JPH0614613B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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- JPH0614613B2 JPH0614613B2 JP58099658A JP9965883A JPH0614613B2 JP H0614613 B2 JPH0614613 B2 JP H0614613B2 JP 58099658 A JP58099658 A JP 58099658A JP 9965883 A JP9965883 A JP 9965883A JP H0614613 B2 JPH0614613 B2 JP H0614613B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はMOS型電界効果トランジスタ(以下MOSトラン
ジスタと言う)を用いた半導体集積回路に関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit using a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as a MOS transistor).
ダイナミックMOSRAMは現在64K(D)RAMの量産、256(D)RA
M、の開発が行なわれているが、16K(D)RAMに比べて、
最近のDRAMでは電源電圧は12Vから5Vへ1/2以下に
低減されている。これは単一電源化とTTL互換性のた
め、5V単一電源に決定されたためである。また、一般
にMOS型集積回路は電源電圧が高くなると、基本回路の
遅延時間は減少し、高速化が達成し易くなるが、上述し
た外的要因による低電圧化は回路の高速化を達成するた
めには、大きな負担となっている。また、高速化を達成
するための対策としては電圧を高く設定すること以外
に、ゲートの短チャンネル化によるコンダクタンスの増
大、しきい値電圧の低下によるコンダクタンスの増大が
あり、特に短チャンネル化によるコンダクタンスの増大
は微細加工技術の発展と相まって、非常に重要となって
きた。また、これらの微細加工技術の発展と共に高速化
の重要な技術課題は配線の低抵抗化である。また、ディ
ナード(Dennard)らによって提案されたスケーリング則
でも、微細化によって、配線抵抗がスケールダウンされ
ないためのCR時定数の悪化が指摘されているが、トラ
ンジスタ特性の向上と配線抵抗の増大は高速化にとって
大きな矛盾を含んでいる。Dynamic MOS RAM is currently mass production of 64K (D) RAM, 256 (D) RA
M is being developed, but compared to 16K (D) RAM,
In recent DRAMs, the power supply voltage has been reduced from 12V to 5V by less than 1/2. This is because it was decided to use a single 5V power supply due to the single power supply and TTL compatibility. In addition, in general, when the power supply voltage is high in a MOS integrated circuit, the delay time of the basic circuit decreases and it is easy to achieve high speed, but the lower voltage due to the external factors described above achieves higher circuit speed. Is a heavy burden. In addition to setting the voltage high, measures to achieve higher speed include increasing the conductance by shortening the gate channel and increasing the conductance by decreasing the threshold voltage. The increase in the number of contacts has become very important in combination with the development of fine processing technology. Further, along with the development of these fine processing techniques, an important technical subject for increasing the speed is to reduce the resistance of wiring. The scaling rule proposed by Dennard et al. Also pointed out that the CR time constant is deteriorated because the wiring resistance is not scaled down due to miniaturization. There is a big contradiction for the change.
第1図は従来のダイナミックMOSRAMを示す概略構成図で
ある。同図において、(1)は外部信号(Ext・clock)が入力
するクロック入力端子、(2a)〜(2n)はこの外部信号の入
力によって動作し、それぞれφ0信号を出力するn段の
第1〜第nのφ0クロック発生回路、(3)は第2図(a)に
示す駆動信号φ1を出力するφ1信号発生回路、(4)は
第2図(b)に示す駆動信号φ2を出力するφ2信号発生
回路、(5)は第2図(c)に示す駆動信号φ3を出力するφ
3信号発生回路、(6)は第2図(d)に示す駆動信号φ4を
出力するφ4信号発生回路、(7)は第2図(e)に示す駆動
信号φ5を出力するφ5信号発生回路、(8)はメモリア
レイ、(9a)〜(9f)はそれぞれ抵抗値R1〜R6の抵抗、
(10a)〜(10g)はコンデンサ、(11)はセンスアンプ回路、
(12a)および(12b)はトランジスタである。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional dynamic MOS RAM. In the figure, (1) is a clock input terminal to which an external signal (Ext · clock) is input, and (2a) to (2n) are operated by the input of this external signal and each of the n-th stage outputs φ 0 signal 1st to nth φ 0 clock generation circuits, (3) a φ 1 signal generation circuit for outputting the drive signal φ 1 shown in FIG. 2 (a), (4) a drive signal shown in FIG. 2 (b) φ 2 signal generating circuit for outputting φ 2 , (5) φ for outputting drive signal φ 3 shown in FIG. 2 (c)
3 signal generation circuit, (6) outputs the drive signal φ 4 shown in FIG. 2 (d), 4 signal generation circuit, and (7) outputs the drive signal φ 5 shown in FIG. 2 (e) 5 signal generation circuit, (8) a memory array, (9a) to (9f) having resistances R 1 to R 6 , respectively,
(10a) to (10g) are capacitors, (11) is a sense amplifier circuit,
(12a) and (12b) are transistors.
なお、前記抵抗(9b)および(9d)はビット線抵抗、前記コ
ンデンサ(10c)および(10d)はビット線容量を示す。ま
た、φ6は第2図(f)に示す駆動信号である。The resistors (9b) and (9d) represent bit line resistances, and the capacitors (10c) and (10d) represent bit line capacitances. Further, φ 6 is a drive signal shown in FIG. 2 (f).
