JPH06131870A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

Info

Publication number
JPH06131870A
JPH06131870A JP4283159A JP28315992A JPH06131870A JP H06131870 A JPH06131870 A JP H06131870A JP 4283159 A JP4283159 A JP 4283159A JP 28315992 A JP28315992 A JP 28315992A JP H06131870 A JPH06131870 A JP H06131870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
circuit
supply voltage
semiconductor integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4283159A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ohira
平 壮 大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP4283159A priority Critical patent/JPH06131870A/en
Publication of JPH06131870A publication Critical patent/JPH06131870A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

PURPOSE:To keep the operating speed and accurate operation by selecting a word line or a bit line and a row or a column selection signal so as to keep a drive voltage to a prescribed value at all times when the performance of an operation speed and read, write or the like is deteriorated resulting from a dropped power supply voltage. CONSTITUTION:A word line WL and a bit line are selected by row and column selection signals inverse of RAS, inverse of CAS even when a power supply voltage Vcc is lower than a prescribed voltage in the semiconductor integrated circuit 14. Then the drive voltage for the word line WL in the write and read state is not less than a prescribed voltage and a voltage over the prescribed voltage is provided at all times. Thus, even when a potential of a transfer gate NMOS9 is decreased, the storage capacitance of a capacitor 94 is decreased, the read write speed is not deteriorated and no software error and the deterioration in a sense margin are not caused. Thus, the accurate operating speed and the accurate operation are maintained.

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、電源電圧レベルの低下
による動作速度の低下を防止する半導体集積回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit which prevents a decrease in operating speed due to a decrease in power supply voltage level.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体集積回路では、使用される
電源電圧は一定で、例えば特にTTLではVCC=5V±
10%といった範囲でのみ使用されており、回路もこの
電源電圧条件で最適化されていた。近年、大容量・高集
積化のためデバイスの微細化が進み従来の使用電圧で
は、信頼性を保証出来なくなってきた。また、消費電力
の点からも、低電圧化の傾向にある。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor integrated circuit, the power supply voltage used is constant, for example, in TTL, V CC = 5V ±.
It was used only in the range of 10%, and the circuit was also optimized under this power supply voltage condition. In recent years, device miniaturization has progressed due to high capacity and high integration, and reliability cannot be guaranteed at conventional operating voltages. Also, in terms of power consumption, there is a tendency toward lower voltage.

【0003】しかしながら、現在のところ、この電源電
圧は標準化されておらず、市場も混屯としている。例え
ば、外部電源は5Vだが、内部は3Vに降圧あるい
は、内・外とも3Vもしくは3.3V、5V〜2.
7Vもしくは6V〜2V等いろいろな使用条件となって
いる。
However, at present, this power supply voltage is not standardized, and the market is also mixed. For example, the external power supply is 5V, but the internal voltage is reduced to 3V, or both internal and external are 3V or 3.3V, 5V to 2.V.
There are various usage conditions such as 7V or 6V to 2V.

【0004】例えば、CMOS LSIなどを用いるデ
バイスを微細化していくと、微細化に伴ってゲート長、
ゲート酸化膜厚などももちろん小さくなる。従って、微
細化に伴って電源電圧も低電圧化する必要があるが、C
MOS LSIではTTLなどとの互換性から5V電源
を使用している。
For example, as devices such as CMOS LSI are miniaturized, the gate length,
Of course, the gate oxide film thickness is also small. Therefore, it is necessary to reduce the power supply voltage with the miniaturization.
The MOS LSI uses a 5V power source for compatibility with TTL and the like.

【0005】そこで電源電圧をスケーリングしないでそ
のまま用いると、デバイス内部、例えばCMOSのドレ
イン近傍の電界が高くなり、スケーリング比を1/Kと
すると、K倍になってしまう。例えば、電源電圧を5V
まま、NMOSのチャンネル長がサブミクロンになる
と、ドレイン近傍に高電界が発生し、そこで加速され、
高いエネルギを得たホットキャリアが薄くなったゲート
酸化膜にトラップされたり、界面準位を形成し、NMO
S FETのしきい値電圧VTH(VTN)などを変動さ
せ、経時変化を引き起こし、ホットキャリアによるデバ
イス劣化を生じるという最も大きな問題を生じる。ま
た、電界がK倍になったことにより薄くなったゲート酸
化膜の耐圧劣化や経時による絶縁破壊の問題もある。ま
た、電流密度も消費電力密度もK3 で増加するので、エ
レクトロマイグレーションによる信頼性の問題、および
発熱による破壊が問題になる。
Therefore, if the power supply voltage is used as it is without being scaled, the electric field inside the device, for example, near the drain of the CMOS becomes high, and if the scaling ratio is 1 / K, it becomes K times. For example, the power supply voltage is 5V
As it is, when the channel length of the NMOS becomes submicron, a high electric field is generated near the drain and accelerated there,
Hot carriers that have obtained high energy are trapped in the thinned gate oxide film, or form interface states, and
The most serious problem is that the threshold voltage V TH (V TN ) of the S FET is changed to cause a change over time, resulting in device deterioration due to hot carriers. There is also a problem of breakdown voltage deterioration of the gate oxide film thinned by the electric field K times and dielectric breakdown over time. Further, since both the current density and the power consumption density increase with K 3 , there are problems of reliability due to electromigration and destruction due to heat generation.

