JPH06104404A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JPH06104404A
JPH06104404A JP4251231A JP25123192A JPH06104404A JP H06104404 A JPH06104404 A JP H06104404A JP 4251231 A JP4251231 A JP 4251231A JP 25123192 A JP25123192 A JP 25123192A JP H06104404 A JPH06104404 A JP H06104404A
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JP
Japan
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mos transistor
channel mos
gate
voltage
threshold voltage
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Withdrawn
Application number
JP4251231A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Noro
幸一 野呂
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06104404A publication Critical patent/JPH06104404A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent an effect by a change in threshold voltage at low-voltage driving and stabilize circuit operation, by changing a threshold voltage of a first inverter in accordance with an MOS transistor in an electronic switch and compensating a delay in writing time caused by a voltage change corresponding to the threshold voltage. CONSTITUTION:In a semiconductor device, a signal holding means 3 for holding a signal from a switch means 2 includes a p-channel transistor P1 and an n- channel transistor N1. The p-channel transistor P1 has a gate length Lp and a gate width Wp while the n-channel transistor N1 has a gate length Ln and a gate width Wn. Then, an expression I is satisfied, wherein BP and BN are current-drive performance in the transistors P1 and N1, VDD is a high power- supply voltage, and Vth is a threshold voltage. Since the threshold level is changed from a conventional level VDD/2 to (VDD-Vth)/2, a delay time (th) caused by a loss in voltage corresponding to the threshold voltage can be compensated. Consequently, an output signal during L to H writing time is provided to a next-stage circuit without delay, and stable operation is ensured.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に係
り、詳しくは、例えば、半導体メモリの分野に用いて好
適な、ラッチ回路に対するデータ書き込み後の動作を高
速化する半導体記憶装置に関する。 [発明の背景]近年、半導体装置の低消費電力化に伴
い、低電圧で動作可能な、例えば、RAM(Random Acc
ess Memory)等の半導体記憶装置が数多く開発されてい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device suitable for use in the field of semiconductor memory, for example, for speeding up an operation after data writing to a latch circuit. [Background of the Invention] In recent years, along with the reduction in power consumption of semiconductor devices, it is possible to operate at a low voltage, such as a RAM (Random Acc
Many semiconductor memory devices such as ess memory) have been developed.

【0002】半導体記憶装置として、例えば、RAM等
の半導体メモリでは、高集積化に伴う設計ルールの微細
化により配線幅及び配線間隔が小さくなっており、エレ
クトロマイグレーション(electoro migration)の発生
防止と低消費電力化との観点から、従来の5V駆動から
3.3V駆動、あるいはさらに低電圧での駆動へと駆動
電圧の低電圧化が図られている。
As a semiconductor memory device, for example, in a semiconductor memory such as a RAM, the wiring width and the wiring interval are reduced due to the miniaturization of the design rule accompanying the high integration, which prevents the occurrence of electromigration. From the viewpoint of power consumption reduction, the drive voltage has been reduced from the conventional 5 V drive to 3.3 V drive or even lower voltage drive.

【0003】しかし、駆動電圧が低電圧化に進む過程に
おいて、高電圧駆動時には問題とならなかった閾値電圧
分の電圧降下(あるいは、電圧上昇)という現象によ
り、低電圧駆動時にはラッチ回路への書込時間が遅延
し、この遅延が次段の回路へ悪影響を及ぼすことにな
る。そこで、低電圧駆動時に閾値電圧分の電圧降下(あ
るいは、電圧上昇)の影響を抑え、安定した回路動作を
得ることが要求される。
However, in the process of lowering the driving voltage, the phenomenon of voltage drop (or voltage increase) corresponding to the threshold voltage, which was not a problem during high voltage driving, caused a write to the latch circuit during low voltage driving. The loading time is delayed, and this delay adversely affects the circuit at the next stage. Therefore, it is required to suppress the influence of the voltage drop (or voltage increase) corresponding to the threshold voltage at the time of driving at a low voltage and obtain a stable circuit operation.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のこの種の半導体記憶装置として
は、例えば、図8,図9に示すようなものがあり、図8
は従来例の要部構成を示す回路図、図9は図8の要部を
示す平面図である。この半導体記憶装置は、大別して、
バッファ回路101、電子スイッチ102、ラッチ回路
103から構成されている。
2. Description of the Related Art Conventional semiconductor memory devices of this type include, for example, those shown in FIGS.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a conventional example, and FIG. 9 is a plan view showing a main part of FIG. This semiconductor memory device is roughly classified into
It is composed of a buffer circuit 101, an electronic switch 102, and a latch circuit 103.

