JPH0575034A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH0575034A
JPH0575034A JP23444091A JP23444091A JPH0575034A JP H0575034 A JPH0575034 A JP H0575034A JP 23444091 A JP23444091 A JP 23444091A JP 23444091 A JP23444091 A JP 23444091A JP H0575034 A JPH0575034 A JP H0575034A
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JP
Japan
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mosfet
signal
output
level
circuit
Prior art date
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Application number
JP23444091A
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Japanese (ja)
Inventor
Shusaku Miyata
修作 宮田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0575034A publication Critical patent/JPH0575034A/en
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor integrated circuit device, working speed of which is increased and which has a level conversion circuit of single input. CONSTITUTION:In a level conversion circuit in a single input, a MOSFET switch-controlled according to the amplified output of an output signal is mounted in a parallel type to a comparatively small MOSFET switch-controlled according to an input signal as the base extracting MOSFET of an output transistor forming the output signal on the high level side, and worked as a variable resistance element. Accordingly, the output signal is altered without delay in response to the input signal by the small MOSFET when the change of the signal is started, and the output signal is amplified and fed back, thus extracting the base of the output transistor at high speed after the output signal lowers to a fixed level.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
に関するもので、例えば、ECL(エミッタ・カップル
ド・ロジック)信号を受けてCMOSレベルに変換する
レベル変換回路を備えたバイポーラCMOS(以下、B
iCMOSと略す)構成のスタティック型RAM(ラン
ダム・アクセス・メモリ)に利用して有効な技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, a bipolar CMOS (hereinafter referred to as a bipolar CMOS) having a level conversion circuit for receiving an ECL (emitter coupled logic) signal and converting it to a CMOS level. B
The present invention relates to a technology effectively applied to a static RAM (random access memory) having a configuration of iCMOS.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速スタティック型RAMとして、Bi
CMOS回路技術を用い、メモリアレイ部をCMOS回
路に構成し、周辺回路をBiCMOS回路にECL互換
のものがある。このようなBiCMOS構成のスタティ
ック型RAMとしては、1990年『VLSI回路 シ
ンポジュウム予稿集』頁40、頁42(1990 Symposium
on VLSI Circuits P.40,P41)がある。
2. Description of the Related Art Bi as a high-speed static RAM
There is a CMOS circuit technology in which the memory array section is configured as a CMOS circuit and the peripheral circuit is an ECL compatible BiCMOS circuit. As such a static RAM having a BiCMOS configuration, 1990 "VLSI Circuit Symposium Proceedings", page 40, page 42 (1990 Symposium
on VLSI Circuits P.40, P41).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ECLレベルの信号を
CMOSレベルに変換するレベル変換回路として図2に
示すような1入力のレベル変換回路がある。この回路に
おいて、Nチャンネル型MOSFETQ6のサイズを大
きすると出力トランジスタT1のベースを速く引き抜く
ことができる。しかし、このMOSFETQ6のサイズ
を大きくすると、Pチャンネル型MOSFETQ2とN
チャンネル型MOSFETQ5からなる駆動回路の負荷
が重くなってMOSFETQ6のスイッチ制御が遅くな
り動作を遅くしてしまうという相反する関係にある。こ
の発明の目的は、高速化を図った1入力のレベル変換回
路を備えた半導体集積回路装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるで
あろう。
As a level conversion circuit for converting an ECL level signal into a CMOS level, there is a one-input level conversion circuit as shown in FIG. In this circuit, the base of the output transistor T1 can be quickly pulled out by increasing the size of the N-channel MOSFET Q6. However, if the size of this MOSFET Q6 is increased, the P-channel type MOSFETs Q2 and N
There is a contradictory relationship that the load of the drive circuit formed of the channel type MOSFET Q5 becomes heavy and the switch control of the MOSFET Q6 becomes slow and the operation becomes slow. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device equipped with a one-input level conversion circuit for speeding up.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、1入力のレベル変換回路にお
いて、ハイレベル側の出力信号を形成する出力トランジ
スタのベース引抜きMOSFETとして、入力信号に従
ってスイッチ制御される比較的小さなMOSFETに対
して、出力信号の増幅出力に従ってスイッチ制御される
MOSFETを並列形態に設けて可変抵抗素子として作
用させる。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in the one-input level conversion circuit, as a base extraction MOSFET of an output transistor that forms an output signal on the high level side, a switch control is performed according to an amplified output of the output signal with respect to a relatively small MOSFET that is switch controlled according to the input signal. The above MOSFETs are provided in parallel to operate as a variable resistance element.

【0005】[0005]

【作用】上記手段によれば、信号変化開始時には小さな
MOSFETにより入力信号に対応して遅延なしに出力
信号を変化させ、この出力信号を増幅して帰還させるこ
とにより出力信号が一定レベルに低下した後に出力トラ
ンジスタのベースの引き抜きを高速行うことができる。
According to the above means, when the signal starts changing, the output signal is changed without delay by the small MOSFET corresponding to the input signal, and the output signal is amplified and fed back to reduce the output signal to a constant level. Later, the base of the output transistor can be pulled out at high speed.