【0006】このため、上述したのように外部からの
供給電圧は5Vであっても、オンチップで電源電圧変換
回路を用意し、内部回路を3Vで動作する方法を用いて
上述の諸問題を解決している。また、のように、内部
電源電圧も外部電源電圧も3Vや3.3Vなどの低電圧
化すれば、上述CMOS LSIなどのデバイスの諸問
題は解決できるが、今度はTTL回路とのシステム化に
問題が生じる。
Therefore, even if the voltage supplied from the outside is 5V as described above, the above-mentioned problems are solved by using the method of preparing the power supply voltage conversion circuit on-chip and operating the internal circuit at 3V. Has been resolved. Further, as described above, if the internal power supply voltage and the external power supply voltage are lowered to 3 V or 3.3 V, various problems of the device such as the CMOS LSI can be solved, but this time, the systemization with the TTL circuit is realized. The problem arises.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、上述の
およびは使用条件が一定であるため、最適化を行うこ
とでデバイス性能をある程度確保できるが、のように
広範囲で使用される場合、現在主流となっている5V中
心方式で最適化される。すなわち、5V系を中心として
考えているため、電源電圧を下げた場合どうしても性能
が劣化してしまう。特に、アクセス等スピード面で顕著
となる。
As described above, since the usage conditions are constant, the device performance can be secured to some extent by optimization, but when used in a wide range like Optimized with the mainstream 5V center system. That is, since the 5V system is mainly considered, the performance is inevitably deteriorated when the power supply voltage is lowered. This is especially noticeable in terms of access speed.

【0008】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、広範囲の電源電圧で用いる半導体集積回路にお
いて、電源電圧が低下した場合の性能劣化、例えば、D
RAMなどの半導体メモリのワード線の電圧レベルが低
下し、トランスファゲートトランジスタの電位が低下し
た場合の読み出しおよび書き込み性能の劣化を抑制また
は防止することのできる半導体集積回路を提供するにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in a semiconductor integrated circuit used in a wide range of power supply voltage, performance degradation when the power supply voltage is lowered, for example, D
It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit capable of suppressing or preventing deterioration of read and write performances when a voltage level of a word line of a semiconductor memory such as a RAM is lowered and a potential of a transfer gate transistor is lowered.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電源電圧レベルを検出する手段と、前記
電源電圧レベルに対して設定される所定回路の駆動電圧
レベルを設定する手段と、前記電源電圧レベルが所定値
以下の場合に前記回路の駆動電圧レベルを昇圧する手段
とを有することを特徴とする半導体集積回路を提供する
ものである。
To achieve the above object, the present invention provides a means for detecting a power supply voltage level, and a means for setting a drive voltage level of a predetermined circuit set with respect to the power supply voltage level. And a means for boosting the drive voltage level of the circuit when the power supply voltage level is below a predetermined value.

【0010】[0010]

【発明の作用】本発明の半導体集積回路は、電源電圧の
低下を検出し、ある電圧以下になった時には電圧の低下
に伴いスピード等、性能劣化の顕著となる回路の電圧を
部分的に昇圧して使用するものである。従来の半導体集
積回路では、例えば、ワード線等の電圧レベルがある電
圧(例えば4.0V)以下になったら、昇圧することに
より、読み出し、書き込みのスピードを確保する。特
に、NMOS(NチャンネルMOSトランジスタ)の1
トランジスタと1キャパシタで形成されるセルで構成さ
れたダイナミックRAMの場合、トランスファゲートの
電位が下がると蓄積容量が減少し、ソフトエラーあるい
は、センスマージンの低下が起こるが、本発明の半導体
集積回路では、これらの問題の発生をなくすことができ
る。従って、本発明によればワード線などの信号線の電
圧レベルの低下を引き起こすことがなく、電源電圧が低
下した場合の性能劣化を防止できる。
The semiconductor integrated circuit of the present invention detects a drop in the power supply voltage, and when the voltage drops below a certain voltage, partially boosts the voltage of the circuit in which performance degradation such as speed is remarkable due to the drop in voltage. To use. In a conventional semiconductor integrated circuit, for example, when the voltage level of a word line or the like becomes lower than a certain voltage (for example, 4.0 V), the voltage is boosted to ensure the read / write speed. In particular, 1 of NMOS (N channel MOS transistor)
In the case of a dynamic RAM composed of a cell formed of a transistor and one capacitor, the storage capacitance decreases when the potential of the transfer gate decreases, causing a soft error or a decrease in sense margin. However, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, , The occurrence of these problems can be eliminated. Therefore, according to the present invention, the voltage level of the signal line such as the word line is not lowered, and the performance deterioration when the power supply voltage is reduced can be prevented.

