JPH0581873A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH0581873A
JPH0581873A JP3241106A JP24110691A JPH0581873A JP H0581873 A JPH0581873 A JP H0581873A JP 3241106 A JP3241106 A JP 3241106A JP 24110691 A JP24110691 A JP 24110691A JP H0581873 A JPH0581873 A JP H0581873A
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JP
Japan
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circuit
output
internal
signal
voltage
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Application number
JP3241106A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Iida
好和 飯田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0581873A publication Critical patent/JPH0581873A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a device improving the level margin of an ECL output signal by separating a voltage supplying line of the high level side of a differential transistor circuit from the voltage supplying line of other internal circuit. CONSTITUTION:An emitter-follower output transistor T3 is driven by differential transistors T1, T2 circuit forming the output signal corresponding to an ECL level by receiving an internal signal to output. The voltage supplying line L1 of the high level side of the differential transistors T1, T2 circuit is arranged so as to be separated from the voltage supplying line L2 of other internal circuit LOG forming the internal signal to output. Thus, since an operational current is dispersed by separating the voltage supplying lines, a voltage drop generated in the circuit is reduced and the high level margin of the output signal is increased in accordance with this matter.

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
に関し、例えば入出力インターフェイスがECL互換性
を持つもの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, and more particularly to a technique effective when used for an input / output interface having ECL compatibility.

【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。このようなスタティック型RAMとして
は、『VLSI回路 シンポジュウム予稿集』頁44
(1990 Symposiumon VLSI Circuits P.44)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, "VLSI Circuit Symposium Proceedings" page 44
(1990 Symposiumon VLSI Circuits P.44).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ECLインターフェイ
スを持つ半導体集積回路装置において、図4に示すよう
に内部回路LOGにより形成された出力すべきECLレ
ベルの信号は、差動トランジスタT1,T2からなる駆
動段により駆動されるエミッタフォロワ出力トランジス
タT3を通して出力される。この場合、上記のような内
部回路LOGの動作電圧と駆動段を構成する差動トラン
ジスタ回路の動作電圧線が同じ配線Lにより供給され
る。本願発明者においては、電源配線Lの分布抵抗rに
は内部回路LOGや駆動段の差動トランジスタ回路の動
作電流が流れるため、直流的に比較的大きな電圧降下が
発生し、外部端子から出力される出力信号におけるハイ
レベル(VOH)下限マージンが低下してしまうことに気
が付いた。この発明の目的は、ECL出力信号のレベル
マージンの改善を図っ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。
In a semiconductor integrated circuit device having an ECL interface, an ECL level signal to be output formed by an internal circuit LOG as shown in FIG. 4 is driven by differential transistors T1 and T2. It is output through an emitter follower output transistor T3 driven by the stage. In this case, the operating voltage of the internal circuit LOG as described above and the operating voltage line of the differential transistor circuit forming the driving stage are supplied by the same wiring L. In the present inventor, since the operating current of the internal circuit LOG and the differential transistor circuit of the driving stage flows through the distributed resistance r of the power supply line L, a relatively large DC voltage drop occurs and the voltage is output from the external terminal. I have noticed that the high level (V OH ) lower limit margin in the output signal is reduced. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device in which the level margin of the ECL output signal is improved. 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、下
記の通りである。すなわち、出力すべき内部信号を受け
てECLレベルに対応した出力信号を形成する差動トラ
ンジスタ回路によりエミッタフォロワ出力トランジスタ
を駆動するとともに、この差動トランジスタ回路のハイ
レベル側の電圧供給線を上記出力すべき内部信号を形成
する他の内部回路の電圧供給線と分離して配置する。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the emitter follower output transistor is driven by a differential transistor circuit that receives an internal signal to be output and forms an output signal corresponding to the ECL level, and the high-level side voltage supply line of the differential transistor circuit is output as described above. It is arranged separately from the voltage supply lines of other internal circuits that form the internal signals to be generated.

【0005】[0005]

【作用】上記した手段によれば、電源供給線の分離によ
り動作電流が分散されるためそこに発生する電圧降下が
小さくでき、それに応じて出力信号のハイレベルマージ
ンを大きくできる。
According to the above-mentioned means, since the operating current is dispersed by the separation of the power supply lines, the voltage drop generated there can be reduced, and the high level margin of the output signal can be increased accordingly.

【0006】[0006]

【実施例】図3には、この発明が適用されるスタティッ
ク型RAMのメモリアレイ部とその周辺回路の一実施例
の具体的回路図が示されている。同図の各回路素子は、
公知のCMOS技術又はバイポーラ型トランジスタとC
MOS回路とを組み合わせたBi−CMOS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おい
て形成される。なお、同図において、Pチャンネル型M
OSFETは、そのチャンネル部分(バックゲート部)
に矢印が付加されることによってNチャンネル型MOS
FETと区別される。この実施例のスタティック型RA
Mの入出力インターフェイスは、ECL回路と互換性を
持つようにされる。それ故、回路の接地電位に対して負
の電源電圧VEEを用いるようにされる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 shows a concrete circuit diagram of one embodiment of a memory array portion of a static RAM and its peripheral circuit to which the present invention is applied. Each circuit element in the figure is
Known CMOS technology or bipolar transistor and C
It is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by Bi-CMOS technology combined with a MOS circuit. In the figure, a P channel type M
OSFET is its channel part (back gate part)
N-channel MOS by adding an arrow to the
It is distinguished from the FET. Static type RA of this embodiment
The M input / output interface is made compatible with the ECL circuit. Therefore, the negative power supply voltage VEE is used with respect to the ground potential of the circuit.