【0005】バッファ回路101は、PチャネルMOS
トランジスタPP1及びNチャネルMOSトランジスタ
NN1からなるインバータであり、入力される信号の反
転信号を出力するものである。電子スイッチ102は、
一端をバッファ回路101に接続するとともに、他端を
ラッチ回路103に接続し、ゲートGに所定電位の信号
を受けるNチャネルMOSトランジスタNN2から構成
されている。
The buffer circuit 101 is a P channel MOS.
The inverter is composed of a transistor PP1 and an N-channel MOS transistor NN1 and outputs an inverted signal of an input signal. The electronic switch 102 is
The N-channel MOS transistor NN2 has one end connected to the buffer circuit 101, the other end connected to the latch circuit 103, and the gate G receiving a signal of a predetermined potential.

【0006】ラッチ回路103は、高電位電源線と低電
位電源線との間にPチャネルMOSトランジスタP11
及びNチャネルMOSトランジスタN11を直列接続し
てなるインバータ104と、同様に、高電位電源線と低
電位電源線との間にPチャネルMOSトランジスタP1
2及びNチャネルMOSトランジスタN12を直列接続
してなるインバータ105とから構成され、各インバー
タ104,105の入出力を互いに交差接続してフリッ
プフロップを形成したものである。
The latch circuit 103 includes a P-channel MOS transistor P11 between the high potential power line and the low potential power line.
And an N-channel MOS transistor N11 connected in series, and similarly, a P-channel MOS transistor P1 is provided between the high potential power line and the low potential power line.
2 and an N-channel MOS transistor N12 connected in series, and an inverter 105. The input and output of each of the inverters 104 and 105 are cross-connected to each other to form a flip-flop.

【0007】なお、図9におけるインバータ104の閾
値電圧Vth1 はVDD/2と定義されており、図9に示す
ように、インバータ104におけるPチャネルMOSト
ランジスタP11のゲート長をLP1、ゲート幅をWP1
電流駆動能力をβP1、同様に、NチャネルMOSトラン
ジスタN11のゲート長をLN1、ゲート幅をWN1、電流
駆動能力をβN1とし、高電位電源電圧をVDD、閾値電圧
をVth1 とした場合、インバータ104におけるPチャ
ネルMOSトランジスタP11及びNチャネルMOSト
ランジスタN11のゲート長LP1,LN1及びゲート幅W
P1,WN1の比は、
The threshold voltage V th1 of the inverter 104 in FIG. 9 is defined as V DD / 2. As shown in FIG. 9, the gate length of the P channel MOS transistor P11 in the inverter 104 is L P1 and the gate width is W P1 ,
The current driving capability is β P1 , similarly, the gate length of the N-channel MOS transistor N11 is L N1 , the gate width is W N1 , the current driving capability is β N1 , the high potential power supply voltage is V DD , and the threshold voltage is V th1 . In such a case, the gate lengths L P1 and L N1 and the gate width W of the P-channel MOS transistor P11 and the N-channel MOS transistor N11 in the inverter 104 are
The ratio of P1 and W N1 is

【0008】[0008]

【数3】 [Equation 3]

【0009】となる。以上の構成において、所定の入力
信号がバッファ回路101により反転出力され、この反
転出力信号が電子スイッチ102を介してラッチ回路1
03に保持される。すなわち、ラッチ回路103では、
バッファ回路101からの新たな書き込みがあるまで、
バッファ回路101からの反転出力信号が保持され、ま
た、外部に出力される。
[0009] In the above configuration, the predetermined input signal is inverted and output by the buffer circuit 101, and the inverted output signal is output via the electronic switch 102 to the latch circuit 1.
Held at 03. That is, in the latch circuit 103,
Until new writing from the buffer circuit 101,
The inverted output signal from the buffer circuit 101 is held and output to the outside.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体記憶装置にあっては、バッファ回路1
01からの出力信号が電子スイッチ102を構成するN
チャネルMOSトランジスタNN2を介してラッチ回路
103に保持されるという構成となっていたため、以下
に述べるような問題点があった。
However, in such a conventional semiconductor memory device, the buffer circuit 1 is used.
The output signal from 01 constitutes N which constitutes the electronic switch 102.
Since it is configured to be held in the latch circuit 103 via the channel MOS transistor NN2, there are the following problems.