【0011】[0011]

【実施例】本発明に係る半導体集積回路を添付の図面に
示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor integrated circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

【0012】図1は本発明の半導体集積回路の一実施例
の基本構成図である。図1に示す半導体集積回路10
は、本発明の特徴部であるワード線駆動電圧発生回路
(以下、発生回路という)12およびこれが適用される
ダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、DRAM
という)14とを有する。DRAM14は、メモリセル
アレイ16と、行アドレスバッファ18と、プリデコー
ダ21およびワードデコーダアンドドライバ22からな
る行デコーダ20と、列アドレスバッファ24と、列デ
コーダ26と、ビットドライバ28と、センスアンプ3
0と、入力回路32と、出力回路34と、コントロール
回路36とを有する。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit of the present invention. Semiconductor integrated circuit 10 shown in FIG.
Is a word line drive voltage generation circuit (hereinafter, referred to as a generation circuit) 12 and a dynamic random access memory (hereinafter, referred to as DRAM) to which the present invention is applied, which is a feature of the present invention.
14). The DRAM 14 includes a memory cell array 16, a row address buffer 18, a row decoder 20 including a predecoder 21 and a word decoder and driver 22, a column address buffer 24, a column decoder 26, a bit driver 28, and a sense amplifier 3.
0, an input circuit 32, an output circuit 34, and a control circuit 36.

【0013】ワード線駆動電圧発生回路12は、図2
(a)および(b)に示すように、電源電圧レベル検出
回路(以下、検出回路という)38と昇圧回路40とを
有している。ここで検出回路38は、電源39に接続さ
れて、電源電圧レベルVCCの変動を検出するためのもの
で、図2(a)に示すように、一端が電源39(電圧V
CC)に接続され、他端が接地(電位VSS)される、複数
個(図示例では3個)のNチャンネルMOSトランジス
タ(以下、NMOSという)42を直列接続した電圧リ
ミッタ44と、電圧リミッタ44の途中のノードN1
ら延出する検出線45に接続されるインバータ46およ
び48とからなる。
The word line drive voltage generating circuit 12 is shown in FIG.
Power supply voltage level detection as shown in (a) and (b)
The circuit (hereinafter referred to as a detection circuit) 38 and the booster circuit 40
Have Here, the detection circuit 38 is connected to the power supply 39.
Power supply voltage level VCCFor detecting fluctuations in
Then, as shown in FIG. 2A, one end has a power source 39 (voltage V
CC) And the other end is grounded (potential VSS), Multiple
N-channel MOS transistors (three in the illustrated example)
Voltage (hereinafter called NMOS) 42 connected in series
A node N in the middle of the limiter 44 and the voltage limiter 441 Or
And an inverter 46 connected to a detection line 45 extending from
And 48.

【0014】電圧リミッタ44を構成する複数個のNM
OS42は全て、そのゲートと一方の電極、例えばドレ
イン(またはソース)とが接続される。図中最上段のN
MOS42aのゲートとドレイン(またはソース)の接
続部は電源39(VCC)に接続される。最上段のNMO
S42aと次のNMOS42bの接続部がノードN1
なる。最下段のNMOS42cの他方の電極、例えばソ
ース(またはドレイン)は接地(VSS)される。インバ
ータ46と48はノードN1 から延長する検出線45に
直列に接続され、インバータ48は出力信号φs バーを
出力する。インバータ46と48との間から出力信号φ
s を取り出す検出線47が延出する。ここで、電源39
の電圧VCCが予め設定された所定値以上であれば、出力
信号φsは“H”、出力信号φs バーは“L”となり、
電源電圧VCCが降下し、所定値以下になると出力信号φ
s は“L”、出力信号φs バーは“H”となる。
A plurality of NMs constituting the voltage limiter 44
All of the OSs 42 have their gates connected to one electrode, for example, a drain (or source). N at the top of the figure
The connection between the gate and drain (or source) of the MOS 42a is connected to the power supply 39 (V CC ). Top NMO
The connection between S42a and the next NMOS 42b becomes the node N 1 . The other electrode of the lowermost NMOS 42c, for example, the source (or drain) is grounded (V SS ). The inverters 46 and 48 are connected in series to the detection line 45 extending from the node N 1 , and the inverter 48 outputs the output signal φ s bar. Output signal φ from between inverters 46 and 48
The detection line 47 for extracting s extends. Where power supply 39
If the voltage V CC of the output signal is greater than or equal to a predetermined value, the output signal φ s is “H” and the output signal φ s bar is “L”,
When the power supply voltage V CC drops and falls below a predetermined value, the output signal φ
s becomes "L" and the output signal φ s bar becomes "H".

【0015】ここで、図示例では、電圧リミッタ44を
構成するNMOS42の数は、3個で表わされている
が、これに限定されずNMOS42のしきい値電圧
TN、電源電圧VCCおよび接地電圧VSSに応じて決めら
れるもので、これらの値に応じて適宜選択すればよい。
また、検出線45を取り出すノードN1 の位置も、特に
図示例に限定されず、電源電位VCCの変動をノードN1
の電位の変化として取り出し、インバータ46が駆動可
能であればどこでもよい。
Here, in the illustrated example, the number of the NMOSs 42 constituting the voltage limiter 44 is represented by 3, but the number is not limited to this, and the threshold voltage V TN of the NMOS 42, the power supply voltage V CC and It is determined according to the ground voltage V SS and may be appropriately selected according to these values.
Further, the position of the node N 1 for extracting the detection line 45 is not particularly limited to the example shown in the figure, and the fluctuation of the power supply potential V CC may be changed to the node N 1.
The potential may be taken out as a change in the potential of 1 and the inverter 46 can be driven anywhere.