【0007】メモリアレイは、代表として相補データ線
D0,D0Bに接続される2つのメモリセルが示されて
いる。メモリセルMCのそれぞれは、互いに同じ構成に
され、その1つの具体的回路が代表として示されている
ように、ゲートとドレインが互いに交差接続され、かつ
ソースが負の電源電圧VEEに結合されたNチャンネル
型の記憶MOSFETQ1,Q2と、上記MOSFET
Q1,Q2のドレインと回路の接地電位との間に設けら
れたポリ(多結晶)シリコン層からなる高抵抗R1,R
2とを含んでいる。上記MOSFETQ1,Q2の共通
接続点と相補データ線D0,D0Bとの間にNチャンネ
ル型の伝送ゲートMOSFETQ3,Q4が設けられて
いる。同じ行に配置されたメモリセルの伝送ゲートMO
SFETQ3,Q4等のゲートは、それぞれ例示的に示
された対応するワード線W0、Wn等に共通に接続さ
れ、同じ列に配置されたメモリセルの入出力端子は、上
記代表として例示的に示されている一対の相補データ線
(相補ビット線又は相補ディジット線とも呼ばれてい
る。)D0,D0Bに接続されている。
In the memory array, two memory cells connected to complementary data lines D0 and D0B are shown as a representative. Each of the memory cells MC has the same configuration as each other, and as its one specific circuit is representatively shown, the gate and the drain are cross-connected to each other and the source is coupled to the negative power supply voltage VEE. N-channel type storage MOSFETs Q1 and Q2 and the above MOSFET
High resistances R1 and R made of a poly (polycrystalline) silicon layer provided between the drains of Q1 and Q2 and the ground potential of the circuit
Includes 2 and. N-channel type transmission gate MOSFETs Q3 and Q4 are provided between the common connection point of the MOSFETs Q1 and Q2 and the complementary data lines D0 and D0B. Transmission gates MO of memory cells arranged in the same row
The gates of the SFETs Q3, Q4, etc. are commonly connected to corresponding corresponding word lines W0, Wn, etc., and the input / output terminals of the memory cells arranged in the same column are exemplarily shown as the above representative. Connected to a pair of complementary data lines (also referred to as complementary bit lines or complementary digit lines) D0 and D0B.

【0008】メモリセルMCにおいて、MOSFETQ
1,Q2及び抵抗R1,R2は、一種のフリップフロッ
プ回路を構成しているが、情報保持状態における動作点
は、普通の意味でのフリップフロップ回路のそれと随分
異なる。すなわち、上記メモリセルMCにおいて、それ
を低消費電力にさせるため、その抵抗R1は、MOSF
ETQ1がオフ状態にされているときのMOSFETQ
2のゲート電圧をそのしきい値電圧よりも若干高い電圧
に維持させることができる程度の著しく高い抵抗値にさ
れる。同様に抵抗R2も高抵抗値にされる。言い換える
と、上記抵抗R1、R2は、MOSFETQ1、Q2の
ドレインリーク電流を補償できる程度の高抵抗にされ
る。抵抗R1、R2は、MOSFETQ2のゲート容量
(図示しない)に蓄積されている情報電荷が放電させら
れてしまうのを防ぐ程度の電流供給能力を持つ。
In the memory cell MC, the MOSFET Q
1, Q2 and resistors R1, R2 form a kind of flip-flop circuit, but the operating point in the information holding state is quite different from that of the flip-flop circuit in the ordinary sense. That is, in order to reduce the power consumption of the memory cell MC, the resistance R1 of the memory cell MC is
MOSFETQ when ETQ1 is turned off
It has a remarkably high resistance value such that the gate voltage of 2 can be maintained at a voltage slightly higher than its threshold voltage. Similarly, the resistance R2 is also set to a high resistance value. In other words, the resistors R1 and R2 are made high enough to compensate the drain leak currents of the MOSFETs Q1 and Q2. The resistors R1 and R2 have a current supply capability that prevents the information charges accumulated in the gate capacitance (not shown) of the MOSFET Q2 from being discharged.

【0009】この実施例に従うと、メモリ部がRAMが
CMOS−IC技術によって製造されるにもかかわら
ず、上記のようにメモリセルMCはNチャンネルMOS
FETとポリシリコン抵抗素子とから構成される。スタ
ティック型RAMのメモリセルとしては、上記ポリシリ
コン抵抗素子に代えてPチャンネルMOSFETを用い
ることもできる。メモリセルMCは、PチャンネルMO
SFETを用いる場合に比べ、その大きさを小さくでき
る。すなわち、ポリシリコン抵抗を用いた場合、駆動M
OSFETQ1又はQ2のゲート電極上に形成できると
ともに、それ自体のサイズを小型化できる。そして、P
チャンネルMOSFETを用いたときのように、駆動M
OSFETQ1,Q2から比較的大きな距離を持って離
さなければならないことがないので無駄な空白部分が生
じない。
According to this embodiment, the memory cell MC is an N-channel MOS as described above, even though the RAM is manufactured by the CMOS-IC technique in the memory section.
It is composed of a FET and a polysilicon resistance element. As a memory cell of the static RAM, a P-channel MOSFET can be used instead of the polysilicon resistance element. The memory cell MC is a P channel MO
The size can be reduced as compared with the case of using the SFET. That is, when a polysilicon resistor is used, the driving M
It can be formed on the gate electrode of the OSFET Q1 or Q2, and the size of itself can be reduced. And P
Drive M as when using a channel MOSFET
Since it is not necessary to separate the OSFETs Q1 and Q2 with a relatively large distance, there is no useless blank portion.