【0011】すなわち、ラッチ回路103に対する書き
込みには、NチャネルMOSトランジスタNN2を介す
るため、図10に示すように、NチャネルMOSトラン
ジスタNN2の閾値電圧分だけ書込電圧は降下し、
“L”から“L”、“H”から“H”、“H”から
“L”への書き込みと比較して、“L”から“H”への
書込時間が時間tn だけ遅延する。
That is, since writing to the latch circuit 103 is performed through the N-channel MOS transistor NN2, the writing voltage drops by the threshold voltage of the N-channel MOS transistor NN2 as shown in FIG.
The writing time from “L” to “H” is delayed by the time t n as compared with the writing from “L” to “L”, “H” to “H”, and “H” to “L”. .

【0012】駆動電圧が高い場合、駆動電圧に対する閾
値電圧の割合が小さいため、閾値電圧分の電圧降下の影
響は少なかったが、駆動電圧が低くなればなるほど、駆
動電圧に対する閾値電圧の割合が大きくなる。したがっ
て、駆動電圧が低電圧化に進む過程において、高電圧駆
動時には問題とならなかった閾値電圧分の電圧降下とい
う現象により、低電圧駆動時にはラッチ回路への書込時
間が遅延し、この遅延が次段の回路へ悪影響を及ぼすこ
とになる。
When the drive voltage is high, the ratio of the threshold voltage to the drive voltage is small, so that the influence of the voltage drop corresponding to the threshold voltage is small. However, the lower the drive voltage is, the larger the ratio of the threshold voltage to the drive voltage is. Become. Therefore, in the process of lowering the driving voltage, the phenomenon of voltage drop corresponding to the threshold voltage, which was not a problem during high voltage driving, delays the writing time to the latch circuit during low voltage driving. It will adversely affect the circuit in the next stage.

【0013】また、電子スイッチ102として、Pチャ
ネルMOSトランジスタPP2を使用した場合、図11
に示すように、PチャネルMOSトランジスタPP2の
閾値電圧分の電圧上昇により“H”から“L”への書込
時間が時間tp だけ遅延するため、前述したNチャネル
MOSトランジスタNN2の場合と同様の問題点が生じ
ることになる。
When a P-channel MOS transistor PP2 is used as the electronic switch 102, FIG.
As shown in, the write time from "H" to "L" is delayed by the time t p due to the voltage increase of the threshold voltage of the P-channel MOS transistor PP2. Therefore, similar to the case of the N-channel MOS transistor NN2 described above. The problem will occur.

【0014】[目的]そこで本発明は、低電圧駆動時に
おける閾値電圧分の電圧変動の影響を抑え、安定した回
路動作を得る半導体記憶装置を提供することを目的とし
ている。
[Object] Therefore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device which suppresses the influence of a voltage fluctuation corresponding to a threshold voltage during low voltage driving and obtains stable circuit operation.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体記憶
装置は上記目的達成のため、その原理図を図1に示すよ
うに、入力端から入力される入力信号を出力端から出力
するか否かを切り換えるスイッチ手段2と、該スイッチ
手段2からの出力信号を保持する信号保持手段3とを備
える半導体記憶装置において、前記信号保持手段3は、
高電位電源線と低電位電源線との間にPチャネルMOS
トランジスタP1,P2及びNチャネルMOSトランジ
スタN1,N2を直列接続してなる第一インバータ4及
び第二インバータ5の各入出力を交差接続して構成し、
前記スイッチ手段2は、ソースSを入力端とするととも
に、ドレインDを出力端とし、ゲートGに所定信号を受
けるNチャネルMOSトランジスタNN2であり、該第
一インバータ4におけるPチャネルMOSトランジスタ
P1のゲート長をLP 、ゲート幅をWP 、電流駆動能力
をβP 、同様に、NチャネルMOSトランジスタN1の
ゲート長をLN 、ゲート幅をWN 、電流駆動能力をβN
とし、高電位電源電圧をVDD、閾値電圧をV thとした場
合、該第一インバータ4におけるPチャネルMOSトラ
ンジスタP1及びNチャネルMOSトランジスタN1の
ゲート長LP ,LN 及びゲート幅WP,WN の比は、
A semiconductor memory according to the present invention.
In order to achieve the above purpose, the device is shown in the principle diagram in Fig. 1.
The input signal input from the input end to the output end
Switch means 2 for switching whether or not to perform, and the switch
A signal holding means 3 for holding the output signal from the means 2.
In this semiconductor memory device, the signal holding means 3 is
A P channel MOS is provided between the high potential power line and the low potential power line.
Transistors P1 and P2 and N-channel MOS transistor
A first inverter 4 formed by connecting the stars N1 and N2 in series and
And each input and output of the second inverter 5 are cross-connected,
The switch means 2 uses the source S as an input end.
The drain D as an output terminal and the gate G receives a predetermined signal.
N-channel MOS transistor NN2
P-channel MOS transistor in one inverter 4
Set the gate length of P1 to LP, The gate width is WP, Current drive capacity
ΒP, Similarly, the N-channel MOS transistor N1
Gate length is LN, The gate width is WN, Current drive capacity βN
And the high potential power supply voltage is VDD, The threshold voltage is V thWhen
, The P-channel MOS transistor in the first inverter 4
Of the transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1
Gate length LP, LNAnd gate width WP, WNThe ratio of

