja) 1990-07-30 1990-07-30 半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP2204116A JPH0487364A (ja) 1990-07-30 1990-07-30 半導体記憶装置

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JPH0487364A true JPH0487364A (ja) 1992-03-19

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ID=16485083

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JP2204116A Pending JPH0487364A (ja) 1990-07-30 1990-07-30 半導体記憶装置

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JP (1) JPH0487364A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920226A (en) * 1997-03-31 1999-07-06 Hitachi, Ltd. Internal voltage generator with reduced power consumption

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5920226A (en) * 1997-03-31 1999-07-06 Hitachi, Ltd. Internal voltage generator with reduced power consumption

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