次に上記構成による半導体集積回路の動作について説明
する。まず、前記駆動信号φ1は次段のφ2信号発生回
路(4)のトリガ信号として使用されるばかりでなく、メ
モリアレイ(8)を駆動する信号(ワード線駆動信号)と
して働く。しかし、この駆動信号φ1はトリガとして働
く次段のφ2信号発生回路(4)へ小さな遅延で伝達され
るが、メモリアレイ(8)へ入力される内部駆動信号φ
1a(第2図(a)参照)は抵抗(9a)およびコンデンサ(10
a)により遅延が生じる。このため、周辺回路は短チャン
ネルMOSTを用いることによって、高速化が達成できる
が、配線抵抗により、メモリアレイ(8)の遅延とのマッ
チングが悪くなる。また、ビット線抵抗(9b)およびビッ
ト線容量(10c)による遅延を保証したうえで、φ2信号
発生回路(4)を活性化し、駆動信号φ2(センスアンプ
回路(11)の駆動信号)を発生させる必要がある。しか
も、駆動信号φ2においても、抵抗(9c)およびコンデン
サ(10b)のため、遅延をおこし、センスアンプ回路(11)
のラッチ時間を遅くする現象が起る。一方、φ3信号発
生回路(5)は駆動信号φ2により、信号遅延なしに駆動
できるため、ここでも周辺回路とメモリアレイ(8)との
ミス・マッチングが生じる。次に、メモリアレイ(8)か
ら周辺回路へメモリセルの記憶情報を取り出すための駆
動信号φ3を発生させる必要があり、駆動信号φ2をト
リガとして、駆動信号φ3(I/0コントロール信号)を
発生させる。このときも、ビット線抵抗(9d)とビット線
容量(10d)による信号遅延を起こすと共に、駆動信号φ
3においても、抵抗(9e)および容量(10e)のため、内部
駆動信号φ3a(第2図(c)参照)の遅延を生じる。ま
た、メモリセルからの出力信号においても、抵抗(9f)や
容量(10f)のため、信号遅延をおこし、駆動信号φ4と
駆動信号φ6との間でもミス・マッチングを起し易くな
る。このミス・マッチングの現象は電源電圧に対して、
敏感に表われる。例えばMOSTが5極管(飽和領域)で動
作している場合にはこのMOSTのコンダクタンスは下記
(1)式で簡単に表わすことができる。Next, the operation of the semiconductor integrated circuit having the above configuration will be described. First, the drive signal φ 1 is used not only as a trigger signal for the φ 2 signal generation circuit (4) in the next stage, but also as a signal (word line drive signal) for driving the memory array (8). However, this drive signal φ 1 is transmitted to the φ 2 signal generation circuit (4) of the next stage which acts as a trigger with a small delay, but the internal drive signal φ input to the memory array (8)
1a (see FIG. 2 (a)) is a resistor (9a) and a capacitor (10a).
Delay is caused by a). Therefore, the peripheral circuit can achieve high speed by using the short channel MOST, but the wiring resistance deteriorates the matching with the delay of the memory array (8). In addition, the φ 2 signal generation circuit (4) is activated after guaranteeing the delay due to the bit line resistance (9b) and the bit line capacitance (10c), and the drive signal φ 2 (drive signal of the sense amplifier circuit (11)) Need to be generated. Moreover, the drive signal φ 2 is delayed due to the resistor (9c) and the capacitor (10b), and the sense amplifier circuit (11)
Phenomenon of slowing down the latch time occurs. On the other hand, since the φ 3 signal generation circuit (5) can be driven by the drive signal φ 2 without any signal delay, the mismatch circuit between the peripheral circuit and the memory array (8) also occurs here. Next, it is necessary to generate a driving signal phi 3 for retrieving information stored in the memory cell to the peripheral circuits from the memory array (8), as a trigger a drive signal phi 2, the driving signals phi 3 (I / 0 control signal ) Is generated. Also at this time, a signal delay occurs due to the bit line resistance (9d) and the bit line capacitance (10d), and the drive signal φ
Also in 3 , the internal drive signal φ 3a (see FIG. 2 (c)) is delayed due to the resistance (9e) and the capacitance (10e). Also, in the output signal from the memory cell, a signal delay occurs due to the resistance (9f) and the capacitance (10f), and it is easy to cause a mismatching between the drive signal φ 4 and the drive signal φ 6 . The phenomenon of this mismatching is
Appears sensitively. For example, if the MOST is operating in a pentode (saturation region), the conductance of this MOST is
It can be easily expressed by equation (1).
gmβ(VG−Vth) (1) したがって、gmはVGにほぼ比例して増し、また、短
チャンネル化することによって(βが増大する)gmは
大きくなる。また、抵抗(9a)〜(9f)の抵抗値(R1)〜(R6)
は下記(2)式で表わすことができる。 gmβ (V G -V th) ( 1) Thus, gm is increased substantially in proportion to V G, also, (beta is increased) by short channelization gm increases. In addition, the resistance values of resistors (9a) to (9f) (R 1 ) to (R 6 )
Can be expressed by the following equation (2).