【0016】[0016]

【数4】 [Equation 4]

【0017】で表されるように構成している。また、前
記スイッチ手段2がソースSを入力端とするとともに、
ドレインDを出力端とし、ゲートGに所定信号を受ける
PチャネルMOSトランジスタPP2である場合には、
第一インバータ4におけるPチャネルMOSトランジス
タP1及びNチャネルMOSトランジスタN1のゲート
長LP ,LN 及びゲート幅WP,WN の比は、
It is configured as represented by. Further, the switch means 2 uses the source S as an input end, and
In the case of the P-channel MOS transistor PP2 having the drain D as an output terminal and the gate G receiving a predetermined signal,
The ratio of the gate lengths L P and L N and the gate widths W P and W N of the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 in the first inverter 4 is

【0018】[0018]

【数5】 [Equation 5]

【0019】で表されるように構成している。It is configured as represented by.

【0020】[0020]

【作用】本発明では、従来VDD/2で定義されていた第
一インバータの閾値電圧が、(VDD±Vth)/2とされ
ることにより、スイッチ手段における閾値電圧分の電圧
変動による書込時間の遅延が補正される。すなわち、低
電圧駆動時における閾値電圧分の電圧変動の影響が抑え
られ、安定した回路動作が得られる。
According to the present invention, the threshold voltage of the first inverter, which has been conventionally defined by V DD / 2, is set to (V DD ± V th ) / 2, so that the voltage variation corresponding to the threshold voltage in the switch means is caused. The writing time delay is corrected. That is, the influence of the voltage fluctuation corresponding to the threshold voltage during low voltage driving is suppressed, and stable circuit operation is obtained.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
2,図3は本発明に係る半導体記憶装置の一実施例を示
す図であり、図2は本実施例の要部構成を示す回路図、
図3は図2の要部を示す平面図である。まず、構成を説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 2 and 3 are diagrams showing an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of this embodiment,
FIG. 3 is a plan view showing a main part of FIG. First, the configuration will be described.

【0022】なお、図2,図3において、図1に示す原
理図に付された番号と同一番号は同一部分を示す。本実
施例の半導体記憶装置は、大別して、バッファ回路1、
スイッチ手段である電子スイッチ2、信号保持手段であ
るラッチ回路3から構成されている。バッファ回路1
は、図8に示す従来例と同様に、PチャネルMOSトラ
ンジスタPP1及びNチャネルMOSトランジスタNN
1からなるインバータであり、入力される信号の反転信
号を出力するものである。
2 and 3, the same numbers as the numbers given to the principle diagram shown in FIG. 1 indicate the same parts. The semiconductor memory device of this embodiment is roughly classified into a buffer circuit 1,
It is composed of an electronic switch 2 which is a switch means and a latch circuit 3 which is a signal holding means. Buffer circuit 1
Is similar to that of the conventional example shown in FIG. 8, the P channel MOS transistor PP1 and the N channel MOS transistor NN.
The inverter is composed of 1 and outputs an inverted signal of an input signal.

【0023】電子スイッチ2は、ソースSをバッファ回
路1に接続するとともに、ドレインDをラッチ回路3に
接続し、ゲートGに所定電位の信号を受けるNチャネル
MOSトランジスタNN2から構成されている。ラッチ
回路3は、高電位電源線と低電位電源線との間にPチャ
ネルMOSトランジスタP1及びNチャネルMOSトラ
ンジスタN1を直列接続してなる第一インバータ4と、
同様に、高電位電源線と低電位電源線との間にPチャネ
ルMOSトランジスタP2及びNチャネルMOSトラン
ジスタN2を直列接続してなる第二インバータ5とから
構成され、各インバータ4,5の入出力を互いに交差接
続してフリップフロップを形成したものである。
The electronic switch 2 is composed of an N-channel MOS transistor NN2 having a source S connected to the buffer circuit 1, a drain D connected to the latch circuit 3, and a gate G receiving a signal of a predetermined potential. The latch circuit 3 includes a first inverter 4 including a P-channel MOS transistor P1 and an N-channel MOS transistor N1 connected in series between a high potential power line and a low potential power line,
Similarly, a second inverter 5 including a P-channel MOS transistor P2 and an N-channel MOS transistor N2 connected in series between a high-potential power supply line and a low-potential power supply line, and Are cross-connected to each other to form a flip-flop.