【0006】[0006]

【実施例】図1には、この発明に係る1入力のレベル変
換回路の一実施例の回路図が示されている。同図の各回
路素子は、後述するようなBiCMOSのスタティック
型RAMを構成する他の回路素子とともに公知のBiC
MOS技術により、単結晶シリコンのような1個の半導
体基板上に形成される。回路図において、そのチャンネ
ル(バックゲート)部に矢印が付されるMOSFETは
Pチャンネル型であって、矢印の付されないNチャンネ
ルMOSFETと区別される。このことは、上記の図2
においても同様である。
1 is a circuit diagram of an embodiment of a one-input level converting circuit according to the present invention. Each circuit element in the figure is a known BiC together with other circuit elements that constitute a BiCMOS static RAM as described later.
It is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by MOS technology. In the circuit diagram, a MOSFET having an arrow on its channel (back gate) portion is a P-channel type, and is distinguished from an N-channel MOSFET without an arrow. This is shown in FIG.
The same is true for.

【0007】特に制限されないが、ECLレベルの外部
信号を受ける入力バッファを通して入力された入力信号
DINは、Pチャンネル型MOSFETQ1のソースと
ゲート間に供給される。すなわち、MOSFETQ1
は、そのソースが回路の接地電位点に接続されることに
より、回路の接地電位を基準の電位とするECLレベル
の入力信号DINは、MOSFETQ1のゲートとソー
ス間に供給されることになる。このMOSFETQ1の
ドレインと回路の電源電圧VEEとの間には、Nチャン
ネル型MOSFETQ6が設けられる。このMOSFE
TQ6は、そのサイズが上記Pチャンネル型MOSFE
TQ1に比べて小さく形成される。例えば、MOSFE
TQ1のサイズを70とすると、MOSFETQ6のサ
イズは10のように小さく形成される。
Although not particularly limited, an input signal DIN input through an input buffer that receives an ECL level external signal is supplied between the source and gate of the P-channel MOSFET Q1. That is, MOSFET Q1
With its source connected to the ground potential point of the circuit, the ECL level input signal DIN whose reference potential is the ground potential of the circuit is supplied between the gate and source of the MOSFET Q1. An N-channel MOSFET Q6 is provided between the drain of the MOSFET Q1 and the power supply voltage VEE of the circuit. This MOSFE
The size of the TQ6 is the above P-channel type MOSFE.
It is formed smaller than TQ1. For example, MOSFE
When the size of TQ1 is 70, the size of MOSFET Q6 is formed as small as 10.

【0008】入力信号DINに対応してMOSFETQ
1とMOSFETQ6を相補的にスイッチ制御するため
に、上記同様に入力信号DINがゲートとソース間に供
給されるPチャンネル型MOSFETQ3が設けられ
る。このMOSFETQ3のドレイン側には、ゲートと
ドレインが接続されることにより、抵抗素子とし作用す
るNチャンネル型MOSFETQ4が負荷として設けら
れる。上記MOSFETQ3により形成された入力信号
DINの反転信号は、Nチャンネル型MOSFETQ5
のゲートに供給される。このMOSFETQ5と入力端
子DINの間には、基準電圧VREFがゲートに供給さ
れたPチャンネル型MOSFETQ2が設けられる。こ
のMOSFETQ2は、前記MOSFETQ1やQ3の
ようなソース接地ゲート入力の増幅動作を行うのではな
く、ゲート接地ソース入力の増幅動作を行うようにされ
る。これにより、MOSFETQ2とQ5は、入力信号
DINに対応して相補的に動作を行い、上記MOSFE
TQ6のスイッチ制御信号を形成する。
MOSFETQ corresponding to input signal DIN
In order to perform complementary switch control of 1 and the MOSFET Q6, a P-channel MOSFET Q3 to which the input signal DIN is supplied between the gate and the source is provided similarly to the above. On the drain side of the MOSFET Q3, an N-channel type MOSFET Q4 that acts as a resistance element is provided as a load by connecting the gate and the drain. The inverted signal of the input signal DIN formed by the MOSFET Q3 is the N-channel MOSFET Q5.
Is supplied to the gate. Between the MOSFET Q5 and the input terminal DIN, a P-channel type MOSFET Q2 whose gate is supplied with the reference voltage VREF is provided. The MOSFET Q2 does not amplify the source-grounded gate input like the MOSFETs Q1 and Q3, but performs the gate-grounded source input amplification. As a result, the MOSFETs Q2 and Q5 operate complementarily in response to the input signal DIN, and the MOSFETS
It forms the switch control signal for TQ6.

【0009】上記MOSFETQ1とQ6により形成さ
れた出力信号は、ハイレベル(接地電位)側の出力信号
を形成する出力トランジスタT1のベースに供給され
る。このトランジスタT1と負の電源電圧VEEとの間
には、トーテムポール型プッシュプル回路を構成するト
ランジスタT2が設けられる。このトランジスタT2の
ベースには、上記MOSFETQ3とQ4により形成さ
れ、入力信号DINの反転増幅信号を受けるNチャンネ
ル型MOSFETQ8と、MOSFETQ2とQ5とに
より形成され、入力信号DINと同相の増幅信号を受け
るNチャンネル型MOSFETQ7とにより構成された
プッシュルプル回路の出力信号が供給される。特に制限
されないが、この実施例では、MOSFETQ7のドレ
インは出力端子に接続され、出力信号doutを利用し
ている。この構成に代え、MOSFETQ7のドレイン
は、回路の接地電位に接続するものであてっもよい。M
OSFETQ9は、入力端子に常時微小定電流を流すた
めのものであり、例えば入力バッファを構成するエミッ
タフォロワトランジスタの定電流負荷として利用され
る。
The output signal formed by the MOSFETs Q1 and Q6 is supplied to the base of the output transistor T1 which forms an output signal on the high level (ground potential) side. A transistor T2 forming a totem-pole push-pull circuit is provided between the transistor T1 and the negative power supply voltage VEE. At the base of the transistor T2, an N-channel MOSFET Q8 formed by the MOSFETs Q3 and Q4 and receiving the inverted amplified signal of the input signal DIN, and an N-channel type MOSFET Q8 formed by the MOSFETs Q2 and Q5 and receiving the amplified signal in phase with the input signal DIN are provided. The output signal of the push-pull circuit composed of the channel type MOSFET Q7 is supplied. Although not particularly limited, in this embodiment, the drain of the MOSFET Q7 is connected to the output terminal and uses the output signal dout. Instead of this configuration, the drain of the MOSFET Q7 may be connected to the ground potential of the circuit. M
The OSFET Q9 is for always supplying a minute constant current to the input terminal, and is used, for example, as a constant current load of an emitter follower transistor that forms an input buffer.