R=ρ・l/w (2) ただし、ρはシート抵抗値、lは長さ、wは幅を示す。
したがって、抵抗値Rを小さくするためにはρの低減と
lの減少を必要とするが、lの減少はメモリアレイ容
量、すなわち、メモリの集積密度が増すと低減は難かし
くなり、ρの低減が重要となる。しかし、このρの低減
は材料自身の問題となるので、高集積化されたLSIでは
難かしく、特に拡散層の抵抗の低減はMOSTの特性のかね
合いから困難になってきた。したがって、MOSTのコンダ
クタンスgmの低減と抵抗Rの増大化もしくは一定化は
顕しく、周辺回路とメモリアレイ(8)のミス・マッチン
グを増大させることになる。第3図はタイミングの電圧
依存性を示す図であり、縦軸に電源電圧Vcc、横軸に
時間tをとったときのミス・マッチングの様子を電源電
圧依存性として示したものである。例えば電源電圧Vc
cがV1のとき、駆動信号φ1はt2で、駆動信号φ3
はt6で、駆動信号φ4はt8で、駆動信号φ6はt7
でそれぞれ発生するが、電源電圧Vccが上昇し、V2
(ただし、V2>V1)のとき、駆動信号φ1はt
1で、駆動信号φ3はt3で駆動信号φ4はt4で、駆
動信号φ6はt5でそれぞれ発生するため、駆動信号φ
4およびφ6の発生時間が逆転する。さらに、電源電圧
VccがV1のときには駆動信号φ3から駆動信号φ4
の間の時間はΔt1あるが、電源電圧VccがV2に上
昇すると、φ4信号発生回路(7)の性能だけで決まる遅
延時間のため、駆動信号φ3から駆動信号φ4の間の時
間は非常に小さな遅延時間であるΔt2になる。しか
し、駆動信号φ6は電源電圧に依存しない抵抗体の遅延
のため、時間Δt2より更にΔt3遅れて発生すること
になり、駆動信号φ4と駆動信号φ6が電源電圧V1と
V2で逆転してしまう。この場合、明らかに、電源電圧
V2においては回路上の不具合が生じることになる。こ
れはミス・マッチングを定性的に説明するには下記(3)
式によると判かり易い。R = ρ · l / w (2) where ρ is the sheet resistance value, l is the length, and w is the width.
Therefore, in order to reduce the resistance value R, it is necessary to decrease ρ and decrease l. However, the decrease of l becomes difficult as the memory array capacity, that is, the integration density of the memory increases, and thus ρ decreases. Is important. However, since the reduction of ρ becomes a problem of the material itself, it is difficult for highly integrated LSIs, and in particular, reduction of the resistance of the diffusion layer has become difficult due to the balance of the characteristics of MOST. Therefore, it is obvious that the conductance gm of the MOST is reduced and the resistance R is increased or made constant, and the mismatch between the peripheral circuit and the memory array (8) is increased. FIG. 3 is a diagram showing the voltage dependence of timing, in which the vertical axis represents the power supply voltage Vcc, and the horizontal axis represents the state of mismatching when the time t is taken as the power supply voltage dependence. For example, power supply voltage Vc
When c is V 1 , the drive signal φ 1 is t 2 and the drive signal φ 3
Is t 6 , the driving signal φ 4 is t 8 , and the driving signal φ 6 is t 7
Power supply voltage Vcc rises and V 2
(However, when V 2 > V 1 ), the drive signal φ 1 is t
1 , the driving signal φ 3 is generated at t 3 , the driving signal φ 4 is generated at t 4 , and the driving signal φ 6 is generated at t 5.
The generation times of 4 and φ 6 are reversed. Further, when the power supply voltage Vcc is V 1 , the drive signal φ 3 to the drive signal φ 4
Although the time during a Delta] t 1, when the power supply voltage Vcc rises to V 2, phi 4 for the signal generation circuit (7) the delay time determined only by the performance of, the driving signal phi 3 between the driving signals phi 4 The time becomes Δt 2 , which is a very small delay time. However, the drive signal φ 6 is generated after a delay of Δt 3 from the time Δt 2 due to the delay of the resistor that does not depend on the power supply voltage, and the drive signal φ 4 and the drive signal φ 6 are generated by the power source voltages V 1 and V 6. It reverses at 2 . In this case, obviously, a circuit defect will occur at the power supply voltage V 2 . This is described in (3) below to qualitatively explain the mismatch.
It is easy to understand according to the formula.