【0024】なお、本実施例における第一インバータ4
の閾値電圧VthA は(VDD−Vth)/2と定義されてお
り、図3に示すように、第一インバータ4におけるPチ
ャネルMOSトランジスタP1のゲート長をLP 、ゲー
ト幅をWP 、電流駆動能力をβP 、同様に、Nチャネル
MOSトランジスタN1のゲート長をLN 、ゲート幅を
N 、電流駆動能力をβN とし、高電位電源電圧を
DD、閾値電圧をVthとした場合、第一インバータ4に
おけるPチャネルMOSトランジスタP1及びNチャネ
ルMOSトランジスタN1のゲート長LP ,LN 及びゲ
ート幅WP ,WN の比は、
The first inverter 4 in this embodiment is
Threshold voltage V thA is defined as (V DD −V th ) / 2, and as shown in FIG. 3, the gate length of the P-channel MOS transistor P1 in the first inverter 4 is L P and the gate width is W P. , The current driving capability is β P , similarly, the gate length of the N-channel MOS transistor N1 is L N , the gate width is W N , the current driving capability is β N , the high potential power supply voltage is V DD , and the threshold voltage is V th. In such a case, the ratio of the gate lengths L P and L N and the gate widths W P and W N of the P-channel MOS transistor P1 and the N-channel MOS transistor N1 in the first inverter 4 is

【0025】[0025]

【数6】 [Equation 6]

【0026】で表されるように設定されている。具体的
に本実施例では、まず、ゲート長を変えずにゲート幅で
調整する場合、PチャネルMOSトランジスタP1側で
は(VDD−Vth)/VDD倍、NチャネルMOSトランジ
スタN1側では(VDD+Vth)/VDD倍となるように調
整されおり、図9におけるPチャネルMOSトランジス
タP11のゲート幅WP1、NチャネルMOSトランジス
タN11のゲート幅WN1を用いると、
It is set as represented by. Specifically, in the present embodiment, first, when adjusting the gate width without changing the gate length, (V DD −V th ) / V DD times on the P-channel MOS transistor P1 side and (V DD −V th ) / V DD on the N-channel MOS transistor N1 side. V DD + V th ) / V DD times, and using the gate width W P1 of the P-channel MOS transistor P11 and the gate width W N1 of the N-channel MOS transistor N11 in FIG.

【0027】[0027]

【数7】 [Equation 7]

【0028】で表されるゲート幅WP ,WN に設定され
る。また、ゲート幅を変えずにゲート長で調整する場
合、PチャネルMOSトランジスタP1側ではVDD
(VDD−Vth)倍、NチャネルMOSトランジスタN1
側ではVDD/(VDD+Vth)倍となるように調整されお
り、図9におけるPチャネルMOSトランジスタP11
のゲート長LP1、NチャネルMOSトランジスタN11
のゲート長LN1を用いると、
The gate widths W P and W N represented by are set. Further, in the case of adjusting the gate length without changing the gate width, V DD /
(V DD −V th ) times, N-channel MOS transistor N1
On the side, it is adjusted to be V DD / (V DD + V th ) times, and the P-channel MOS transistor P11 in FIG.
Gate length L P1 , N channel MOS transistor N11
Using the gate length L N1 of

【0029】[0029]

【数8】 [Equation 8]

【0030】で表されるゲート長LP ,LN に設定され
る。なお、上記以外にも、ゲート長及びゲート幅の両方
を変えることで調整することも可能である。次に作用を
説明する。図4は本実施例の動作例を説明するための波
形図であり、図中、(A)は従来の閾値電圧、(B)は
本実施例での閾値電圧を示す。
The gate lengths L P and L N represented by are set. In addition to the above, it is also possible to adjust by changing both the gate length and the gate width. Next, the operation will be described. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an operation example of the present embodiment. In the figure, (A) shows a conventional threshold voltage and (B) shows a threshold voltage in this embodiment.