【0010】この実施例では、高速動作化を図るため
に、MOSFETQ6には並列形態にNチャンネル型M
OSFETQ12が設けられる。このMOSFETQ1
2は、トランジスタT1のベース電位の引抜きを高速に
するために設けられ、そのゲートには、出力信号dou
tを受けるインバータ回路の出力信号が供給される。こ
のインバータ回路は、Pチャンネル型MOSFETQ1
0とNチャンネル型MOSFETQ11から構成され、
出力信号doutの反転増幅信号を形成して上記MOS
FETQ12をスイッチ制御させる。
In this embodiment, in order to increase the operation speed, the MOSFET Q6 is connected in parallel with an N-channel type M.
An OSFET Q12 is provided. This MOSFET Q1
2 is provided for speeding up the extraction of the base potential of the transistor T1, and its gate has an output signal dou
The output signal of the inverter circuit receiving t is supplied. This inverter circuit is a P-channel MOSFET Q1.
0 and N-channel MOSFET Q11,
The inverted amplified signal of the output signal dout is formed to form the MOS
Switch control of the FET Q12.

【0011】この実施例回路の動作は、次の通りであ
る。入力信号DINがロウレベルのとき、Pチャンネル
型MOSFETQ1とQ3がオン状態に、Pチャンネル
型MOSFETQ2がオフ状態になっている。このと
き、Pチャンネル型MOSFETQ3のオン状態によ
り、Nチャンネル型MOSFETQ5がオン状態にされ
ているから、MOSFETQ6はオフ状態である。上記
Pチャンネル型MOSFETQ1のオン状態に応じてト
ランジスタT1がオン状態にされ、上記Pチャンネル型
MOSFETQ3のオン状態に応じてNチャンネル型M
OSFETQ8がオン状態にされるからトランジスタT
2はオフ状態となり、出力信号doutはほぼ回路の接
地電位のようなハイレベルにされている。
The operation of this embodiment circuit is as follows. When the input signal DIN is at the low level, the P-channel type MOSFETs Q1 and Q3 are in the ON state and the P-channel type MOSFET Q2 is in the OFF state. At this time, since the N-channel MOSFET Q5 is turned on by the ON-state of the P-channel MOSFET Q3, the MOSFET Q6 is in the OFF state. The transistor T1 is turned on according to the ON state of the P-channel MOSFET Q1, and the N-channel type M according to the ON state of the P-channel MOSFET Q3.
Since the OSFET Q8 is turned on, the transistor T
2 is in the off state, and the output signal dout is at a high level like the ground potential of the circuit.

【0012】入力信号DINがロウレベルからハイレベ
ルに変化すると、Pチャンネル型MOSFETQ1とQ
3がオフ状態に、Pチャンネル型MOSFETQ2がオ
ン状態に切り換えられる。上記Pチャンネル型MOSF
ETQ3のオフ状態への変化に応じて、MOSFETQ
5がオフ状態に変化し、MOSFETQ2とQ5の出力
信号もロウレベルからハイレベルに向かって変化する。
このとき、MOSFETQ6はサイズが比較的小さく形
成されているから、このMOSFETQ2とQ5による
増幅出力に直ちに反応して、トランジスタT1のベース
電位の引抜きを開始する。
When the input signal DIN changes from low level to high level, P-channel MOSFETs Q1 and Q
3 is turned off and the P-channel MOSFET Q2 is turned on. The P-channel type MOSF
In response to the change of ETQ3 to the off state, MOSFETQ
5 is turned off, and the output signals of the MOSFETs Q2 and Q5 also change from low level to high level.
At this time, since the MOSFET Q6 is formed to have a relatively small size, it immediately responds to the amplified output by the MOSFETs Q2 and Q5 and starts drawing the base potential of the transistor T1.

【0013】MOSFETQ6のオン状態に応じてトラ
ンジスタT1のベース電位は低下する。これと同時にM
OSFETQ7がオン状態になり、出力信号doutの
ハイレベルをトランジスタT2のベースに伝えてトラン
ジスタT2をオン状態にして出力信号doutをハイレ
ベルからロウレベルに変化させる。このとき、MOSF
ETQ8は、上記MOSFETQ5ととともにオフ状態
にされている。出力信号doutのハイレベルからロウ
レベルへのレベル変化は、インバータ回路(Q10,Q
11)により増幅されてMOSFETQ12に伝えられ
る。この増幅出力信号がMOSFETQ12のしきい値
電圧を越えると、MOSFETQ12がMOSFETQ
6に遅れてオン状態となり、MOSFETQ6とともに
トランジスタT1のベース電位の引抜きを行う。これに
より、出力信号doutは高速にハイレベルからロウレ
ベルに変化する。
The base potential of the transistor T1 decreases in accordance with the ON state of the MOSFET Q6. At the same time M
The OSFET Q7 is turned on, the high level of the output signal dout is transmitted to the base of the transistor T2, the transistor T2 is turned on, and the output signal dout is changed from the high level to the low level. At this time, MOSF
The ETQ8 is turned off together with the MOSFET Q5. The level change of the output signal dout from the high level to the low level is caused by the inverter circuit (Q10, Q
It is amplified by 11) and transmitted to the MOSFET Q12. When this amplified output signal exceeds the threshold voltage of the MOSFET Q12, the MOSFET Q12 becomes
After a delay of 6, the transistor is turned on and the base potential of the transistor T1 is extracted together with the MOSFET Q6. As a result, the output signal dout changes from high level to low level at high speed.