すなわち、第1項は信号回路のトランジスタのコンダク
タンスによる抵抗成分、第2項が配線抵抗による抵抗成
分である。したがって、信号回路の合計の出力インピー
ダンスは(3)式で示すことができる。第1項が電源に依
存するが、第2項は電源に依存しない。そのため、駆動
信号φ4および駆動信号φ6の信号発生の時間の逆転が
発生していると考えることができる。上述のことを第4
図に示す信号発生回路を用いて更に説明する。この第4
図において、(13a)〜(13g)はMOSトランジスタ、(14a)は
第5図(b)に示すφ11信号が送られる信号線、(14b)は
第5図(a)に示す 信号が送られる信号線、(15)は第5図(c)に示すφ12
信号が出力する信号線、(16)はコンデンサである。次
に、上記構成による信号発生回路の動作について第5図
(a)〜第5図(c)を参照して説明する。まず、時刻t1に
おいて、MOSトランジスタ(13a)のゲートには第5図(b)
に示す低レベルのφ11信号が入力するため、このMOS
トランジスタ(13a)がオフ状態になる一方、MOSトランジ
スタ(13b)および(13c)のゲートには第5図(a)に示す高
レベルの 信号が入力するため、このMOSトランジスタ(13b)および
(13c)がオン状態となる。このため、ノードN1は放電
されており、ノードN2はブリチャージされる。この状
態で、時刻t2になると、第5図(a)に示すように、 信号が低レベルになり、第5図(b)に示すφ11信号が
高レベルになるため、MOSトランジスタ(13a)および(13
e)が共にオン状態になり、MOSトランジスタ(13b)および
(13c)が共にオフ状態になる。このため、ノードN1お
よびノードN3が充電される。このため、MOSトランジ
スタ(13d)および(13f)が共に“オン”となり、ノードN
2が放電されるが、ノードN4すなわちφ12信号が第
5図(c)に示すように高レベルとなる。このように、φ
11信号の入力からφ12信号の立上がりまでの時間は
MOSトランジスタ(13a)および(13d)のコンダクタンスで
制御される。すなわち、前記(3)式の第1項に相当する
抵抗成分で制御される。 That is, the first term is the resistance component due to the conductance of the transistor of the signal circuit, and the second term is the resistance component due to the wiring resistance. Therefore, the total output impedance of the signal circuit can be expressed by equation (3). The first term is power source dependent, while the second term is power source independent. Therefore, it can be considered that the reversal of the signal generation times of the drive signal φ 4 and the drive signal φ 6 occurs. Fourth of the above
Further description will be given using the signal generating circuit shown in the figure. This 4th
In the figure, (13a) to (13g) are MOS transistors, (14a) is a signal line for transmitting the φ 11 signal shown in FIG. 5 (b), and (14b) is shown in FIG. 5 (a). Signal line for signal transmission, (15) is φ 12 shown in Fig. 5 (c)
A signal line for outputting a signal, and (16) is a capacitor. Next, FIG. 5 shows the operation of the signal generating circuit having the above configuration.
This will be described with reference to (a) to FIG. 5 (c). At time t 1, FIG. 5 to the gate of the MOS transistor (13a) (b)
Since the low level φ 11 signal shown in is input,
While the transistor (13a) is turned off, the gates of the MOS transistors (13b) and (13c) have the high level shown in FIG. 5 (a). Since a signal is input, this MOS transistor (13b) and
(13c) is turned on. Therefore, the node N 1 is discharged and the node N 2 is precharged. In this state, at time t 2 , as shown in FIG. 5 (a), Since the signal becomes low level and the φ 11 signal shown in FIG. 5 (b) becomes high level, the MOS transistors (13a) and (13
e) are both turned on, and the MOS transistor (13b) and
Both (13c) are turned off. Therefore, the node N 1 and the node N 3 are charged. Therefore, the MOS transistors (13d) and (13f) are both turned on, and the node N
2 is discharged, but the node N 4, that is, the φ 12 signal becomes high level as shown in FIG. 5 (c). Thus, φ
The time from the input of 11 signal to the rise of φ 12 signal is
It is controlled by the conductance of the MOS transistors (13a) and (13d). That is, it is controlled by the resistance component corresponding to the first term of the equation (3).
上述したように、従来の半導体集積回路では第4図に示
す信号発生回路で説明するように、φ11信号からφ
12信号の発生時間の制御をMOSトランジスタのコンダ
クタンスでのみ制御するため、電圧依存性が大きくな
り、上述したように周辺回路とメモリアレイ間のミスマ
ッチングを起す可能性が大きくなる欠点があった。As described above, in the conventional semiconductor integrated circuit as described in the signal generating circuit shown in Figure 4, from phi 11 signal phi
Since the control of the generation time of the 12 signal is controlled only by the conductance of the MOS transistor, there is a drawback that the voltage dependency becomes large and the possibility of causing the mismatch between the peripheral circuit and the memory array becomes large as described above.
したがって、この発明の目的は電源電圧を変えた場合の
周辺回路とメモリアレイの遅延のミスマッチングによっ
て発生する回路上の不具合を保証することができる半導
体集積回路を提供するものである。Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of guaranteeing a circuit defect caused by a delay mismatch between a peripheral circuit and a memory array when a power supply voltage is changed.
このような目的を達成するため、この発明は、信号を受
けて、出力回路のMOSトランジスタの制御を行うための
信号を出力するインバータ回路を、電源電位ノードと接
地電位ノードとの間に、直列接続された2つのMOSトラ
ンジスタと直列に抵抗性デバイスを接続したものとした
ものであり、このインバータ回路の所望個所のインピー
ダンスの電源電圧依存性を低減させることによって、イ
ンバータ回路の出力ノードにおける充電時間あるいは放
電時間電圧依存性を小さくするものであり、以下実施例
を用いて詳細に説明する。In order to achieve such an object, the present invention provides an inverter circuit that receives a signal and outputs a signal for controlling a MOS transistor of an output circuit in series between a power supply potential node and a ground potential node. A resistance device is connected in series with two connected MOS transistors, and the charging time at the output node of the inverter circuit is reduced by reducing the power supply voltage dependence of the impedance at the desired point of this inverter circuit. Alternatively, the discharge time voltage dependency is reduced, which will be described in detail below with reference to examples.