【0031】すなわち、本実施例では、閾値レベルがV
DD/2から(VDD−Vth)/2とされることにより、従
来、閾値電圧分の電圧降下による遅延時間tn が補正さ
れ、“L”から“H”への書き込み時において、遅延す
ることなく次段回路に出力信号が出力される。したがっ
て、低電圧駆動時における閾値電圧分の電圧降下による
悪影響が防止され、安定した回路動作が得られる。
That is, in this embodiment, the threshold level is V
By setting DD / 2 to (V DD −V th ) / 2, conventionally, the delay time t n due to the voltage drop corresponding to the threshold voltage is corrected, and the delay occurs when writing from “L” to “H”. Without doing so, the output signal is output to the next stage circuit. Therefore, adverse effects due to the voltage drop corresponding to the threshold voltage during low voltage driving are prevented, and stable circuit operation can be obtained.

【0032】図5,図6は本発明に係る半導体記憶装置
の他の実施例を示す図であり、図5は本実施例の要部構
成を示す回路図、図6は図5の要部を示す平面図であ
る。まず、構成を説明する。なお、図5,図6におい
て、図2,図3に示す実施例に付された番号と同一番号
は同一部分を示す。
5 and 6 are views showing another embodiment of the semiconductor memory device according to the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the main part of this embodiment, and FIG. 6 is the main part of FIG. FIG. First, the configuration will be described. In FIGS. 5 and 6, the same numbers as those used in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 indicate the same parts.

【0033】本実施例の電子スイッチ2は、ソースSを
バッファ回路1に接続するとともに、ドレインDをラッ
チ回路3に接続し、ゲートGに所定電位の信号を受ける
PチャネルMOSトランジスタPP2から構成されてい
る。このため、本実施例における第一インバータ4の閾
値電圧VthB は(VDD+V th)/2と定義されており、
図6に示すように、第一インバータ4におけるPチャネ
ルMOSトランジスタP1のゲート長をLP 、ゲート幅
をWP 、電流駆動能力をβP 、同様に、NチャネルMO
SトランジスタN1のゲート長をLN 、ゲート幅を
N 、電流駆動能力をβN とし、高電位電源電圧を
DD、閾値電圧をVthとした場合、第一インバータ4に
おけるPチャネルMOSトランジスタP1及びNチャネ
ルMOSトランジスタN1のゲート長LP ,LN 及びゲ
ート幅WP ,W N の比は、
In the electronic switch 2 of this embodiment, the source S is
Connect to the buffer circuit 1 and connect the drain D
Circuit 3 and receives a signal of a predetermined potential at the gate G
Comprised of a P-channel MOS transistor PP2
It Therefore, the threshold of the first inverter 4 in this embodiment is
Value voltage VthBIs (VDD+ V th) / 2 is defined as
As shown in FIG. 6, the P channel in the first inverter 4 is
The gate length of the MOS transistor P1 to LP, Gate width
WP, Current drive capacity βP, Similarly N channel MO
Set the gate length of the S transistor N1 to LN, Gate width
WN, Current drive capacity βNAnd the high potential power supply voltage
VDD, The threshold voltage is VthIn case of,
P-channel MOS transistor P1 and N channel in
Gate length L of the MOS transistor N1P, LNAnd
Width WP, W NThe ratio of

【0034】[0034]

【数9】 [Equation 9]

【0035】で表されるように設定されている。すなわ
ち、前述の実施例と同様に、まず、ゲート長を変えずに
ゲート幅で調整する場合、PチャネルMOSトランジス
タP1側では(VDD+Vth)/VDD倍、NチャネルMO
SトランジスタN1側では(VDD−Vth)/VDD倍とな
るように調整されおり、図9におけるPチャネルMOS
トランジスタP11のゲート幅W P1、NチャネルMOS
トランジスタN11のゲート幅WN1を用いると、
It is set as represented by. Sanawa
Then, like the above-mentioned embodiment, first, without changing the gate length,
When adjusting with the gate width, P-channel MOS transistor
On the P1 side (VDD+ Vth) / VDDDouble, N channel MO
On the S transistor N1 side (VDD-Vth) / VDDDouble
P channel MOS in FIG.
Gate width W of transistor P11 P1, N-channel MOS
Gate width W of transistor N11N1With,

【0036】[0036]

【数10】 [Equation 10]