【0014】逆に、入力信号DINがハイレベルからロ
ウレベルに変化すると、Pチャンネル型MOSFETQ
1とQ3がオン状態に、Pチャンネル型MOSFETQ
2がオフ状態に切り換えられる。上記Pチャンネル型M
OSFETQ3のオン状態への変化に応じて、MOSF
ETQ5がオン状態に変化し、MOSFETQ2とQ5
の出力信号もハイレベルからロウレベルに向かって変化
する。このとき、MOSFETQ6はサイズが比較的小
さく形成されているから、このMOSFETQ2とQ5
による増幅出力に直ちに反応してオフ状態に切り換えら
れる。
On the contrary, when the input signal DIN changes from the high level to the low level, the P-channel MOSFET Q
1 and Q3 turned on, P-channel MOSFET Q
2 is switched off. P channel type M
In response to the change of the OSFET Q3 to the ON state, the MOSF
ETQ5 changes to ON state, MOSFETs Q2 and Q5
Output signal also changes from high level to low level. At this time, since the size of the MOSFET Q6 is relatively small, the MOSFETs Q2 and Q5 are
Immediately reacts to the amplified output by and is switched to the off state.

【0015】上記Pチャンネル型MOSFETQ1のオ
ン状態に応じてトランジスタT1のベース電位が上昇す
る。上記MOSFETQ6と同時にMOSFETQ7も
オフ状態になり、代わってPチャンネル型MOSFET
Q3のオン状態に応じてNチャンネル型MOSFETQ
8がオン状態となってトランジスタT2のベース電位を
引抜きオフ状態にさせる。これにより、出力信号dou
tがロウレベルからハイレベルに変化させる。出力信号
doutのロウレベルからハイレベルへのレベル変化
は、インバータ回路(Q10,Q11)により増幅され
てMOSFETQ12に伝えられる。MOSFETQ1
2がMOSFETQ6に遅れてオフ状態となる。これに
より、出力信号doutはハイレベルからロウレベルに
変化する。
The base potential of the transistor T1 rises according to the ON state of the P-channel MOSFET Q1. At the same time as the MOSFET Q6, the MOSFET Q7 is turned off, and the P-channel MOSFET is replaced.
N-channel MOSFET Q depending on the ON state of Q3
8 is turned on to pull out the base potential of the transistor T2 and turn it off. This causes the output signal dou
t is changed from low level to high level. The level change of the output signal dout from the low level to the high level is amplified by the inverter circuit (Q10, Q11) and transmitted to the MOSFET Q12. MOSFET Q1
2 is turned off after the MOSFET Q6. As a result, the output signal dout changes from the high level to the low level.

【0016】図3には、この発明が適用されるBiCM
OS構成のスタティック型RAMのにおけるメモリアレ
イ部とその周辺回路の一実施例の回路図が示されてい
る。同図には、1本のワード線W、1つのワード線選択
回路、1つのメモリセルMC、一対の相補データ線D
T,DB、及びその負荷回路、ライトリカバリ回路、セ
ンスアンプ及びカラムスイッチ回路が例示的に示されて
いる。また、上記センスアンプに対応した出力回路と、
データ入力回路IBも合わせて描かれている。
FIG. 3 shows a BiCM to which the present invention is applied.
A circuit diagram of an embodiment of a memory array section and its peripheral circuits in a static RAM having an OS structure is shown. In the figure, one word line W, one word line selection circuit, one memory cell MC, and a pair of complementary data lines D.
T, DB, and their load circuits, write recovery circuits, sense amplifiers, and column switch circuits are exemplarily shown. Also, an output circuit corresponding to the sense amplifier,
The data input circuit IB is also drawn.