【0010】同図において、特に制限されないが、各相
補データ線D0,D0Bと回路の接地電位との間には、
そのゲートに定常的に電源電圧VEEが供給されること
によって抵抗素子として作用するPチャンネル型の負荷
MOSFETQ9,Q10が設けられる。これらの負荷
MOSFETQ9,Q10は、そのサイズが比較的小さ
く形成されることによって、小さなコンダクタンスを持
つようにされる。これらの負荷MOSFETQ9,Q1
0には、それぞれ並列形態にPチャンネル型の負荷MO
SFETQ11,Q12が設けられる。これらの負荷M
OSFETQ11,Q12は、そのサイズが比較的大き
く形成されることによって、比較的大きなコンダクタン
スを持つようにされる。上記MOSFETQ9〜Q12
がオン状態における合成コンダクタンスとメモリセルM
Cの伝送ゲートMOSFET及び記憶用MOSFETの
合成コンダクタンスとの比は、上記メモリセルMCの読
み出し動作において、相補データ線D0,D0B等が、
その記憶情報に従った所望の電位差を持つような値に選
ばれる。上記各負荷MOSFETQ11,Q12のゲー
トには、書き込み動作の時に回路の接地電位のようなハ
イレベルにされる内部書き込み信号WEが供給される。
これにより、書き込み動作のとき、上記負荷MOSFE
TQ11,Q12はオフ状態にされる。したがって、書
き込み動作における相補データ線の負荷手段は、上記小
さなコンダクタンスのMOSFETQ9,Q10のみと
なる。
In the figure, although not particularly limited, between the complementary data lines D0 and D0B and the ground potential of the circuit,
P-channel type load MOSFETs Q9 and Q10, which act as resistance elements when the power supply voltage VEE is constantly supplied to their gates, are provided. These load MOSFETs Q9 and Q10 are formed to have a relatively small size so that they have a small conductance. These load MOSFETs Q9, Q1
0 is the load MO of P-channel type in parallel form.
SFETs Q11 and Q12 are provided. These loads M
The OSFETs Q11 and Q12 are formed to have a relatively large size so that they have a relatively large conductance. The MOSFETs Q9 to Q12
Conductance and memory cell M in the ON state
The ratio of the combined conductance of the transmission gate MOSFET and the storage MOSFET of C is such that in the read operation of the memory cell MC, the complementary data lines D0 and D0B are
The value is selected so as to have a desired potential difference according to the stored information. An internal write signal WE, which is set to a high level such as the ground potential of the circuit during the write operation, is supplied to the gates of the load MOSFETs Q11 and Q12.
As a result, during the write operation, the load MOSFET
TQ11 and Q12 are turned off. Therefore, the load means of the complementary data line in the write operation is only the MOSFETs Q9 and Q10 having the small conductance.

【0011】この実施例では、特に制限されないが、カ
ラムスイッチを通して読み出されるメモリセルの読み出
し信号の信号振幅をメモリセルのアドレスに無関係にほ
ぼ一定にするために、上記のような負荷MOSFETQ
9〜Q12は、相補データ線D0,D0Bの遠端側、言
い換えるならばら、カラムスイッチ側に接続されるデー
タ線の端に対して反対側の端ではなく、相補データ線と
カラムスイッチに近接して設けられる。具体的に説明す
るならば、上記負荷MOSFETQ9〜Q12は、カラ
ムスイッチに最も近い位置に配置されるメモリセルとカ
ラムスイッチとの間に配置される。
In this embodiment, although not particularly limited, in order to make the signal amplitude of the read signal of the memory cell read through the column switch substantially constant regardless of the address of the memory cell, the load MOSFET Q as described above is used.
9 to Q12 are not on the far end side of the complementary data lines D0 and D0B, in other words, on the side opposite to the end of the data line connected to the column switch side, but near the complementary data line and the column switch. Is provided. More specifically, the load MOSFETs Q9 to Q12 are arranged between the column switch and the memory cell arranged closest to the column switch.

【0012】同図において、ワード線W0は、Xデコー
ダ回路XDCRとワードドライバWDとによって選択さ
れるが、同図では図面が複雑化されるのを防ぐために、
ノア(NOR)ゲート回路G1によりXデコーダ回路X
DCRとワードドライバWDを兼ねている。このこと
は、他の代表として示されているワード線Wnについて
も同様である。Xデコーダ回路XDCRは、相互におい
て類似のノアゲート回路G1,G2等により構成され
る。これらのノアゲート回路G1,G2等の入力端子に
は、外部から供給される複数ビットからなるX系の外部
アドレス信号AX(AX0〜AXi)を受けるアドレス
バッファXBによって形成された内部相補アドレス信号
が所定の組合せをもって印加される。なお、実際には、
Xデコーダ回路XDCRは、プリデコーダを設ける等し
て分割して多段構成されるが、この実施例でそれを1つ
のノアゲート回路により機能的に示している。
In the figure, the word line W0 is selected by the X decoder circuit XDCR and the word driver WD. In the figure, in order to prevent the drawing from being complicated,
X decoder circuit X by NOR gate circuit G1
It also serves as DCR and word driver WD. This also applies to the word line Wn shown as another representative. The X decoder circuit XDCR is composed of NOR gate circuits G1 and G2 which are similar to each other. An internal complementary address signal formed by an address buffer XB for receiving an X-system external address signal AX (AX0 to AXi) consisting of a plurality of bits supplied from the outside is predetermined at the input terminals of these NOR gate circuits G1, G2 and the like. Are applied in combination. In addition, in fact,
The X decoder circuit XDCR is divided into multiple stages such as by providing a predecoder, and this is functionally shown by one NOR gate circuit in this embodiment.