【0037】で表されるゲート幅WP ,WN に設定され
る。また、ゲート幅を変えずにゲート長で調整する場
合、PチャネルMOSトランジスタP1側ではVDD
(VDD+Vth)倍、NチャネルMOSトランジスタN1
側ではVDD/(VDD−Vth)倍となるように調整されお
り、図9におけるPチャネルMOSトランジスタP11
のゲート長LP1、NチャネルMOSトランジスタN11
のゲート長LN1を用いると、
The gate widths W P and W N represented by are set. Further, in the case of adjusting the gate length without changing the gate width, V DD /
(V DD + V th ) times, N-channel MOS transistor N1
On the side, it is adjusted to be V DD / (V DD −V th ) times, and the P channel MOS transistor P11 in FIG.
Gate length L P1 , N channel MOS transistor N11
Using the gate length L N1 of

【0038】[0038]

【数11】 [Equation 11]

【0039】で表されるゲート長LP ,LN に設定され
る。なお、上記以外にも、ゲート長及びゲート幅の両方
を変えることで調整することも可能である。次に作用を
説明する。図7は本実施例の動作例を説明するための波
形図であり、図中、(C)は従来の閾値電圧、(D)は
本実施例での閾値電圧を示す。
The gate lengths L P and L N represented by are set. In addition to the above, it is also possible to adjust by changing both the gate length and the gate width. Next, the operation will be described. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining an operation example of the present embodiment, in which (C) shows the conventional threshold voltage and (D) shows the threshold voltage in the present embodiment.

【0040】すなわち、本実施例では、閾値レベルがV
DD/2から(VDD+Vth)/2とされることにより、従
来、閾値電圧分の電圧降下による遅延時間tp が補正さ
れ、“H”から“L”への書き込み時において、遅延す
ることなく次段回路に出力信号が出力される。したがっ
て、低電圧駆動時における閾値電圧分の電圧上昇による
悪影響が防止され、安定した回路動作が得られる。
That is, in this embodiment, the threshold level is V
By setting DD / 2 to (V DD + V th ) / 2, the delay time t p due to the voltage drop corresponding to the threshold voltage is conventionally corrected, and a delay occurs when writing from “H” to “L”. The output signal is output to the next-stage circuit without any operation. Therefore, the adverse effect due to the voltage increase of the threshold voltage during low voltage driving is prevented, and stable circuit operation can be obtained.

【0041】このように本実施例では、従来VDD/2で
定義されていた第一インバータの閾値電圧を、電子スイ
ッチを構成するMOSトランジスタに対応して(VDD±
th)/2とすることにより、スイッチ手段における閾
値電圧分の電圧変動による書込時間の遅延を補正でき、
入力信号の立ち上がり、立ち下がりの特性を改善するこ
とができる。
As described above, in the present embodiment, the threshold voltage of the first inverter, which is conventionally defined by V DD / 2, is set to (V DD ±
By setting V th ) / 2, the delay of the writing time due to the voltage fluctuation of the threshold voltage in the switch means can be corrected,
It is possible to improve the rising and falling characteristics of the input signal.

【0042】したがって、低電圧駆動時における閾値電
圧分の電圧変動の影響を抑えることができ、低電圧駆動
時に安定した回路動作を得ることができる。
Therefore, it is possible to suppress the influence of the voltage fluctuation corresponding to the threshold voltage during the low voltage driving, and it is possible to obtain a stable circuit operation during the low voltage driving.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明では、従来VDD/2で定義されて
いた第一インバータの閾値電圧を、(VDD±Vth)/2
とすることで、スイッチ手段における閾値電圧分の電圧
変動による書込時間の遅延を補正することができる。し
たがって、低電圧駆動時における閾値電圧分の電圧変動
の影響を抑え、安定した回路動作を得ることができ、低
消費電力化を図ることができる。
According to the present invention, the threshold voltage of the first inverter, which is conventionally defined by V DD / 2, is (V DD ± V th ) / 2.
By doing so, it is possible to correct the delay of the writing time due to the voltage fluctuation corresponding to the threshold voltage in the switch means. Therefore, it is possible to suppress the influence of the voltage fluctuation corresponding to the threshold voltage during low voltage driving, obtain stable circuit operation, and reduce power consumption.

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

【図1】本発明の半導体記憶装置の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of a semiconductor memory device of the present invention.

【図2】本実施例の要部構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a main configuration of the present embodiment.

【図3】図2の要部を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a main part of FIG.

【図4】本実施例の動作例を説明するための波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an operation example of the present embodiment.

【図5】他の本実施例の要部構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a main part configuration of another embodiment of the present invention.

【図6】図5の要部を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a main part of FIG.

【図7】他の実施例の動作例を説明するための波形図で
ある。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining an operation example of another embodiment.

【図8】従来例の要部構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a conventional example.

【図9】図8の要部を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a main part of FIG.