【0016】昇圧回路40は、図2(b)に示すよう
に、2個の直列接続されたNMOS50および52と、
MOSキャパシタ54と、MOSキャパシタ54に直列
に接続されるNMOS56と、伝送ゲート57を構成す
るPチャンネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと
いう)58およびNMOS60とを有する。ここで2個
の直列接続されたNMOS50および52の一端、例え
ばNMOS50のドレインが電源(電源電圧VCC)49
に接続され、他端、例えばNMOS52のソースは接地
(VSS)される。ここで、電源49の電圧VCCは、検出
回路38によって測定される電源39と同じであり、同
電圧VCCであるのが好ましいが、本発明はこれに限定さ
れず、一定の関係があれば異なっていてもよい。また、
NMOS50および52のゲート電極には、“H”電位
が電源電圧VCCより高い内部同期(制御)信号φR およ
びその反転信号φR バーが入力される。NMOS50お
よび52の接続点(ノードN2 )からはワード駆動線5
1が延出し、所要のワード駆動電圧WD を出力する。す
なわち、内部クロック信号φR およびφR バーがそれぞ
れHおよびLであれば、NMOS50はオン、NMOS
52はオフよりノードN2 の電位は電源電圧VCCとな
り、ワード線駆動電圧WD が出力されるが、逆にそれぞ
れLおよびHであれば、NMOS50はオフ、NMOS
52はオフとなってノードN2 の電圧は0でワード駆動
信号線51に電圧VCCは出力されない。
The booster circuit 40 includes two NMOSs 50 and 52 connected in series, as shown in FIG.
It has a MOS capacitor 54, an NMOS 56 connected in series with the MOS capacitor 54, a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS) 58 and an NMOS 60 that form a transmission gate 57. Here, one end of the two NMOSs 50 and 52 connected in series, for example, the drain of the NMOS 50 is a power source (power source voltage V CC ) 49.
The other end, for example, the source of the NMOS 52 is grounded (V SS ). Here, the voltage V CC of the power supply 49 is the same as the power supply 39 measured by the detection circuit 38 and is preferably the same voltage V CC , but the present invention is not limited to this, and there is a certain relationship. They can be different. Also,
To the gate electrodes of the NMOSs 50 and 52, an internal synchronization (control) signal φ R having an “H” potential higher than the power supply voltage V CC and its inverted signal φ R bar are input. From the connection point (node N 2 ) of the NMOSs 50 and 52, the word drive line 5
1 is output and outputs the required word drive voltage W D. That is, if the internal clock signals φ R and φ R are H and L, respectively, the NMOS 50 turns on and the NMOS 50 turns on.
When 52 is off, the potential of the node N 2 becomes the power supply voltage V CC and the word line drive voltage W D is output. On the contrary, if L and H, respectively, the NMOS 50 is off and the NMOS 50 is off.
52 is turned off, the voltage of the node N 2 is 0, and the voltage V CC is not output to the word drive signal line 51.

【0017】ワード駆動線51からは、並列に信号線5
3が分岐し、この信号線53にはMOSキャパンタ54
とNMOS56とを有し、NMOS56の、例えばソー
スは接地(VSS)され、ゲートには検出回路38の出力
信号φS が入力される。MOSキャパシタ54とNMO
S56との間のノードN3 には、伝送ゲート57の出力
が接続され、伝送ゲート57の入力にはワード駆動電圧
信号WD を押し上げるために自分自身(ワード駆動電圧
信号WD )の遅延信号である電圧信号WP が入力され
る。伝送ゲート57は、トランスミッションゲートある
いはアナログスイッチと呼ばれ、PMOS58とNMO
S60とを並列に接続し、それぞれのゲートにコントロ
ール信号となる検出回路38の出力信号φS 、φS バー
が供給される。ここで、電源電圧VCCの低下に応じて押
し上げる電荷を蓄えるMOSキャパシタ54の容量や数
は、特に制限的ではなく、電源電位VCCの低下量および
所定電圧値V0 ならびに押し上げ量などに応じて適宜選
択すればよい。
The signal line 5 is connected in parallel from the word drive line 51.
3 is branched, and a MOS capacitor 54 is connected to the signal line 53.
Of the NMOS 56, the source of the NMOS 56, for example, is grounded (V SS ) and the output signal φ S of the detection circuit 38 is input to the gate. MOS capacitor 54 and NMO
The node N 3 between the S56, the output is connected to the transmission gate 57, a delay signal itself (the word drive voltage signal W D) in order to boost the word drive voltage signals W D to the input of the transmission gate 57 voltage signal W P is is input. The transmission gate 57 is called a transmission gate or an analog switch, and has a PMOS 58 and an NMO.
The output signals φ S and φ S of the detection circuit 38, which serve as control signals, are connected to S60 in parallel and are supplied to the respective gates. Here, the capacity and the number of the MOS capacitors 54 that store the charges to be pushed up in accordance with the decrease in the power supply voltage V CC are not particularly limited, and may depend on the amount of decrease in the power supply potential V CC , the predetermined voltage value V 0, and the amount of push-up. It may be selected as appropriate.