【0013】上記メモリアレイにおける相補データ線D
0と読み出し用の共通相補データ線RCDとの間には、
Pチャンネル型MOSFETQ5かならるカラムスイッ
チが設けられる。他のデータ線D0Bと読み出し用の共
通相補データ線RCDBとの間にも、Pチャンネル型M
OSFETQ6からなるカラムスイッチが設けられる。
上記メモリアレイにおける相補データ線D0と書き込み
用の共通相補データ線WCDとの間には、Nチャンネル
型MOSFETQ7かならるカラムスイッチが設けられ
る。他のデータ線D0Bと書き込み用の共通相補データ
線WCDBとの間にも、Nチャンネル型MOSFETQ
8からなるカラムスイッチが設けられる。上記Nチャン
ネル型MOSFETQ7とQ8のゲートには、カラム選
択信号Y0が供給され、Pチャンネル型MOSFETQ
5とQ6のゲートには、インバータ回路N1によって反
転されたカラム選択信号Y0が供給される。これによ
り、カラム選択信号Y0がハイレベルの選択レベルにさ
れると、上記Nチャンネル型MOSFETQ7,Q8と
Pチャンネル型MOSFETQ5,Q6がオン状態にさ
れる。上記カラム選択信号Y0は、上記Xデコーダ回路
XDCRと類似の回路から構成されるXデコード回路
(図示せず)により形成される。
Complementary data line D in the memory array
Between 0 and the common complementary data line RCD for reading,
A column switch is provided which conforms to the P-channel MOSFET Q5. A P-channel type M is also provided between the other data line D0B and the common complementary data line RCDB for reading.
A column switch including the OSFET Q6 is provided.
A column switch consisting of an N-channel MOSFET Q7 is provided between the complementary data line D0 and the write common complementary data line WCD in the memory array. The N-channel MOSFET Q is also provided between the other data line D0B and the common complementary data line WCDB for writing.
A column switch consisting of 8 is provided. A column selection signal Y0 is supplied to the gates of the N-channel MOSFETs Q7 and Q8, and the P-channel MOSFET Q
The column selection signal Y0 inverted by the inverter circuit N1 is supplied to the gates of 5 and Q6. As a result, when the column selection signal Y0 is set to the high selection level, the N-channel MOSFETs Q7 and Q8 and the P-channel MOSFETs Q5 and Q6 are turned on. The column selection signal Y0 is formed by an X decoding circuit (not shown) composed of a circuit similar to the X decoder circuit XDCR.

【0014】読み出し動作のときには、回路の接地電位
に対してデータ線負荷抵抗等にメモリ電流が流れること
より生じる電圧降下分が読み出し信号として出力され
る。それ故、上記のようにPチャンネル型MOSFET
をカラムスイッチとして用いることにより、データ線に
おけるメモリセルの読み出し信号をMOSFETのしき
い値電圧によるレベル損失が生じることなく、そのまま
共通相補データ線CD,CDB側に伝えることができ
る。また、書き込み動作においては、相補データ線D
0,D0Bのうち、一方を回路の接地電位のようなロウ
レベルにして、それに接続されるメモリセルの記憶MO
SFETをオフ状態にさせることより、他方の記憶MO
SFETをオン状態に切り換える。それ故、上記のよう
にNチャンネル型MOSFETをカラムスイッチとして
用いることにより、回路の接地電位のロウレベルをその
ままデータ線に伝えることができる。
In the read operation, the voltage drop caused by the memory current flowing through the data line load resistance or the like with respect to the ground potential of the circuit is output as a read signal. Therefore, as described above, the P-channel MOSFET
Is used as a column switch, the read signal of the memory cell on the data line can be directly transmitted to the common complementary data lines CD and CDB side without causing level loss due to the threshold voltage of the MOSFET. In the write operation, the complementary data line D
One of 0 and D0B is set to a low level such as the ground potential of the circuit, and the memory MO of the memory cell connected thereto is
By turning off the SFET, the other memory MO
Switch the SFET on. Therefore, by using the N-channel MOSFET as a column switch as described above, the low level of the ground potential of the circuit can be transmitted to the data line as it is.