【0017】メモリセルMCは、Pチャンネル型MOS
FETとNチャンネル型MOSFETからなるCMOS
インバータ回路の入力と出力とが交差接続されたCMO
Sラッチ回路と、その入出力ノードと相補データ線D
T,DBとの間に設けられたアドレス選択用の伝送ゲー
トMOSFETから構成される。メモリセルのハイレベ
ル側の動作電圧は回路の接地電位とされ、ロウレベル側
の動作電圧は、電圧発生回路により形成された定電圧V
EMが用いられる。この実施例のメモリセルは、完全C
MOS構成のメモリセルを用いるものであるが、Pチャ
ンネル型MOSFETに代えて、ポリシリコン層等から
なる高抵抗負荷を用いるものであってもよい。この高抵
抗負荷は、Nチャンネル型MOSFETのゲートに蓄積
された記憶レベルが、ドレインリーク電流によって失わ
れない程度の微小な電流を流すような高抵抗値にされ
る。それ故、高抵抗負荷は、通常のレシオ型インバータ
回路における負荷とは随分意味が異なる。このような高
抵抗負荷を用いた場合には、メモリセルのサイズ(専有
面積)を大幅に低減できる。しかしながら、メモリセル
のロウレベル側の動作電圧が−3.2V〜−3.3Vの
ような値にされると、メモリセルの動作が不安定となる
場合があるため、完全CMOS型のメモリセルの利用が
好ましい。
The memory cell MC is a P channel type MOS.
CMOS consisting of FET and N-channel MOSFET
CMO in which the input and output of the inverter circuit are cross-connected
S latch circuit, its input / output node and complementary data line D
It is composed of a transmission gate MOSFET for address selection provided between T and DB. The operating voltage on the high level side of the memory cell is the ground potential of the circuit, and the operating voltage on the low level side is the constant voltage V formed by the voltage generating circuit.
EM is used. The memory cell of this embodiment is a complete C
Although a memory cell having a MOS structure is used, a high resistance load made of a polysilicon layer or the like may be used instead of the P-channel MOSFET. The high resistance load is set to have a high resistance value such that the memory level accumulated in the gate of the N-channel MOSFET passes a minute current that is not lost by the drain leak current. Therefore, the high resistance load has a significantly different meaning from the load in the normal ratio type inverter circuit. When such a high resistance load is used, the size (occupied area) of the memory cell can be significantly reduced. However, when the operating voltage on the low level side of the memory cell is set to a value such as -3.2V to -3.3V, the operation of the memory cell may become unstable. Use is preferable.

【0018】メモリセルの伝送ゲートMOSFETのゲ
ートは、対応するワード線に接続される。このワード線
Wは、ワード線駆動回路NOR1により選択される。な
お、前記実施例ではNAND構成にされているので、こ
の実施例のようなNOR(ノア)ゲート構成にするため
には、Pチャンネル型MOSFETを直列形態にし、N
チャンネル型MOSFETを並列形態にすればよい。ま
た、電源電圧は、ハイレベル側を回路の接地電位とし、
ロウレベル側をVEE又はVEMに設定すればよい。例
えば、このノアゲート回路NOR1を3入力とし、合成
で7ビットのアドレス信号に対応した3つのプリデコー
ド回路の出力信号を供給すれば、128本のワード線の
中から1つのワード線を選択するような回路構成が実現
でき、上記の3種類のプリデコード信号が全てロウレベ
ルにされた1つのワード線選択回路からワード線選択信
号が形成される。
The gate of the transmission gate MOSFET of the memory cell is connected to the corresponding word line. The word line W is selected by the word line drive circuit NOR1. In addition, since the above-mentioned embodiment has the NAND structure, in order to obtain the NOR (nor) gate structure as in this embodiment, the P-channel type MOSFET is connected in series and
The channel type MOSFETs may be arranged in parallel. Also, the power supply voltage, the high level side is the ground potential of the circuit,
The low level side may be set to VEE or VEM. For example, if the NOR gate circuit NOR1 is used as three inputs and the output signals of three predecode circuits corresponding to a 7-bit address signal are supplied by synthesis, one word line is selected from 128 word lines. Such a circuit configuration can be realized, and a word line selection signal is formed from one word line selection circuit in which the above three types of predecode signals are all set to the low level.

【0019】相補データ線DT,DBには、Pチャンネ
ル型MOSFETMP1,MP2からなるデータ線負荷
手段が設けられる。これらのMOSFETMP1,MP
2は、そのコンダクタンスが書き込み特性を考慮して比
較的小さく形成され、そのゲートには定電圧VEMが定
常的に供給される。これらのMOSFETMP1,MP
2のソース,ドレインパスには、比較的大きなコンダク
タンスを持つようにされたPチャンネル型MOSFET
MP3,MP4のソース,ドレインパスが並列形態に設
けられる。これらのMOSFETMP3,MP4のゲー
トには、書き込み制御信号WE1が供給されることによ
り、書き込み動作以外のときにオン状態にされる。言い
換えるならぱ、上記MOSFETMP3,MP4は、M
OSFETMP1,MP2とともに読み出し動作のとき
のデータ線負荷を構成する。すなわち、読み出し動作の
ときには、相補データ線の信号振幅を制限して高速読み
出しを実現する。これに対して、書き込み動作のときに
は、制御信号WE1により上記比較的大きなコンダクタ
ンスを持つMOSFETMP3,MP4がオフ状態にさ
れ、相補データ線DT,DBに対する負荷が小さなコン
ダクタンスしか持たないMOSFETMP1,MP2で
構成されるようにすることにより相補データ線に伝えら
れる書き込みデータの信号振幅を大きくして高速書き込
みを行うようにするものである。
The complementary data lines DT and DB are provided with data line load means composed of P-channel type MOSFETs MP1 and MP2. These MOSFETs MP1, MP
2 has its conductance formed relatively small in consideration of the write characteristic, and the constant voltage VEM is constantly supplied to its gate. These MOSFETs MP1, MP
P channel type MOSFET with a relatively large conductance in the source and drain paths of 2.
Source and drain paths of MP3 and MP4 are provided in parallel. By supplying the write control signal WE1 to the gates of the MOSFETs MP3 and MP4, the MOSFETs MP3 and MP4 are turned on except during the write operation. In other words, the MOSFETs MP3 and MP4 are M
Together with the OSFETs MP1 and MP2, they constitute a data line load during a read operation. That is, at the time of the read operation, the signal amplitude of the complementary data line is limited to realize high speed read. On the other hand, in the write operation, the control signal WE1 turns off the MOSFETs MP3 and MP4 having the relatively large conductance, and the loads on the complementary data lines DT and DB are composed of the MOSFETs MP1 and MP2 having only a small conductance. By doing so, the signal amplitude of the write data transmitted to the complementary data line is increased and high speed writing is performed.