【0018】DRAM14の行アドレスバッファ18お
よび列アドレスバッファ24は、メモリセルアレイ16
中の選択されたアドレスのメモリセルにアクセスするた
め、アドレス信号A0 〜An が(チップイネーブル信号
CEバーあるいは行選択信号(RASバー)と列選択信
号(CASバー)に同期してそれぞれそれらの行アドレ
ス入力端子および列アドレス入力端子から時分割で入力
され、行アドレス信号および列アドレス信号をラッチす
るためのものである。行アドレスバッファ18は図3に
示すようにチップイネーブル信号CEバーとアドレス信
号Ai (i=0,……,n)とを入力とする2入力NO
Rゲート62とNORゲート62の出力に直列に接続さ
れ、出力信号を反転するインバータ64と66とを有す
る。インバータ64とインバータ66との間からラッチ
された行アドレス信号ai (i=0,……,m)および
インバータ66からその反転出力ai バーを出力する。
ここで列アドレスバッファ24は、図3に示す行アドレ
スバッファ18と同様の構成とすればよい。
The row address buffer 18 and the column address buffer 24 of the DRAM 14 are used in the memory cell array 16
In order to access the memory cell of the selected address among them, the address signals A 0 to A n are synchronized with the chip enable signal CE bar or the row select signal (RAS bar) and the column select signal (CAS bar), respectively. Is input from the row address input terminal and the column address input terminal in a time division manner to latch the row address signal and the column address signal.The row address buffer 18 has a chip enable signal CE bar as shown in FIG. 2-input NO with address signal A i (i = 0, ..., N) as input
It has inverters 64 and 66 connected in series to the outputs of the R gate 62 and the NOR gate 62 and inverting the output signals. The row address signal a i (i = 0, ..., M) latched between the inverter 64 and the inverter 66 and its inverted output a i bar are output from the inverter 66.
Here, the column address buffer 24 may have the same configuration as the row address buffer 18 shown in FIG.

【0019】行デコーダ20は、選択されたアドレスの
メモリセルにアクセスするためにワード線WLを選択駆
動するためのものである。行デコーダ20は、図4
(a)および(b)に示すようにプリデコーダ21とワ
ードデコーダアンドドライバ22とからなる。プリデコ
ーダ21は図4(a)に示すように、行アドレス信号a
iおよびai バーが入力される3入力NANDゲート6
8,72,……と、それぞれその出力を反転するインバ
ータ70,74,……とを有し、それぞれプリデコード
信号RAA0〜RAA7,RAB0〜RAB7,……が
出力される。
The row decoder 20 is for selectively driving the word line WL to access the memory cell at the selected address. The row decoder 20 is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), it comprises a predecoder 21 and a word decoder and driver 22. As shown in FIG. 4A, the predecoder 21 uses the row address signal a
3-input NAND gate 6 to which i and a i bars are input
, And inverters 70, 74, ..., which invert their outputs, respectively, and output predecode signals RAA0-RAA7, RAB0-RAB7 ,.

【0020】また、ワードデコーダアンドドライバ22
は、図4(b)に示すようにワードデコーダ76とワー
ドドライバ78とからなり、ワードデコーダ76は、ワ
ード線を選択駆動するためのものであるが、プリデコー
ド信号RAA0,RAB0,RAC0,……が3信号ず
つ入力される3入力NANDゲート80とその出力を反
転するインバータ82とを有し、選択されたワード線W
L0を駆動するためのワードドライバ78は、インバー
タ82の出力が接続されるNMOS84と、NMOS8
4の出力およびNANDゲート80の出力をゲート入力
とする2個の直列接続されたNMOS86と88とを有
する。ここで、NMOS84のゲートは電源(VCC) に
接続される。また、2個の直列接続されたNMOS86
と88の一端、例えばNMOS86のドレインは、本発
明の特徴部であるワード線駆動電圧発生回路12の出力
信号線51(出力信号WD )に接続され、他端、例えば
NMOS88のソースは、接地され、NMOS86と8
8の接続部は、ワード線WL0に接続され、選択駆動さ
れる。
The word decoder and driver 22
4B includes a word decoder 76 and a word driver 78 as shown in FIG. 4B. The word decoder 76 is for selectively driving the word lines. The predecode signals RAA0, RAB0, RAC0 ,. Has a 3-input NAND gate 80 to which three signals are input and an inverter 82 which inverts its output, and selects the selected word line W.
The word driver 78 for driving L0 includes an NMOS 84 to which the output of the inverter 82 is connected, and an NMOS 8
It has two series-connected NMOSs 86 and 88 whose gate inputs are the output of 4 and the output of the NAND gate 80. Here, the gate of the NMOS 84 is connected to the power supply (V CC ). Also, two NMOS 86 connected in series
One end of each of the NMOSs 88 and 88, for example, the drain of the NMOS 86 is connected to the output signal line 51 (output signal W D ) of the word line drive voltage generating circuit 12, which is a feature of the present invention, and the other end, for example, the source of the NMOS 88, is grounded. And NMOS 86 and 8
The connection portion of 8 is connected to the word line WL0 and is selectively driven.