第6図はこの発明に係る半導体集積回路の一実施例を示
す回路図であり、詳しくは信号発生回路の一例を示す回
路図である。同図において、(13a)はゲート電極に入力
信号であるφ11信号が入力され、電源電位ノードと第
1の出力ノードN1との間に説明するされた第2のMOS
トランジスタ、(13b)はゲート電極に入力信号である 信号が入力され、接地電位ノードと上記第1の出力ノー
ドN1との間に接続された第1のMOSトランジスタで、
上記第2のMOSトランジスタ(13a)とで第1のインバータ
回路を構成している。(13c)はゲート電極に 信号が入力され、電源電位ノードと第2の出力ノードN
2との間に接続された第4のMOSトランジスタ、(13d)は
ゲート電極が上記第1の出力ノードN1に接続され、接
地電位ノードと上記第2の出力ノードN2との間に接続
された第3のMOSトランジスタ、(17)は電源電位ノード
と接地電位ノードとの間に第3及び第4のMOSトランジ
スタ(13d)(13c)と直列に接続された抵抗からなる抵抗性
デバイスで、この実施例においては、一端が上記出力ノ
ードN2に接続され、他端が上記第3のMOSトランジス
タのドレイン電極に接続されているものであり、上記第
3および第4のMOSトランジスタ(13a)とで第2のインバ
ータ回路を構成している(13e)はゲート電極が電源電位
に接続されるとともにソース電極がノードN3に接続さ
れ、ドレイン電極にφ11信号を受ける第7のMOSトラ
ンジスタ、(13g)はゲート電極が上記第2のインバータ
の第2の出力ノードN2に接続され、信号線(15)に接続
された出力端4と接地電位ノードとの間に接続された第
5のMOSトランジスタ、(13f)はゲート電極が上記ノード
N3に接続され、上記出力端N4と電源電位ノードとの
間に接続された第6のMOSトランジスタ、(16)は上記ノ
ードN3と出力端N4との間に接続されたコンデンサ
で、上記第5ないし第7のMOSトランジスタ(13e)(13f)
(13g)とで出力信号であるφ12信号を出力する出力回
路を構成しているものである。FIG. 6 is a circuit diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and more specifically, a circuit diagram showing an example of a signal generating circuit. In the figure, (13a) is the second MOS transistor described in between the power supply potential node and the first output node N 1 when the φ 11 signal which is the input signal is input to the gate electrode.
Transistor, (13b) is the input signal to the gate electrode A first MOS transistor to which a signal is input and which is connected between a ground potential node and the first output node N 1 ;
A first inverter circuit is configured with the second MOS transistor (13a). (13c) is the gate electrode A signal is input, the power supply potential node and the second output node N
Fourth MOS transistor connected between a 2, (13d) has a gate electrode connected to the first output node N 1, connected between the output node N 2 of the ground potential node and the second The third MOS transistor, (17), is a resistive device consisting of resistors connected in series with the third and fourth MOS transistors (13d) and (13c) between the power supply potential node and the ground potential node. In this embodiment, one end is connected to the output node N 2 and the other end is connected to the drain electrode of the third MOS transistor, and the third and fourth MOS transistors (13a (13e) is a seventh MOS transistor in which the gate electrode is connected to the power supply potential, the source electrode is connected to the node N 3 , and the drain electrode receives the φ 11 signal. , (13g) has the gate electrode above The second is connected to the output node N 2 of the inverter, a fifth MOS transistor connected between the signal line (15) connected to an output terminal 4 and the ground potential node, and (13f) is a gate electrode A sixth MOS transistor connected to the node N 3 and connected between the output terminal N 4 and the power supply potential node, (16) is connected between the node N 3 and the output terminal N 4 . The fifth to seventh MOS transistors (13e) (13f), which are capacitors.
(13g) constitutes an output circuit which outputs a φ 12 signal which is an output signal.
次に、上記構成による信号発生回路の動作について説明
する。第7図は第6図におけるMOSトランジスタ(13d)の
ゲート電圧対β(ソース・ドレイン間のインピーダン
ス)を表すグラフであり、第6図のノードN1の電圧を
Vgとし(この電圧は一般的に、電源電圧Vccからス
レシホールド電圧Vthを引いた値になる)、ノードN
2とグランド間のインピーダンスを表すグラフである。Next, the operation of the signal generating circuit having the above configuration will be described. FIG. 7 is a graph showing the gate voltage vs. β (source-drain impedance) of the MOS transistor (13d) in FIG. 6, and the voltage of the node N1 in FIG. 6 is Vg (this voltage is generally , The value obtained by subtracting the threshold voltage Vth from the power supply voltage Vcc), node N
It is a graph showing the impedance between 2 and the ground.
ここで、例えば電源電圧Vcc=5VにおけるノードN
2とGND間のインピーダンスを一例として約1300Ωに
設定したとき(このインピーダンスは抵抗(17)とMOSト
ランジスタ(13d)の合成インピーダンスである)、イン
ピーダンスのVcc依存性は第7図の曲線Aで示すこと
ができる。この曲線Aから、インピーダンスの電圧依存
性が非常に低減されていることがわかる。この場合、MO
Sトランジスタ(13d)のサイズとしてL=3μmのときW
=40μm、抵抗(17)のサイズとして、l=80μm,
W=4μm,ρs=50Ωである。なお、従来の第4図に
示す信号発生回路におけるインピーダンスのVcc依存
性は第7図の曲線Bで示すように、電源電圧Vccに対
して非常に依存性の大きな回路構成であることがわか
る。この場合、MOSトランジスタ(13d)はL=3μmで約
W=10μmに相当する大きさである。Here, for example, the node N at the power supply voltage Vcc = 5V
When the impedance between 2 and GND is set to about 1300Ω as an example (this impedance is the combined impedance of the resistor (17) and the MOS transistor (13d)), the Vcc dependence of the impedance is shown by the curve A in FIG. be able to. It can be seen from this curve A that the voltage dependence of the impedance is greatly reduced. In this case MO
When the size of the S transistor (13d) is L = 3 μm, W
= 40 μm, the size of the resistor (17) is l = 80 μm,
W = 4 μm and ρ s = 50Ω. As shown by the curve B in FIG. 7, it can be seen that the impedance of the conventional signal generating circuit shown in FIG. 4 has a very large dependency on the power supply voltage Vcc, as shown by the curve B in FIG. In this case, the MOS transistor (13d) has a size corresponding to L = 3 μm and about W = 10 μm.