【0020】上記負荷回路には、ダイオード接続された
トランジスタQ3,Q4によりレベルシフトされたバイ
アス電圧が与えられる。すなわち、相補データ線DT,
DBの信号振幅のハイレベルは、−2VBEのような低い
電位にされる。これにより、書き込み動作のときの相補
データ線DT,DBの信号振幅が小さく制限されるか
ら、高速書き込みが可能になる。メモリセルの書き込み
は、相補データ線DT又はDBに伝えられるロウレベル
により支配的に行われるから、この実施例のようにハイ
レベルを−2VBEのように低くしても問題ない。すなわ
ち、メモリセルのオン状態にされた記憶MOSFETの
ゲート電位は、伝送ゲートMOSFETを介してロウレ
ベルにされた相補データ線の電位によって引き抜かれて
オフ状態に切り換えられ、その結果としてオフ状態にあ
った記憶MOSFETがオン状態なって情報の反転書き
込みが行われるからである。
A bias voltage level-shifted by the diode-connected transistors Q3 and Q4 is applied to the load circuit. That is, the complementary data lines DT,
The high level of the signal amplitude of DB is set to a low potential such as -2VBE. As a result, the signal amplitudes of the complementary data lines DT and DB at the time of the write operation are limited to a small value, so that high speed writing becomes possible. Since writing to the memory cell is predominantly performed by the low level transmitted to the complementary data line DT or DB, there is no problem even if the high level is lowered to -2VBE as in this embodiment. That is, the gate potential of the storage MOSFET in the ON state of the memory cell is pulled out by the potential of the complementary data line set to the low level via the transmission gate MOSFET and switched to the OFF state, and as a result, it is in the OFF state. This is because the storage MOSFET is turned on and information is inverted and written.

【0021】相補データ線DT,DBは、カラムスイッ
チ用のNチャンネル型MOSFETMN3,MN4を介
して一対の共通相補データ線CDT,CDBに接続され
る。この共通相補データ線CDT,CDBには、書き込
みデータを伝えるデータ入力バッファIBの出力端子が
接続される。上記カラムスイッチのMOSFETMN
3,MN4のゲートには、前記同様なレベル変換回路に
より構成されたノアゲート回路NOR2により形成され
たカラム選択信号Yが供給される。これらのノアゲート
回路NOR2においても、前記同様なプリデコーダ回路
により形成されたプリデコード信号が供給されて、カラ
ム選択信号が形成される。
The complementary data lines DT and DB are connected to a pair of common complementary data lines CDT and CDB via N-channel type MOSFETs MN3 and MN4 for column switches. Output terminals of a data input buffer IB for transmitting write data are connected to the common complementary data lines CDT and CDB. MOSFET MN of the above column switch
A column selection signal Y formed by a NOR gate circuit NOR2 composed of the same level conversion circuit as described above is supplied to the gates of 3 and MN4. Also in these NOR gate circuits NOR2, the predecode signal formed by the same predecoder circuit is supplied to form the column selection signal.

【0022】相補データ線DT,DBには、センスアン
プを構成する差動トランジスタQ5,Q6のベースに接
続される。すなわち、このメモリはカラムセンス方式と
される。これらの差動トランジスタQ5,Q6の共通エ
ミッタには、カラム選択信号Yを受けるスイッチMOS
FETMN1を介して定電流MOSFETMN2に接続
される。この定電流MOSFETMN2のゲートには、
前記定電圧VIEが供給されて定電流を形成する。
The complementary data lines DT and DB are connected to the bases of differential transistors Q5 and Q6 which form a sense amplifier. That is, this memory is of the column sense type. The common emitters of these differential transistors Q5 and Q6 have a switch MOS that receives the column selection signal Y.
It is connected to the constant current MOSFET MN2 via the FET MN1. At the gate of this constant current MOSFET MN2,
The constant voltage VIE is supplied to form a constant current.

【0023】上記差動トランジスタQ5,Q6のコレク
タは、電流/電圧変換回路に入力される。すなわち、上
記トランジスタQ5,Q6のコレクタは、定電圧VIE
を受けるMOSFETにより形成された定電流が流れる
ところの抵抗R2で形成されたバイアス電圧をそのベー
スに受けるトランジスタQ7,Q8のエミッタに接続さ
れる。これらのトランジスタQ7,Q8のエミッタに
は、定電圧VIEを受ける定電流MOSFETMN5,
MN7が設けられ、電流/電圧変換用の抵抗R1,R3
が設けられる。相補データ線DT,DBには、選択され
たメモリセルの記憶情報に対応したハイレベル/ロウレ
ベルが出力される。このハイレベル/ロウレベルを受け
てセンスアンプを構成する差動トランジスタQ5,Q6
がオン/オフ状態にされる。そして、カラム選択信号Y
によりオン状態にされたMOSFETMN1等を介して
定電流が上記差動トランジスタのオン/オフ状態に対応
して上記抵抗R1又はR3に流れる。これら抵抗R1と
R3により電圧信号に変換された読み出し信号は、トラ
ンジスタQ9,Q10及びエミッタ抵抗R4,R5から
なるエミッタフォロワ回路を介して出力バッファOBに
入力される。この出力バッファOBは、ECL回路から
構成され上記電圧変換された読み出し信号にしたがった
ECLレベルの出力信号Doを出力する。
The collectors of the differential transistors Q5 and Q6 are input to the current / voltage conversion circuit. That is, the collectors of the transistors Q5 and Q6 have a constant voltage VIE.
It is connected to the emitters of transistors Q7 and Q8 whose base receives the bias voltage formed by the resistor R2 in which the constant current formed by the MOSFET receiving the current flows. The emitters of these transistors Q7 and Q8 have constant current MOSFETs MN5 and MN5 that receive a constant voltage VIE.
MN7 is provided and resistors R1 and R3 for current / voltage conversion are provided.
Is provided. A high level / low level corresponding to the storage information of the selected memory cell is output to the complementary data lines DT and DB. The differential transistors Q5 and Q6 which form the sense amplifier upon receiving the high level / low level
Is turned on / off. Then, the column selection signal Y
A constant current flows through the resistor R1 or R3 corresponding to the on / off state of the differential transistor via the MOSFET MN1 and the like that are turned on by. The read signal converted into the voltage signal by the resistors R1 and R3 is input to the output buffer OB through the emitter follower circuit including the transistors Q9 and Q10 and the emitter resistors R4 and R5. The output buffer OB is composed of an ECL circuit and outputs an ECL level output signal Do according to the voltage-converted read signal.