【0021】DRAM14のメモリセルアレイ16は、
例えば、図5に示すメモリセル90を必要な数だけ配列
したものである。メモリセル90は、トランスファーゲ
ートとして機能する1つのNMOS92と1つのキャパ
シタ(プレーナ型、トレンチ型、スタック型等)94と
からなる1トランジスタ型メモリセルである。ここでN
MOS92のゲートは、ワード線WLに接続され、その
ドレインはビット線BLに、そのソースはキャパシタ9
4に接続され、キャパシタ94の他端は接地(またはメ
モリセル基板基準電位に接続)される。
The memory cell array 16 of the DRAM 14 is
For example, the required number of memory cells 90 shown in FIG. 5 are arranged. The memory cell 90 is a one-transistor type memory cell including one NMOS 92 that functions as a transfer gate and one capacitor (planar type, trench type, stack type, etc.) 94. Where N
The gate of the MOS 92 is connected to the word line WL, its drain is the bit line BL, and its source is the capacitor 9
4 and the other end of the capacitor 94 is grounded (or connected to the memory cell substrate reference potential).

【0022】センスアンプおよびライトアンプからなる
バッファ(入出力アンプ)30は、書込時には選択駆動
されたワード線WLによってアクセスされたメモリセル
90に書き込むために入力回路32から選択駆動された
ビット線(データ線)BLを経て転送されるデータを増
幅するとともに、読出時には、アクセスされたメモリセ
ル90の保持していたデータを選択駆動されたビット線
BLを経て読み出し、出力回路34に出力するためのも
のである。これらの入力回路32および出力回路34は
コントロール回路36によって制御される。これらの書
き込み動作および読み出し動作などの一連の動作は、メ
モリセル90のデータの破壊を防止するため、内部同期
信号で制御され、定められた順序、タイミングで定行さ
れる。
A buffer (input / output amplifier) 30 including a sense amplifier and a write amplifier is selectively driven by the input circuit 32 to write to the memory cell 90 accessed by the word line WL selectively driven at the time of writing. In order to amplify the data transferred via the (data line) BL, and at the time of reading, the data held in the accessed memory cell 90 is read out via the selectively driven bit line BL and output to the output circuit 34. belongs to. The input circuit 32 and the output circuit 34 are controlled by the control circuit 36. A series of operations such as the write operation and the read operation are controlled by an internal synchronization signal in order to prevent the data in the memory cell 90 from being destroyed, and are performed in a predetermined order and timing.

【0023】DRAM14は、以上のように構成される
が、本発明はこれに限定されず、従来公知のDRAMで
あればよい。すなわち、DRAMを構成する種々の回路
ももちろん従来公知の回路を用いることができる。上述
した例では、本発明の半導体集積回路10としてメモリ
セルとして1トランジスタ1キャパシタ型セルを用いる
DRAM14を適用する例について説明したが、本発明
はこれに限定されず、また、メモリとしてDRAMに限
定されず、SRAM、ROM、PROM、マスクRO
M、EPROM、E2 PROM、CCDメモリ、CA
M、画像メモリなどであってもよい。
The DRAM 14 is configured as described above, but the present invention is not limited to this and may be any conventionally known DRAM. That is, conventionally known circuits can be used as well as various circuits constituting the DRAM. In the above-mentioned example, the example in which the DRAM 14 using one transistor / one capacitor type cell as a memory cell is applied as the semiconductor integrated circuit 10 of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this, and the memory is limited to the DRAM. Not, SRAM, ROM, PROM, mask RO
M, EPROM, E 2 PROM, CCD memory, CA
It may be M, an image memory, or the like.

【0024】本発明の半導体集積回路は、基本的に以上
のように構成されるが、以下にその作用について説明す
る。図1に示す半導体集積回路10において、行および
列選択信号RASバーおよびCASバーによって、DR
AM14が書き込みもしくは読み出しの状態にある時、
ワード線駆動電圧発生回路12において電源電圧VCC
予め設定された所定値V0 より高い場合とより低い場合
に分けて説明する。
The semiconductor integrated circuit of the present invention is basically configured as described above, and its operation will be described below. In the semiconductor integrated circuit 10 shown in FIG. 1, the DR is changed by the row and column selection signals RAS and CAS.
When AM14 is in the write or read state,
In the word line drive voltage generation circuit 12, a case where the power supply voltage V CC is higher than a predetermined value V 0 set in advance and a case where it is lower than the predetermined value V 0 will be described separately.

【0025】まず、電源電圧VCCが予め設定された所定
値V0 以上の場合、出力信号φS およびφS バーはそれ
ぞれHおよびLが出力されるので、NMOS56がオン
し、伝送ゲート57はオフより押し上げ電圧信号WP
伝送されない。従って図7(a)に示すように、内部同
期信号φR およびφR バーが、それぞれHおよびLにな
った時、NMOS50はオン、NMOS52はオフとな
り、ワード駆動線51の電位WD は立ち上がり、電源4
9の電圧VCCとなる。
First, when the power supply voltage V CC is equal to or higher than a preset predetermined value V 0 , the output signals φ S and φ S are H and L, respectively, so that the NMOS 56 is turned on and the transmission gate 57 is turned on. The push-up voltage signal W P is not transmitted from the OFF state. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the internal synchronizing signals φ R and φ R become H and L, respectively, the NMOS 50 is turned on, the NMOS 52 is turned off, and the potential W D of the word drive line 51 rises. , Power supply 4
It becomes a voltage V CC of 9.