すなわち、従来回路でLとWを調整して例えばノードN
1の電圧が変わると、ソース・ドレイン間抵抗は大きく
変わることを示している。これは不純物濃度を調整して
ノードN1とGND間の抵抗を1300Ωにした場合も同様
である。しかし、抵抗(17)を挿入し、これと例えばゲー
ト電圧5Vのときのトランジスタの合成インピーダンス
を1300Ωにすると、電圧依存特性が小さくなることを示
している。このように、第6図に示す信号発生回路では
ノードN2と接地電圧にノードとの間のインピーダンス
の電圧依存性を小さくでき、つまり、第2のインバータ
回路の第2の出力ノードN2における放電時間の電圧依
存性を小さくできるので、φ11信号からφ12信号の
発生までの遅延時間の電圧依存性を小さくすることがで
きる。したがって、例えば第1図に示すダイナミックMO
SRAMのφ4信号発生回路(6)に、この第6図に示す信号
発生回路を用いると、第3図で説明したような、φ4信
号とφ6信号の信号発生時間の電圧による逆転現象を解
消することができる。したがって、周辺回路とメモリセ
ルアレイの遅延時間のミスマッチングを防止することが
でき、ダイナミックMOSRAMの動作マージンを向上させる
ことができる。That is, by adjusting L and W in the conventional circuit, for example, the node N
It is shown that when the voltage of 1 changes, the source-drain resistance changes significantly. This is the same when the impurity concentration is adjusted and the resistance between the node N1 and GND is set to 1300Ω. However, it is shown that when the resistor (17) is inserted and the combined impedance of this and the transistor when the gate voltage is 5 V is set to 1300Ω, the voltage dependence characteristic becomes small. As described above, in the signal generating circuit shown in FIG. 6, the voltage dependence of the impedance between the node N 2 and the ground voltage can be reduced, that is, at the second output node N 2 of the second inverter circuit. Since the voltage dependency of the discharge time can be reduced, the voltage dependency of the delay time from the generation of the φ 11 signal to the φ 12 signal can be reduced. Therefore, for example, the dynamic MO shown in FIG.
When the signal generation circuit shown in FIG. 6 is used for the φ 4 signal generation circuit (6) of SRAM, the inversion phenomenon due to the voltage of the signal generation time of the φ 4 signal and the φ 6 signal as described in FIG. Can be resolved. Therefore, it is possible to prevent the mismatching of the delay time between the peripheral circuit and the memory cell array, and improve the operation margin of the dynamic MOS RAM.
なお、上述の実施例では抵抗(17)をノードN2とMOSト
ランジスタ(13d)のドレインとの間に挿入したが、これ
に限定せず、電源電位ノードとMOSトランジスタ(13a)の
ドレインとの間に挿入しても、同様の効果を発揮させる
ことができる。このときには電源電位ノードとノードN
1間のインピーダンスを増大させ、ノードN1の充電時
間の電圧依存性を小さくすることができ、φ11信号か
らφ12信号の発生までの遅延時間の電圧依存性を小さ
くすることができる。また、前記抵抗(17)を他の位置に
挿入してもよいことはもちろんである。Although the resistor (17) is inserted between the node N 2 and the drain of the MOS transistor (13d) in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and the resistor (17) is connected between the power supply potential node and the drain of the MOS transistor (13a). Even if it is inserted between them, the same effect can be exhibited. At this time, the power supply potential node and the node N
Increases the impedance between 1, it is possible to reduce the voltage dependence of the charging time of the node N 1, it is possible to reduce the voltage dependence of the delay time from phi 11 signal until the generation of the phi 12 signal. Of course, the resistor (17) may be inserted in another position.
第8図は第6図に示す信号発生回路の他の実施例を示す
回路図である。同図において、(18a)〜(18f)はφ11信
号の立ち上がりφ12信号の立上がり時間の電圧依存性
を小さくするための挿入可能な抵抗位置であり、第6図
では抵抗位置(18d)に抵抗(17)を挿入した場合を示す。
また、(19a)〜(19d)は 信号の立ち上がりからφ12信号の立ち下がり時間の電
圧依存性を小さくするための挿入可能な抵抗位置であ
る。なお、抵抗位置(18c)および(18f)は 信号の立ち上がりからφ12信号の立ち下がり時間の電
圧依存性を小さくすことができる抵抗挿入可能な位置で
ある。FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the signal generating circuit shown in FIG. In the figure, (18a) to (18f) are insertable resistance positions for reducing the voltage dependence of the rise time of the φ 11 signal and the rise time of the φ 12 signal, and in FIG. The case where a resistor (17) is inserted is shown.