【0024】トランジスタQ1とQ2は、ライトリカバ
リ回路を構成し、書き込み終了後に発生されるリカバリ
信号WRCによりオン状態にされ、書き込み信号が伝え
られることにより、比較的大きなレベル差を持つように
された相補データ線DT,DBのリセットを高速に行
う。上記リカバリ信号WRCは、エミッタフォロワ出力
トランジスタを介して出力される。それ故、相補データ
線DT,DBは、トランジスタQ1,Q2が、上記リカ
バリ信号WRCを形成する出力トランジスタとダーリン
トン形態に接続されるため、前記バイアス回路(トラン
ジスタQ3,Q4)回路に対応したバイアスレベル−2
VBEと等しいレベルにされる。
The transistors Q1 and Q2 constitute a write recovery circuit, which is turned on by a recovery signal WRC generated after the writing is completed, and the write signal is transmitted to have a relatively large level difference. The complementary data lines DT and DB are reset at high speed. The recovery signal WRC is output via the emitter follower output transistor. Therefore, in the complementary data lines DT and DB, the transistors Q1 and Q2 are connected to the output transistor that forms the recovery signal WRC in the Darlington form, so that the bias level corresponding to the bias circuit (transistors Q3 and Q4) circuit is set. -2
Brought to a level equal to VBE.

【0025】上記のようなスタティック型RAMにおい
て、外部から供給されたECLレベルのアドレス信号、
制御信号及び書き込みデータは、エミッタフォロワ等の
バッファを介して取り込まれ、上記図1に示したような
レベル変換回路によりCMOSレベルに変換される。
In the static RAM as described above, an ECL level address signal supplied from the outside,
The control signal and write data are fetched through a buffer such as an emitter follower and converted into a CMOS level by the level conversion circuit shown in FIG.

【0026】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、1入力のレベル変換回路に
おいて、ハイレベル側の出力信号を形成する出力トラン
ジスタのベース引抜きMOSFETとして、入力信号に
従ってスイッチ制御される比較的小さなMOSFETに
対して、出力信号の増幅出力に従ってスイッチ制御され
るMOSFETを並列形態に設けて可変抵抗素子として
作用させる。この構成では、信号変化開始時には小さな
MOSFETにより入力信号に対応して遅延なしに出力
信号を変化させ、この出力信号を増幅して帰還させるこ
とにより出力信号が一定レベルに低下した後に出力トラ
ンジスタのベースの引き抜きを高速行うことができると
いう効果が得られる。
The operational effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, in the one-input level conversion circuit, as a base extraction MOSFET of an output transistor that forms an output signal on the high level side, a switch control is performed according to an amplified output of the output signal with respect to a relatively small MOSFET that is switch controlled according to the input signal. The above MOSFETs are provided in parallel to operate as a variable resistance element. In this configuration, at the start of signal change, the output signal is changed by the small MOSFET in response to the input signal without delay, and the output signal is amplified and fed back to reduce the output signal to a certain level and then the base of the output transistor. It is possible to obtain the effect that the drawing can be performed at high speed.

【0027】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、
MOSFETQ3の負荷を構成するMOSFETQ4
は、ゲートに定常的に所定バイアス電圧が与えられた定
電流MOSFETに置き換えるものであってもよい。M
OSFETQ9はレベル変換動作には直接関係がないの
で省略できるものである。入力信号は、ECLレベルで
あることの他、それと同様な小さな信号振幅であればよ
い。MOSFETの導電型は、信号レベルや動作電圧に
対応して逆に構成するものであってもよい。例えば、動
作電圧が正の電圧で、入力信号が回路の接地電位を基準
にした小振幅の信号である場合には、Pチャンネル型M
OSFETとNチャンネル型MOSFETを入れ換えれ
ばよい。また、トランジスタはPNPトランジスタに置
き換えればよい。この発明に係るレベル変換回路は、前
記のようなBiCMOS構成のスタティック型RAMの
他、BiCMOS構成のゲートアレイ等のディジタル回
路等のような各種半導体集積回路装置に利用できる。
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, but the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example,
MOSFET Q4 constituting the load of MOSFET Q3
May be replaced with a constant current MOSFET whose gate is constantly given a predetermined bias voltage. M
The OSFET Q9 is not directly related to the level conversion operation and can be omitted. The input signal may be at the ECL level and may have a small signal amplitude similar to that. The conductivity type of the MOSFET may be inversely configured according to the signal level and the operating voltage. For example, when the operating voltage is a positive voltage and the input signal is a signal with a small amplitude based on the ground potential of the circuit, a P-channel type M
The OSFET and the N-channel MOSFET may be replaced with each other. The transistor may be replaced with a PNP transistor. INDUSTRIAL APPLICABILITY The level conversion circuit according to the present invention can be used in various semiconductor integrated circuit devices such as a static type RAM having a BiCMOS structure as described above and a digital circuit such as a gate array having a BiCMOS structure.