【0015】この実施例において、読み出し用の共通相
補データ線RCD,RCDには、読み出し用の共通相補
データ線に給電を行うPチャンネル型からなる負荷MO
SFETQ15,Q14が設けられる。これらの負荷M
OSFETQ15,Q14のゲートには、回路の接地電
位のようなロウレベルが定常的に供給されることによっ
て抵抗素子として作用する。この負荷MOSFETQ1
5,Q14の抵抗値は、上記データ線D0,D0Bに設
けられる負荷MOSFETQ11,Q12に対して十分
大きな抵抗値を持つように設定される。
In this embodiment, the common complementary data lines RCD and RCD for reading are load MO of P-channel type for supplying power to the common complementary data line for reading.
SFETs Q15 and Q14 are provided. These loads M
A low level such as the ground potential of the circuit is constantly supplied to the gates of the OSFETs Q15 and Q14, thereby acting as a resistance element. This load MOSFET Q1
The resistance values of Q5 and Q14 are set to have sufficiently large resistance values with respect to the load MOSFETs Q11 and Q12 provided on the data lines D0 and D0B.

【0016】上記読み出し用の共通相補データ線RC
D,RCDBは、センスアンプSAの入力端子に結合さ
れる。センスアンプSAの出力信号は、外部端子から出
力信号を送出するデータ出力回路DOBの入力端子に伝
えられる。上記書き込み用の共通相補データ線WCD,
WCDBは、書き込みアンプWAの出力端子に結合され
る。この書き込みアンプWAの入力端子には、外部端子
から供給される書き込みデータを受けるデータ入力回路
DIBの出力信号が供給される。このように共通データ
線を読み出し用と書き込み用に分離することにより、セ
ンスアンプSA及び書き込みアンプWAの動作に最適に
共通相補データ線の負荷条件を設定することができるも
のとなる。そして、特に制限されないが、高速読み出し
化のために読み出し用の共通相補データ線RCD,RC
DB間にイコライズ用のPチャンネル型MOSFETQ
13が設けられる。このMOSFETQ13のゲートに
は、イコライズパルスEQが供給される。
Common complementary data line RC for reading
D and RCDB are coupled to the input terminal of the sense amplifier SA. The output signal of the sense amplifier SA is transmitted to the input terminal of the data output circuit DOB which outputs the output signal from the external terminal. The common complementary data line WCD for writing,
WCDB is coupled to the output terminal of write amplifier WA. The output signal of the data input circuit DIB that receives the write data supplied from the external terminal is supplied to the input terminal of the write amplifier WA. By thus separating the common data line for reading and for writing, the load condition of the common complementary data line can be optimally set for the operations of the sense amplifier SA and the write amplifier WA. Then, although not particularly limited, common complementary data lines RCD and RC for reading are used for high-speed reading.
P channel MOSFET Q for equalizing between DB
13 is provided. An equalizing pulse EQ is supplied to the gate of the MOSFET Q13.

【0017】イコライズパルスEQは、パルス発生回路
EQGにより形成される。このパルス発生回路EQG
は、X系のアドレス信号変化検出回路XATDにより形
成されたパルスADXとY系のアドレス信号変化検出回
路YATDにより形成されたパルスADYと書き込み制
御信号WEとを受け、書き込み動作以外であってX系又
はY系のいずれか1ビットのアドレス信号でも変化した
とき、それに対応してイコライズパルスEQを発生させ
る。
The equalizing pulse EQ is formed by the pulse generating circuit EQG. This pulse generation circuit EQG
Receives the pulse ADX formed by the X-system address signal change detection circuit XATD, the pulse ADY formed by the Y-system address signal change detection circuit YATD, and the write control signal WE. Alternatively, when any one-bit address signal of the Y system changes, the equalize pulse EQ is generated correspondingly.

【0018】なお、この実施例のスタティック型RAM
のメモリセルからの読し動作は、次の通りである。メモ
リセルのオン状態にされる記憶MOSFETは、定電流
源とみなすことができる。それ故、メモリセルからの読
み出しロウレベルは、負荷MOSFETQ11,Q12
に最も近いメモリセルMCnでは、データ線負荷MOS
FETQ11,Q12の抵抗分RLにメモリ電流Ioが
流れることより発生する電圧降下となる。上記メモリ電
流Ioは、上記抵抗RLに並列形態に設けられるカラム
スイッチの抵抗分RYと共通データ線負荷MOSFET
Q15,Q14の抵抗分RPにも分流して流れるが、こ
れらの抵抗RY及びRPの直列合成抵抗は、上記抵抗R
Lに比べて十分大きいから実質的に無視できる。これに
対して、上記負荷MOSFETからもっとも遠い位置に
配置されるメモリセルMC0では、上記抵抗RLとデー
タ線の抵抗分RDにメモリ電流Ioが流れることにな
る。それ故、メモリセルの入出力ノードでは、上記抵抗
RL+RDによる大きな信号振幅にされるが、カラムス
イッチ側では上記同様に抵抗RLにメモリ電流Ioが流
れることにより発生する電圧降下分のみとなる。それ
故、読み出し用の共通相補データ線RDC,RCDBを
通してセンスアンプSAの入力に伝えられるメモリセル
の読み出し信号は、X系のアドレスに無関係にほぼ一定
にできる。
The static RAM of this embodiment
The read operation from the memory cell is as follows. The storage MOSFET in which the memory cell is turned on can be regarded as a constant current source. Therefore, the read low level from the memory cell is equal to the load MOSFETs Q11 and Q12.
The memory cell MCn closest to the
A voltage drop occurs due to the memory current Io flowing through the resistance component RL of the FETs Q11 and Q12. The memory current Io and the resistance RY of the column switch provided in parallel with the resistance RL and the common data line load MOSFET
The resistance component RP of Q15 and Q14 is also shunted and flows, but the series combined resistance of these resistors RY and RP is
Since it is sufficiently larger than L, it can be substantially ignored. On the other hand, in the memory cell MC0 arranged farthest from the load MOSFET, the memory current Io flows through the resistance RL and the resistance RD of the data line. Therefore, at the input / output node of the memory cell, a large signal amplitude is set by the resistor RL + RD, but on the column switch side, there is only a voltage drop caused by the memory current Io flowing through the resistor RL as described above. Therefore, the read signal of the memory cell transmitted to the input of the sense amplifier SA through the common read complementary data lines RDC and RCDB can be made substantially constant regardless of the X-system address.