【0026】これに対し、内部同期信号φR およびφR
バーがそれぞれHおよびLになって、NMOS50がオ
ン、NMOS52がオフし、ワード駆動線51に電源電
圧V CCが印加され図7(b)に示すように、その電位W
D が立ち上がり、VCCとなるが、電源電圧VCCが所定値
0 より低いと、出力信号φS およびφS バーはそれぞ
れLおよびHとなり、NMOS56はオフし、伝送ゲー
ト57はオンする。従って、MOSキャパシタ54には
押し上げ電圧信号WP によって充電される。このため、
ワード駆動線51はMOSキャパシタ54に充電された
電荷によってその電位WD がVCCから押し上げられ、所
定値V0 以上の所要の電圧となる。
On the other hand, the internal synchronizing signal φR And φR 
The bars become H and L respectively, and the NMOS 50 turns off.
Power supply to the word drive line 51.
Pressure V CCIs applied to the potential W, as shown in FIG.
D Rises, VCCHowever, the power supply voltage VCCIs a predetermined value
V0 Lower, the output signal φS And φS That's the bar
Becomes L and H, the NMOS 56 turns off, and the transmission gate
To 57 turns on. Therefore, the MOS capacitor 54
Push-up voltage signal WP Is charged by. For this reason,
The word drive line 51 is charged in the MOS capacitor 54
Its potential W due to electric chargeD Is VCCPushed up from
Fixed value V0 The above voltage is required.

【0027】こうして、本発明の半導体集積回路10に
おいては、電源電圧VCCがたとえ所定値V0 より低くな
ることがあっても、図8に示すように、行および列の選
択信号RASバーやCASバーによってワード線WLや
ビット線BLが選択され、書き込み状態読み出し状態に
ある時ワード線WLを駆動する駆動電圧WD 所定値を下
回ることなく、常に所定値以上の電圧を有しているので
トランスファーゲート(NMOS)92の電位が下が
り、キャパシタ94の蓄積容量が減少し、読み出しや書
き込みのスピードが低下することはないし、ソフトエラ
ーやセンスマージンの低下が生じることもない。従っ
て、DRAMなどのメモリに本発明を実施することは、
動作スピードの点からも動作の正確さの点からも大きな
効果を持つ。
Thus, in the semiconductor integrated circuit 10 of the present invention, even if the power supply voltage V CC becomes lower than the predetermined value V 0 , as shown in FIG. 8, row and column selection signals RAS and When the word line WL or the bit line BL is selected by the CAS bar and the write state is in the read state, the drive voltage W D for driving the word line WL does not fall below a predetermined value and always has a voltage equal to or higher than the predetermined value. The potential of the transfer gate (NMOS) 92 is not lowered, the storage capacity of the capacitor 94 is reduced, the read / write speed is not reduced, and the soft error and the sense margin are not reduced. Therefore, implementing the present invention in a memory such as a DRAM is
It has a great effect in terms of operation speed and accuracy of operation.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、広範囲の電源電圧で用いる半導体集積回路におい
て、電源電圧が低下した場合の性能の劣化、例えば動作
スピードの低下や読み出しおよび書き込み性能の劣化を
防止することができる。
As described above in detail, according to the present invention, in a semiconductor integrated circuit used in a wide range of power supply voltages, the performance is deteriorated when the power supply voltage is lowered, for example, the operation speed is lowered and reading and writing are performed. It is possible to prevent performance deterioration.

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

【図1】 本発明に係る半導体集積回路の一実施例の基
本構成図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【図2】 (a)および(b)は、それぞれ図1に示す
半導体集積回路のワード線駆動電圧発生回路の電源電圧
レベル検出回路および昇圧回路の一実施例の回路図であ
る。
2A and 2B are circuit diagrams of an embodiment of a power supply voltage level detection circuit and a booster circuit of a word line drive voltage generation circuit of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1, respectively.

【図3】 図1に示す半導体集積回路の行アドレスバッ
ファの一実施例の回路図である。
3 is a circuit diagram of an embodiment of a row address buffer of the semiconductor integrated circuit shown in FIG.

【図4】 (a)および(b)は、それぞれ図1に示す
半導体集積回路のプリデコーダおよびワードデコーダア
ンドドライバの一実施例の回路図である。
4A and 4B are circuit diagrams of an embodiment of a predecoder and a word decoder and driver of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1, respectively.

【図5】 図1に示す半導体集積回路のメモリセルアレ
イの構成単位のメモリセルの一実施例の回路図である。
5 is a circuit diagram of an example of a memory cell as a constituent unit of the memory cell array of the semiconductor integrated circuit shown in FIG.