【0028】[0028]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
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。すなわち、1入力のレベル変換回路に
おいて、ハイレベル側の出力信号を形成する出力トラン
ジスタのベース引抜きMOSFETとして、入力信号に
従ってスイッチ制御される比較的小さなMOSFETに
対して、出力信号の増幅出力に従ってスイッチ制御され
るMOSFETを並列形態に設けて可変抵抗素子として
作用させることにより、信号変化開始時には小さなMO
SFETにより入力信号に対応して遅延なしに出力信号
を変化させることができ、この出力信号を帰還増幅信号
により出力トランジスタのベースの引き抜き電流が加算
されるから、高速なレベル変換動作を行うことができ
る。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in the one-input level conversion circuit, as a base extraction MOSFET of an output transistor that forms an output signal on the high level side, a switch control is performed according to an amplified output of the output signal with respect to a relatively small MOSFET that is switch controlled according to the input signal. These MOSFETs are provided in parallel and act as a variable resistance element, so that a small MO is generated at the start of signal change.
The output signal can be changed without delay in response to the input signal by the SFET, and the extraction current of the base of the output transistor is added to this output signal by the feedback amplification signal, so that high-speed level conversion operation can be performed. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係るレベル変換回路の一実施例を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a level conversion circuit according to the present invention.

【図2】従来のレベル変換回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional level conversion circuit.

【図3】この発明が適用されるBiCMOS構成のスタ
ティック型RAMのにおけるメモリアレイ部とその周辺
回路の一実施例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a memory array section and its peripheral circuits in a static RAM having a BiCMOS structure to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MC…メモリセル、OB…出力バッファ、IB…入力バ
ッファ。
MC ... Memory cell, OB ... Output buffer, IB ... Input buffer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比較的小さな信号振幅の入力信号がゲー
トとソース間に供給される第1のMOSFETと、基準
電圧がゲートに供給され、ソースに上記入力信号が供給
された第2のMOSFETと、上記入力信号がゲートと
ソース間に供給され、反転増幅信号を形成する第3のM
OSFETと、この反転増幅出力信号を受け上記第2の
MOSFETと相補的に制御される第5のMOSFET
と、上記第2と第5のMOSFETの出力信号を受け上
記第1のMOSFETと相補的に制御される第6のMO
SFETと、上記第1と第6のMOSFETの出力信号
を受ける第1の出力トランジスタと、この第1の出力ト
ランジスタとトーテムポール型プッシュプル形態にされ
た第2の出力トランジスタと、上記第5のMOSFET
の入力信号と第6のMOSFETの入力信号をそれぞれ
受けて、その出力信号により第2の出力トランジスタの
駆動信号を形成する第7と第8のMOSFETと、上記
第1と第2の出力トランジスタの出力信号を受けて反転
信号を形成するインバータ回路と、このインバータ回路
の出力信号を受けて第6のMOSFETと並列形態にさ
れた第12のMOSFETを備えたレベル変換回路を含
むことを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A first MOSFET in which an input signal having a relatively small signal amplitude is supplied between a gate and a source, and a second MOSFET in which a reference voltage is supplied to the gate and the input signal is supplied to a source. , The third M is supplied with the input signal between the gate and the source and forms an inverted amplified signal.
OSFET and a fifth MOSFET that receives the inverted amplified output signal and is complementarily controlled with the second MOSFET.
And a sixth MO which receives the output signals of the second and fifth MOSFETs and is complementarily controlled with the first MOSFET.
An SFET, a first output transistor for receiving the output signals of the first and sixth MOSFETs, a second output transistor in the totem pole type push-pull configuration with the first output transistor, and a fifth output transistor. MOSFET
Of the first and second output transistors and the seventh and eighth MOSFETs that receive the input signal of the second MOSFET and the input signal of the sixth MOSFET, respectively, and form the drive signal of the second output transistor by the output signal. An inverter circuit for receiving an output signal to form an inverted signal, and a level conversion circuit including an twelfth MOSFET in parallel with the sixth MOSFET for receiving the output signal of the inverter circuit. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 上記比較的小さな信号振幅の入力信号
は、ECLレベルに対応した入力信号であり、レベル変
換回路はCMOSレベルの出力信号を形成するものであ
ることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。
2. The input signal having a relatively small signal amplitude is an input signal corresponding to an ECL level, and the level conversion circuit forms an output signal of a CMOS level. Semiconductor integrated circuit device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021200404A1 (en) 2020-03-31 2021-10-07 株式会社Adeka Pressure-sensitive adhesive composition and method for producing same, and removable sheet provided with pressure-sensitive adhesive layer
KR20220156872A (en) 2020-03-31 2022-11-28 가부시키가이샤 아데카 Pressure-sensitive adhesive composition, manufacturing method thereof, and re-release sheet having pressure-sensitive adhesive layer

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