Also, (19a) ~ (19d) This is a resistance position that can be inserted to reduce the voltage dependence of the fall time of the φ 12 signal from the rise of the signal. Resistance positions (18c) and (18f) are This is a position where resistance can be inserted so that the voltage dependence of the fall time of the φ 12 signal from the rise of the signal can be reduced.
すなわち、この抵抗はインバータの出力信号成分が存在
する部分に挿入すれば良い。また、抵抗位置(18c)およ
び(18f)はφ12信号の立ち上がりおよび立ち下がり共
に電圧依存性を小さくすることができるが、一方だけを
行ないたい場合、例えばφ12信号の立ち上がり時には
抵抗位置(18a),(18b),(18d)および(18e)に抵抗を挿入
し、φ12信号の立ち下がり時には(19a)〜(19d)に抵抗
を挿入すれば良い。また、MOSトランジスタのソース端
に抵抗を挿入する場合には(例えば抵抗位置(18e)のと
き)MOSトランジスタ(13d)に対するソース位置が高くな
るので、遅延時間の調整には十分注意する必要がある。
また、上述の説明では抵抗位置(18a)〜(18f)および(19
a)〜(19d)に抵抗を挿入した場合を示したが、抵抗性デ
バイス(17)としてデプレッションMOSトランジスタ、ゲ
ート電圧を一定電圧とした負荷MOSトランジスタなどの
デバイスを用いてもよいことはもちろんである。また、
抵抗性デバイスはポリシリコン、拡散層によって形成す
ることができる。That is, this resistor may be inserted in a portion where the output signal component of the inverter exists. Further, the resistance positions (18c) and (18f) can reduce the voltage dependency at both the rising and falling edges of the φ 12 signal, but if only one of them is desired, for example, at the rising edge of the φ 12 signal, the resistance positions (18a) ), (18b), (18d) and (18e), and resistors may be inserted at (19a) to (19d) when the φ 12 signal falls. Also, when a resistor is inserted at the source end of the MOS transistor (for example, at the resistance position (18e)), the source position with respect to the MOS transistor (13d) becomes high, so it is necessary to be careful when adjusting the delay time. .
Further, in the above description, the resistance positions (18a) to (18f) and (19f).
Although a case where a resistor is inserted in a) to (19d) is shown, it goes without saying that a device such as a depletion MOS transistor as a resistive device (17) or a load MOS transistor having a constant gate voltage may be used. is there. Also,
The resistive device can be formed by polysilicon, a diffusion layer.
以上詳細に説明したように、この発明は、信号を受け
て、出力回路のMOSトランジスタの制御を行うための信
号を出力するインバータ回路を、電源電位ノードと接地
電位ノードとの間に、直列接続された2つのMOSトラン
ジスタと直列に抵抗性デバイスを接続したものとしたの
で、このインバータ回路の所望個所のインピーダンスの
電源電圧依存性を低減させることができ、インバータ回
路の出力ノードにおける充電時間あるいは放電時間の電
源電圧依存性を低減させることができるため、出力回路
からの出力信号における立ち上がりあるいは立ち下がり
の電源電圧依存性を小さくできる効果がある。As described in detail above, according to the present invention, an inverter circuit that receives a signal and outputs a signal for controlling a MOS transistor of an output circuit is connected in series between a power supply potential node and a ground potential node. Since the resistive device is connected in series with the two MOS transistors that are connected, it is possible to reduce the power supply voltage dependency of the impedance at the desired point of this inverter circuit, and to reduce the charging time or discharge at the output node of the inverter circuit. Since the power supply voltage dependency of time can be reduced, there is an effect that the power supply voltage dependency of rising or falling in the output signal from the output circuit can be reduced.
第1図は従来のダイナミックMOSRAMを示す概略構成図、
第2図(a)〜第2図(f)は第1図の各部の波形を示す図、
第3図は第1図の動作を説明するための図、第4図は第
1図における信号発生回路を示す回路図、第5図(a)〜
第5図(c)は第4図の各部の波形を示す図、第6図はこ
の発明に係る半導体集積回路の一実施例を示す回路図、
第7図は第4図および第6図の回路におけるインピーダ
ンスの電圧依存性を示す図、第8図はこの発明に係る半
導体集積回路の他の実施例を示す回路図である。 (1)……クロック入力端子、(2a)〜(2n)……第1〜第n
のφ1クロック発生回路、(3)……φ1信号発生回路、
(4)……φ2信号発生回路、(5)……φ3信号発生回路、
(6)……φ4信号発生回路、(7)……φ5信号発生回路、
(8)……メモリアレイ、(9a)〜(9f)……抵抗、(10a)〜(1
0g)……コンデンサ、(11)……センスアンプ回路、(12a)
および(12b)……トランジスタ、(13a)〜(13g)……MOSト
ランジスタ、(14a),(14b)および(15)……信号線、(16)
……コンデンサ、(17)……抵抗、(18a)〜(18f)および(1
9a)〜(19d)……抵抗位置。 なお、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional dynamic MOS RAM,
2 (a) to 2 (f) are diagrams showing waveforms of respective portions of FIG. 1,
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1, FIG. 4 is a circuit diagram showing a signal generating circuit in FIG. 1, and FIG.