【図6】 (a)および(b)は、それぞれ電源電圧が
所定値より高い場合および低い場合の図2に示すワード
線駆動電圧発生回路の各部の電圧のタイムチャートの一
例である。
6A and 6B are examples of time charts of voltages of respective parts of the word line drive voltage generation circuit shown in FIG. 2 when the power supply voltage is higher and lower than a predetermined value, respectively.

【図7】 図1に示す半導体集積回路の行および列の選
択信号RASバーおよびCASバーならびにワード線駆
動電圧WD のタイムチャートの一例である。
7 is an example of a time chart of row and column selection signals RAS bar and CAS bar and word line drive voltage W D of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体集積回路 12 ワード線
駆動電圧発生回路 14 ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRA
M) 16 メモリセルアレイ 18 行アドレ
スバッファ 20 行デコーダ 21 プリデコ
ーダ 22 ワードデコーダアンドドライバ 24 列アドレスバッファ 26 列デコー
ダ 28 ビットドライバ 30 入出力ア
ンプ 32 入力回路 34 出力回路 36 コントロール回路 38 電源電圧
レベル検出回路 39,49 電源 40 昇圧回路 42,42a,42b,42c,50,52,56,6
0,84,86,88,92 NチャンネルMOSトラ
ンジスタ(NMOS) 44 電圧リミッタ 46,48,64,66,70,74,82 インバー
タ 54 MOSキャパシタ 58 PチャンネルMOSトランジスタ(PMOS) 62 NORゲート 68,72,80 NANDゲート 76 ワードデコーダ 78 ワードド
ライバ 90 メモリセル 94 キャパシタ(プレーナ型、トレンチ型、スタック
型等)
10 semiconductor integrated circuit 12 word line drive voltage generation circuit 14 dynamic random access memory (DRA
M) 16 memory cell array 18 row address buffer 20 row decoder 21 predecoder 22 word decoder and driver 24 column address buffer 26 column decoder 28 bit driver 30 input / output amplifier 32 input circuit 34 output circuit 36 control circuit 38 power supply voltage level detection circuit 39 , 49 power supply 40 booster circuit 42, 42a, 42b, 42c, 50, 52, 56, 6
0, 84, 86, 88, 92 N-channel MOS transistor (NMOS) 44 Voltage limiter 46, 48, 64, 66, 70, 74, 82 Inverter 54 MOS capacitor 58 P-channel MOS transistor (PMOS) 62 NOR gate 68, 72 , 80 NAND gate 76 Word decoder 78 Word driver 90 Memory cell 94 Capacitor (planar type, trench type, stack type, etc.)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電源電圧レベルを検出する手段と、 前記電源電圧レベルに対して設定される所定回路の駆動
電圧レベルを設定する手段と、 前記電源電圧レベルが所定値以下の場合に前記回路の駆
動電圧レベルを昇圧する手段とを有することを特徴とす
る半導体集積回路。
1. A means for detecting a power supply voltage level, a means for setting a drive voltage level of a predetermined circuit set to the power supply voltage level, and a circuit for setting the drive voltage level of the circuit when the power supply voltage level is below a predetermined value. And a means for boosting a drive voltage level.
JP4283159A 1992-10-21 1992-10-21 Semiconductor integrated circuit Withdrawn JPH06131870A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4283159A JPH06131870A (en) 1992-10-21 1992-10-21 Semiconductor integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4283159A JPH06131870A (en) 1992-10-21 1992-10-21 Semiconductor integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06131870A true JPH06131870A (en) 1994-05-13

Family

ID=17661963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4283159A Withdrawn JPH06131870A (en) 1992-10-21 1992-10-21 Semiconductor integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06131870A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7042276B2 (en) Charge pump with improved regulation
KR100299750B1 (en) Semiconductor storage device
KR100223990B1 (en) Semiconductor memory device
US4161040A (en) Data-in amplifier for an MISFET memory device having a clamped output except during the write operation
KR950010621B1 (en) Semiconductor memory device
US5995435A (en) Semiconductor memory device having controllable supplying capability of internal voltage
JPS63288496A (en) Sensing amplifier for high performance dram
US8482999B2 (en) Semiconductor memory integrated device having a precharge circuit with thin-film transistors gated by a voltage higher than a power supply voltage
US6026047A (en) Integrated circuit memory device with hierarchical work line structure
GB2264376A (en) Bit line control in a semiconductor memory device
US5148400A (en) Semiconductor memory circuit having an improved restoring control circuit
US7382177B2 (en) Voltage charge pump and method of operating the same
JP2004213722A (en) Semiconductor memory and semiconductor integrated circuit device
JP2680007B2 (en) Semiconductor memory
KR950014256B1 (en) Semiconductor memory device using low source voltage
US5376837A (en) Semiconductor integrated circuit device having built-in voltage drop circuit
US5777934A (en) Semiconductor memory device with variable plate voltage generator
JP2801654B2 (en) Dynamic semiconductor memory device
JPH06131870A (en) Semiconductor integrated circuit
JP2653643B2 (en) Semiconductor storage device
JP2986939B2 (en) Dynamic RAM
KR950009235B1 (en) Word line driving circuit of semiconductor memory device
JP2001202778A (en) Semiconductor memory
JPH06223571A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH04163785A (en) Semiconductor storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000104