【0019】図1には、この発明に係るECL出力回路
の一実施例の回路図が示されている。同図の各回路素子
に付された回路記号が、前記図3のものと一部重複して
いるが、それぞれは別個の回路機能を実現するものであ
ると理解されたい。同図において、内部回路LOGは、
前記のようなスタティック型RAMのメモリ部及びその
アドレス選択回路とセンスアンプSA等を含み、センス
アンプにより形成された読み出し出力信号は、特に制限
されないが、データ出力回路DOBの駆動段としての差
動トランジスタT1のベースに供給される。他方の差動
トランジスタT2のベースには基準電圧VBBが供給さ
れる。この構成に代え、センスアンプにおいて相補的な
ECLレベルの信号を形成し、それを差動トランジスタ
T1,T2のベースに供給するものとしてもよい。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the ECL output circuit according to the present invention. Although the circuit symbols given to the respective circuit elements in the same drawing partially overlap with those in FIG. 3, it should be understood that each realizes a separate circuit function. In the figure, the internal circuit LOG is
The read output signal formed by the sense amplifier, which includes the memory unit of the static RAM and the address selection circuit thereof and the sense amplifier SA, is not particularly limited, but is a differential as a drive stage of the data output circuit DOB. It is supplied to the base of the transistor T1. The reference voltage VBB is supplied to the base of the other differential transistor T2. Instead of this configuration, a complementary ECL level signal may be formed in the sense amplifier and supplied to the bases of the differential transistors T1 and T2.

【0020】エミッタフォロワ出力トランジスタT3
は、上記差動トランジスタ回路の出力信号を受けてベー
ス,エミッタ間電圧VBEだけレベルシフトされたECL
レベルの出力信号を形成して外部端子Vout から出力す
る。特に制限されないが、この出力トランジスタT3の
エミッタと−2Vのような動作電圧VTTの間には、負
荷抵抗R3が設けられる。なお、出力トランジスタT3
は、上記負荷抵抗R3を省略して、外部回路に共通の負
荷回路を設けてワイヤードオア論理を採るようにするも
のであってもよい。
Emitter follower output transistor T3
Is an ECL whose level is shifted by the base-emitter voltage VBE in response to the output signal of the differential transistor circuit.
A level output signal is formed and output from the external terminal Vout. Although not particularly limited, a load resistor R3 is provided between the emitter of the output transistor T3 and the operating voltage VTT such as -2V. The output transistor T3
May omit the load resistor R3 and provide a common load circuit in the external circuit so as to adopt the wired OR logic.

【0021】この実施例では、上記差動トランジスタ回
路に対するハイレベル側の電源線は、電源電圧VCC
(GND)を供給するボンディングパッドから分岐させ
た配線L1とする。他の内部回路LOGに対しては、上
記ボンディングパッドから分岐させられた配線L2が設
けられる。これにより、上記内部回路LOGの電源供給
線L2に対して差動トランジスタ回路の電源供給線L1
が分離される。この構成では、それぞれの分布抵抗r
1,r2における電圧降下は、それぞれに流れる動作電
流に対応したものとなる。この結果、差動トランジスタ
回路側からみれば、電源供給線の分布抵抗値が同(r=
r1=r2)でも、内部回路LOGの動作電流はそれに
対応した分布抵抗r2に流れ、分布抵抗r1には差動ト
ランジスタ回路の定電流Ioしか流れないから、そこで
発生する電圧降下が大幅に低減される。これにより、差
動トランジスタ回路により形成されるハイレベルの出力
信号は、上記分布抵抗r1と定電流Ioに対応した小さ
い電圧ドロップしか生じないから出力信号のハイレベル
マージンを拡大できる。
In this embodiment, the power supply line on the high level side for the differential transistor circuit is the power supply voltage VCC.
The wiring L1 is branched from the bonding pad that supplies (GND). For the other internal circuit LOG, the wiring L2 branched from the bonding pad is provided. Thereby, the power supply line L1 of the differential circuit is different from the power supply line L2 of the internal circuit LOG.
Are separated. In this configuration, each distributed resistance r
The voltage drops at 1 and r2 correspond to the operating currents flowing through them. As a result, the distributed resistance values of the power supply lines are the same (r =
Even if r1 = r2), the operating current of the internal circuit LOG flows through the corresponding distributed resistance r2, and only the constant current Io of the differential transistor circuit flows through the distributed resistance r1. Therefore, the voltage drop generated there is greatly reduced. It As a result, the high-level output signal formed by the differential transistor circuit has only a small voltage drop corresponding to the distributed resistance r1 and the constant current Io, so that the high-level margin of the output signal can be expanded.