【図10】従来例の動作例を説明するための波形図であ
る。
FIG. 10 is a waveform diagram for explaining an operation example of a conventional example.

【図11】他の従来例の動作例を説明するための波形図
である。
FIG. 11 is a waveform chart for explaining an operation example of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッファ回路 2 電子スイッチ(スイッチ手段) 3 ラッチ回路(信号保持手段) 4 第一インバータ 5 第二インバータ PP1,PP2 PチャネルMOSトランジスタ NN1,NN2 NチャネルMOSトランジスタ P1,P2 PチャネルMOSトランジスタ N1,N2 NチャネルMOSトランジスタ S ソース D ドレイン G ゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 buffer circuit 2 electronic switch (switch means) 3 latch circuit (signal holding means) 4 first inverter 5 second inverter PP1, PP2 P channel MOS transistor NN1, NN2 N channel MOS transistor P1, P2 P channel MOS transistor N1, N2 N-channel MOS transistor S source D drain G gate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力端から入力される入力信号を出力端か
ら出力するか否かを切り換えるスイッチ手段と、該スイ
ッチ手段からの出力信号を保持する信号保持手段とを備
える半導体記憶装置において、 前記信号保持手段は、高電位電源線と低電位電源線との
間にPチャネルMOSトランジスタ及びNチャネルMO
Sトランジスタを直列接続してなる第一インバータ及び
第二インバータの各入出力を交差接続して構成し、 前記スイッチ手段は、ソースを入力端とするとともに、
ドレインを出力端とし、ゲートに所定信号を受けるNチ
ャネルMOSトランジスタであり、 該第一インバータにおけるPチャネルMOSトランジス
タのゲート長をLP 、ゲート幅をWP 、電流駆動能力を
βP 、同様に、NチャネルMOSトランジスタのゲート
長をLN 、ゲート幅をWN 、電流駆動能力をβN とし、
高電位電源電圧をVDD、閾値電圧をVthとした場合、 該第一インバータにおけるPチャネルMOSトランジス
タ及びNチャネルMOSトランジスタのゲート長LP
N 及びゲート幅WP ,WN の比は、 【数1】 で表されることを特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device comprising: switch means for switching whether or not an input signal input from an input terminal is output from an output terminal; and signal holding means for holding an output signal from the switch means. The signal holding means includes a P-channel MOS transistor and an N-channel MO between the high potential power line and the low potential power line.
The input and output of a first inverter and a second inverter formed by connecting S transistors in series are cross-connected to each other, and the switch means has a source as an input end, and
An N-channel MOS transistor having a drain as an output terminal and a gate receiving a predetermined signal. The gate length of the P-channel MOS transistor in the first inverter is L P , the gate width is W P , and the current driving capability is β P. , The gate length of the N-channel MOS transistor is L N , the gate width is W N , and the current drive capability is β N ,
When the high potential power supply voltage is V DD and the threshold voltage is V th , the gate length L P of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor in the first inverter,
The ratio of L N and gate width W P , W N is A semiconductor memory device represented by:
【請求項2】前記スイッチ手段は、ソースを入力端とす
るとともに、ドレインを出力端とし、ゲートに所定信号
を受けるPチャネルMOSトランジスタであり、 前記第一インバータにおけるPチャネルMOSトランジ
スタのゲート長をLP、ゲート幅をWP 、電流駆動能力
をβP 、同様に、NチャネルMOSトランジスタのゲー
ト長をLN 、ゲート幅をWN 、電流駆動能力をβN
し、高電位電源電圧をVDD、閾値電圧をVthとした場
合、 該第一インバータにおけるPチャネルMOSトランジス
タ及びNチャネルMOSトランジスタのゲート長LP
N 及びゲート幅WP ,WN の比は、 【数2】 で表されることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶
装置。
2. The switch means is a P-channel MOS transistor having a source as an input end, a drain as an output end, and a gate receiving a predetermined signal, and a gate length of the P-channel MOS transistor in the first inverter is set. L P , gate width W P , current driving capability β P , similarly, N-channel MOS transistor gate length L N , gate width W N , current driving capability β N , high potential power supply voltage V When DD and the threshold voltage are V th , the gate length L P of the P-channel MOS transistor and the N-channel MOS transistor in the first inverter,
The ratio of L N and gate width W P , W N is The semiconductor memory device according to claim 1, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH098612A (en) * 1995-06-16 1997-01-10 Nec Corp Latch circuit
KR100342631B1 (en) * 1998-10-07 2002-07-04 가네꼬 히사시 Delay circuit

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