FIG. 5 (c) is a diagram showing the waveform of each part of FIG. 4, FIG. 6 is a circuit diagram showing one embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention,
FIG. 7 is a diagram showing the voltage dependence of impedance in the circuits of FIGS. 4 and 6, and FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention. (1) …… Clock input terminal, (2a) to (2n) …… First to nth
Φ 1 clock generator, (3) …… φ 1 signal generator,
(4) …… φ 2 signal generation circuit, (5) …… φ 3 signal generation circuit,
(6) ...... φ 4 signal generating circuit, (7) ...... φ 5 signal generating circuit,
(8) …… Memory array, (9a) to (9f) …… Resistance, (10a) to (1
0g) …… Capacitor, (11) …… Sense amplifier circuit, (12a)
And (12b) …… transistor, (13a) to (13g) …… MOS transistor, (14a), (14b) and (15) …… signal line, (16)
...... Capacitor, (17) ...... Resistance, (18a) to (18f) and (1
9a) to (19d) …… Resistance position. The same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
に接続され、入力信号がゲート電極に入力される第1の
MOSトランジスタと、上記第1の出力ノードと電源電
位ノードとの間に接続された第2のMOSトランジスタ
とを有した第1のインバータ回路、 この第1のインバータ回路の第1の出力ノードにゲート
電極が接続され、第2の出力ノードと接地電位ノードと
の間に接続された第3のMOSトランジスタと、上記第
2の出力ノードと電源電位ノードとの間に接続された第
4のMOSトランジスタと、上記電源電位ノードと接地
電位ノードとの間に上記第3及び第4のMOSトランジ
スタと直列に接続された抵抗性デバイスとを有した第2
のインバータ回路、 この第2のインバータ回路の第2の出力ノードにゲート
電極が接続され、出力端と接地電位ノードとの間に接続
された第5のMOSトランジスタを有した出力回路を備
えた半導体集積回路。1. A first MOS transistor connected between a first output node and a ground potential node and having an input signal input to a gate electrode, and between the first output node and a power supply potential node. A first inverter circuit having a second MOS transistor connected to the first output circuit, a gate electrode connected to a first output node of the first inverter circuit, and a gate electrode connected between the second output node and the ground potential node. A third MOS transistor connected between the power supply potential node and the ground potential node, and a fourth MOS transistor connected between the second output node and the power supply potential node, and the third MOS transistor connected between the power supply potential node and the ground potential node. And a second device having a resistive device connected in series with the fourth MOS transistor
An inverter circuit having a gate electrode connected to a second output node of the second inverter circuit, and a semiconductor having an output circuit having a fifth MOS transistor connected between an output end and a ground potential node. Integrated circuit.
に接続され、入力信号がゲート電極に入力される第1の
MOSトランジスタと、上記第1の出力ノードと電源電
位ノードとの間に接続された第2のMOSトランジスタ
と、上記電源電位ノードと接地電位ノードとの間に上記
第1及び第2のMOSトランジスタと直列に接続された
抵抗性デバイスとを有した第1のインバータ回路、 この第1のインバータ回路の第1の出力ノードにゲート
電極が接続され、第2の出力ノードと接地電位ノードと
の間に接続された第3のMOSトランジスタと、上記第
2の出力ノードと電源電位ノードとの間に接続された第
4のMOSトランジスタとを有した第2のインバータ回
路、 この第2のインバータ回路の第2の出力ノードにゲート
電極が接続され、出力端と接地電位ノードとの間に接続
された第5のMOSトランジスタを有した出力回路を備
えた半導体集積回路。2. A first MOS transistor connected between a first output node and a ground potential node and having an input signal input to a gate electrode, and between the first output node and a power supply potential node. A first inverter circuit having a second MOS transistor connected to the node and a resistive device connected in series with the first and second MOS transistors between the power supply potential node and the ground potential node A gate electrode is connected to a first output node of the first inverter circuit, a third MOS transistor connected between a second output node and a ground potential node, and the second output node A second inverter circuit having a fourth MOS transistor connected between the power supply potential node and a second output node of the second inverter circuit, and a gate electrode connected to the second output node The semiconductor integrated circuit having an output circuit having a fifth MOS transistor connected between the output terminal and the ground potential node.
と接地電位ノードとの間に第3及び第4のMOSトラン
ジスタと直列に接続された抵抗性デバイスを有している
ことを特徴とする特許請求の第2項記載の半導体集積回
路。3. The second inverter circuit has a resistive device connected in series with third and fourth MOS transistors between a power supply potential node and a ground potential node. The semiconductor integrated circuit according to claim 2.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP58099658A JPH0614613B2 (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Semiconductor integrated circuit |
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---|---|---|---|
JP58099658A JPH0614613B2 (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Semiconductor integrated circuit |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3171117A Division JP2671650B2 (en) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Semiconductor integrated circuit |
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JPS59224925A JPS59224925A (en) | 1984-12-17 |
JPH0614613B2 true JPH0614613B2 (en) | 1994-02-23 |
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ID=14253144
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP58099658A Expired - Lifetime JPH0614613B2 (en) | 1983-06-03 | 1983-06-03 | Semiconductor integrated circuit |
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Families Citing this family (1)
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US4789793A (en) * | 1987-02-24 | 1988-12-06 | Texas Instruments Incorporated | Integrated FET circuit to reduce switching noise |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5236828B2 (en) * | 1973-03-20 | 1977-09-19 |
-
1983
- 1983-06-03 JP JP58099658A patent/JPH0614613B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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