【0022】図1において、出力トランジスタT3のコ
レクタに供給される動作電圧VCC(GND)は、配線
L1又はL2のいずれを用いてもよい。出力信号Vout
のレベルは、駆動段を構成する差動トランジスタ回路の
出力信号から、トランジスタT3のベース,エミッタ間
電圧VBEだけレベルシフトされた電圧となり、トランジ
スタT3のコレクタ電圧に無関係となるからである。た
だし、出力トランジスタT3のコレクタを電源供給線L
1に接続した場合には、その動作電流により分布抵抗r
1の電圧ドロップを増大させる。したがって、出力トラ
ンジスタT3のコレクタは、内部回路LOG側の電源供
給線L2を用いるか、又は独立した配線を新たに設ける
ことが望ましい。
In FIG. 1, the operating voltage VCC (GND) supplied to the collector of the output transistor T3 may use either the wiring L1 or L2. Output signal Vout
Is a voltage level-shifted by the base-emitter voltage VBE of the transistor T3 from the output signal of the differential transistor circuit forming the drive stage, and is independent of the collector voltage of the transistor T3. However, the collector of the output transistor T3 is connected to the power supply line L
When connected to 1, the distributed resistance r
Increase the voltage drop of 1. Therefore, as the collector of the output transistor T3, it is desirable to use the power supply line L2 on the internal circuit LOG side or to newly provide an independent wiring.

【0023】図2には、この発明に係るECL出力回路
の他の一実施例の回路図が示されている。この実施例で
は、駆動段を構成する差動トランジスタ回路の電源供給
線L1と他の内部回路LOG等との電源供給線L2にそ
れぞれ対応してボンディングパッドVCC1,VCC2
が設けられる。このボンディングパッドVCC1とVC
C2とは、ワイヤーボンディングにおいて共通の外部リ
ードに接続してもよいし、それぞれ独立した外部リード
に接続されてもよい。この構成では、電源供給線の分離
がいっそう確実にできるから、レベルマージンの拡大を
図ることができるものとなる。
FIG. 2 is a circuit diagram of another embodiment of the ECL output circuit according to the present invention. In this embodiment, the bonding pads VCC1 and VCC2 respectively correspond to the power supply line L1 of the differential transistor circuit forming the drive stage and the power supply line L2 of the other internal circuits LOG and the like.
Is provided. This bonding pad VCC1 and VC
C2 may be connected to a common external lead in wire bonding, or may be connected to independent external leads. With this configuration, the power supply lines can be more reliably separated, so that the level margin can be expanded.

【0024】なお、この発明を図3のようなスタティッ
ク型RAMに適用する場合、電源供給線は、メモリアレ
イ部、アドレスバッファ等のような入力回路、及びデコ
ーダ回路のようなアドレス選択回路とに分けて、ボンデ
ィングパッドから分岐させた電源供給線を設ける構成し
てもよい。また、データを4ビット又は8ビットのよう
に複数ビットの単位で出力させる場合、各ビットに対応
した差動トランジスタ回路毎に電源供給線を分離して構
成するもの他、各ビットに対応した差動トランジスタ回
路に共通に電源供給線を設ける構成としてもよい。
When the present invention is applied to the static RAM as shown in FIG. 3, the power supply lines are connected to the memory array section, the input circuit such as the address buffer, and the address selection circuit such as the decoder circuit. Alternatively, a power supply line branched from the bonding pad may be provided. Further, when outputting data in units of multiple bits such as 4 bits or 8 bits, a power supply line is separately configured for each differential transistor circuit corresponding to each bit, and a difference corresponding to each bit is provided. A power supply line may be provided commonly to the moving transistor circuits.

【0025】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) 出力すべき内部信号を受けてECLレベルに対
応した出力信号を形成する差動トランジスタ回路により
エミッタフォロワ出力トランジスタを駆動するととも
に、この差動トランジスタ回路のハイレベル側の電圧供
給線を上記出力すべき内部信号を形成する他の内部回路
の電圧供給線と分離することにより、動作電流の分散に
伴い電源供給線において発生する電圧降下が小さくで
き、それに応じて出力信号のハイレベルマージンを大き
くできるという効果が得られる。 (2) 共通のボンディングパッドから分岐させられた
電源供給線を用いることより、比較的大きな占有面積を
持つボンディングバッドの数を増加させることなく、出
力信号のハイレベルマージンを大きくできるという効果
が得られる。 (2) 内部電源供給線に対応してボンディングパッド
を設け、ワイヤーボンディングにより外部端子に共通に
接続することにより、外部端子数の増加させることな
く、電源インピーダンスをより小さくできるので出力信
号のハイレベルマージンをより大きくできるという効果
が得られる。
The operational effects obtained from the above embodiment are as follows. (1) An emitter follower output transistor is driven by a differential transistor circuit that receives an internal signal to be output and forms an output signal corresponding to the ECL level, and a voltage supply line on the high level side of this differential transistor circuit Is separated from the voltage supply lines of other internal circuits that form the internal signal to be output, the voltage drop generated in the power supply line due to the dispersion of the operating current can be reduced, and the high level of the output signal This has the effect of increasing the margin. (2) By using the power supply line branched from the common bonding pad, the high level margin of the output signal can be increased without increasing the number of bonding pads having a relatively large occupied area. Be done. (2) By providing a bonding pad corresponding to the internal power supply line and connecting it to the external terminals in common by wire bonding, the power supply impedance can be made smaller without increasing the number of external terminals, so the output signal high level. The effect that the margin can be increased can be obtained.

【0026】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
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、図1
又は図2において、差動トランジスタT1,T2のコレ
クタ間には、レベルリミッタ回路のような付加回路を設
けるものとしてもよい。この発明は、ECL互換性を持
つスタティック型RAMの他、ECL互換性を持つBi
−CMOSゲートアレイ又はECLロジック等のように
ECL出力回路を持つ各種半導体集積回路装置に広く利
用できる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG.
Alternatively, in FIG. 2, an additional circuit such as a level limiter circuit may be provided between the collectors of the differential transistors T1 and T2. In addition to the static type RAM having ECL compatibility, the present invention is Bi compatible with ECL.
-It can be widely used for various semiconductor integrated circuit devices having an ECL output circuit such as a CMOS gate array or ECL logic.

【0027】[0027]

【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、出力すべき内部信号を受け
てECLレベルに対応した出力信号を形成する差動トラ
ンジスタ回路によりエミッタフォロワ出力トランジスタ
を駆動するとともに、この差動トランジスタ回路のハイ
レベル側の電圧供給線を上記出力すべき内部信号を形成
する他の内部回路の電圧供給線と分離することにより、
動作電流の分散に伴い電源供給線において発生する電圧
降下が小さくでき、それに応じて出力信号のハイレベル
マージンを大きくできる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the emitter follower output transistor is driven by a differential transistor circuit that receives an internal signal to be output and forms an output signal corresponding to the ECL level, and the high-level side voltage supply line of the differential transistor circuit is output as described above. By separating from the voltage supply line of other internal circuits that form the internal signal to be
The voltage drop that occurs in the power supply line due to the dispersion of the operating current can be reduced, and the high level margin of the output signal can be increased accordingly.

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

【図1】この発明に係るECL出力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 an ECL output circuit according to the present invention.

【図2】この発明に係るECL出力回路の他の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the ECL output circuit according to the present invention.

【図3】この発明が適用されるスタティック型RAMの
メモリアレイ部とその周辺回路の一実施例を示す具体的
回路図である。
FIG. 3 is a specific circuit diagram showing an embodiment of a memory array section of a static RAM and its peripheral circuits to which the present invention is applied.

【図4】従来のECL出力回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional ECL output circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

LOG…内部回路、VCC,VCC1,VCC2…ボン
ディングパッド、L,L1,L2…電源供給線、r,r
1,r2…分布抵抗、T1〜T3…トランジスタ、SA
…センスアンプ、XB…X系アドレスバッファ、XDC
R…X系デコーダ回路、DOB…データ出力回路、DI
B…データ入力回路、XATD,YATD…アドレス信
号変化検出回路、EQG…イコライズパルス発生回路、
MC…メモリセル、W0,Wn…ワード線、D0,D0
B…相補データ線、RCD,RCDB…読み出し用共通
相補データ線、WCD,WCDB…書き込み用共通相補
データ線、Q1〜Q15…MOSFET。
LOG ... Internal circuit, VCC, VCC1, VCC2 ... Bonding pad, L, L1, L2 ... Power supply line, r, r
1, r2 ... distributed resistance, T1 to T3 ... transistor, SA
Sense amplifier, XB ... X address buffer, XDC
R ... X system decoder circuit, DOB ... Data output circuit, DI
B ... Data input circuit, XATD, YATD ... Address signal change detection circuit, EQG ... Equalize pulse generation circuit,
MC ... Memory cell, W0, Wn ... Word line, D0, D0
B ... Complementary data lines, RCD, RCDB ... Read common complementary data lines, WCD, WCDB ... Write common complementary data lines, Q1 to Q15 ... MOSFETs.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/018 6959−5J H03K 19/092 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H03K 19/018 6959-5J H03K 19/092

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力すべき内部信号を受けてECLレベ
ルに対応した出力信号を形成する差動トランジスタ回路
と、この差動トランジスタ回路により駆動されるエミッ
タフォロワ出力トランジスタとを含み、上記差動トラン
ジスタ回路のハイレベル側の電圧供給線を上記出力すべ
き内部信号を形成する他の内部回路の電圧供給線と分離
して配置することを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A differential transistor including a differential transistor circuit for receiving an internal signal to be output and forming an output signal corresponding to an ECL level, and an emitter follower output transistor driven by the differential transistor circuit. A semiconductor integrated circuit device characterized in that a voltage supply line on a high level side of a circuit is arranged separately from a voltage supply line of another internal circuit which forms the internal signal to be output.
【請求項2】 上記差動トランジスタ回路に対応した電
圧供給線は、ボンディングパッドから分岐されて他の内
部回路の電圧供給線と分離され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 semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the voltage supply line corresponding to the differential transistor circuit is branched from the bonding pad and separated from the voltage supply lines of other internal circuits. Circuit device.
【請求項3】 上記差動トランジスタ回路に対応した電
圧供給線は、独立したボンディングバッドから延長され
る配線手段により他の内部回路の電圧供給線と分離され
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。
3. The voltage supply line corresponding to the differential transistor circuit is separated from the voltage supply lines of other internal circuits by wiring means extending from an independent bonding pad. Item 1. A semiconductor integrated circuit device according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044292A (en) * 2010-08-16 2012-03-01 Renesas Electronics Corp Level shifter circuit and display driver circuit

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