JPH065088A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH065088A
JPH065088A JP16064392A JP16064392A JPH065088A JP H065088 A JPH065088 A JP H065088A JP 16064392 A JP16064392 A JP 16064392A JP 16064392 A JP16064392 A JP 16064392A JP H065088 A JPH065088 A JP H065088A
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JP
Japan
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circuit
voltage
internal circuit
lsi
external control
Prior art date
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Pending
Application number
JP16064392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Yoshida
敬一 吉田
Hiroaki Kotani
博昭 小谷
Takashi Yamazaki
隆 山▲崎▼
Hiroshi Sato
弘 佐藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH065088A publication Critical patent/JPH065088A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a power consumption on standby or in a data retention in an LSI-chip internal circuit which is constituted of a nonvolatile memory. CONSTITUTION:In an LSI-chip internal circuit which is constituted of a nonvolatile memory, a voltage-drop circuit on standby is controlled by an external control signal, and the feed of a power supply to the LSI-chip internal circuit is stopped completely. Alternatively, when a data retention is taken into consideration, the time in which a data retention state is kept is set in advance by the voltage-drop circuit and the external control signal. When the external control signal is changed, the voltage-drop circuit judges that the state of the LSI internal circuit is the data retention state, and the feed of the power supply to the LSI-chip internal circuit is reduced to about 4/5 of a power supply voltage VCC. After the sad set time has elapsed, the voltage-drop circuit judges that the state of the LSI internal circuit has been changed to a standby state, and the feed of the power supply to the LGI-chip internal circuit is stopped completely.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は不揮発性メモリに関する
ものであり、特に不揮発性メモリのスタンバイ状態ある
いはデータリテンション状態における消費電力の低減に
有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile memory, and is particularly effective for reducing the power consumption of the non-volatile memory in a standby state or a data retention state.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に従来の不揮発性メモリによって構
成されるLSIチップ内部回路への電圧の供給方法につ
いての概略を示す。電源電圧VCCが入力電圧として印加
され、この電源電圧VCCを昇圧あるいは降圧することに
よって、不揮発性メモリのデータの書き込み・読出しあ
るいはデータ消去を行っている。データの書き込み・読
出し時においては、上記LSIチップ内部回路の高速化
を図るため、電源と上記LSIチップ1内の上記LSI
チップ内部回路との間に昇圧回路を設けている。そし
て、上記昇圧回路により、電源電圧VCCを増幅すること
によって高電圧を形成し、上記LSIチップ内部回路へ
供給している。また、書き込まれたデータの消去を行な
うために、上記LSIチップ内部回路に負電圧を印加す
るため、上記LSIチップ1内の上記LSIチップ内部
回路と上記電源との間に降圧回路を設けている。そし
て、上記降圧回路によって電源電圧VCCを減衰させるこ
とによって負電圧を形成し、上記LSIチップ内部回路
へ供給している。このような昇圧回路および降圧回路
は、外部制御信号としてのライトイネーブル信号WE
B,アウトプットイネーブル信号OEB,チップイネー
ブル信号CEBによって制御されている。このようにし
て、データの書き込み・読出しあるいはデータの消去動
作を行なっている。なお、他の従来技術として、上記昇
圧回路および降圧回路の機能を兼ね備えた電圧コンバー
タを用い、データ書き込み時・読出し時あるいはデータ
消去時における電源電圧VCCの昇圧および降圧を行なっ
ている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 schematically shows a method of supplying a voltage to an internal circuit of an LSI chip constituted by a conventional nonvolatile memory. The power supply voltage V CC is applied as an input voltage, and the power supply voltage V CC is stepped up or down to write / read or erase data in / from the nonvolatile memory. At the time of writing / reading data, in order to speed up the internal circuit of the LSI chip, the power supply and the LSI in the LSI chip 1 are used.
A booster circuit is provided between the chip internal circuit and the circuit. Then, the booster circuit amplifies the power supply voltage V CC to form a high voltage, which is supplied to the internal circuit of the LSI chip. Further, a step-down circuit is provided between the LSI chip internal circuit in the LSI chip 1 and the power supply in order to apply a negative voltage to the LSI chip internal circuit in order to erase the written data. . Then, the step-down circuit attenuates the power supply voltage V CC to form a negative voltage, which is supplied to the internal circuit of the LSI chip. Such a step-up circuit and step-down circuit use the write enable signal WE as an external control signal.
B, output enable signal OEB, and chip enable signal CEB. In this way, data writing / reading or data erasing operations are performed. As another conventional technique, a voltage converter having the functions of the step-up circuit and step-down circuit is used to increase and decrease the power supply voltage V CC during data writing / reading or data erasing.

【0003】図3に不揮発性メモリによって構成される
LSIチップ内部回路の外部制御信号と上記LSIチッ
プ内部回路に供給すべき電圧とのタイミングチャートを
示す。チップセレクト信号CEBが時間t0〜t1の間、
Lowにラッチされることにより内部供給電圧Viが電
源電圧VCCと同レベルになることによって、不揮発性メ
モリによって構成された上記LSIチップ内部回路が動
作状態とされる。そして、チップイネーブル信号CEB
が時間t2〜t3の間、Highにラッチされ、上記内部
供給電圧Viは0Vとされるが、タイマにセットされた
一定時間後、時間t3において、上記内部供給電圧Vi
は電源電圧VCCレベルとされる。しかし、上記降圧回路
はデータ消去時に動作するものであり、スタンバイ状態
における内部供給電圧Viの制御はなされていない。こ
のため、LSIチップに長時間電流を流すことによっ
て、上記LSIチップ内部回路における抵抗等から発熱
を生じる。このことによって、Sub thresho
ld電流が流れ、チップイネーブル信号CEBがHig
hにラッチされた状態、かつスタンバイ状態であっても
時間t3以降内部供給電圧Viが立ち上がるため、LS
Iが動作していない状態における消費電力が増加すると
いう問題点がある。ここで、上記Sub thresh
old電流とは、ゲートに印加する電圧がしきい値電圧
を超えなかった場合にトランジスタに流れる微小電流の
ことをさしている。
FIG. 3 shows a timing chart of an external control signal of an LSI chip internal circuit composed of a non-volatile memory and a voltage to be supplied to the LSI chip internal circuit. When the chip select signal CEB is between time t 0 and t 1 ,
When latched at Low, the internal supply voltage Vi becomes the same level as the power supply voltage V CC , so that the LSI chip internal circuit configured by the non-volatile memory is activated. Then, the chip enable signal CEB
While BUSY time t 2 ~t 3, it is latched into High, although the internal supply voltage Vi is set to 0V, after a predetermined time set in the timer, at time t 3, the internal supply voltage Vi
Is at the power supply voltage V CC level. However, the step-down circuit operates at the time of erasing data, and the internal supply voltage Vi in the standby state is not controlled. Therefore, when a current is applied to the LSI chip for a long time, heat is generated from the resistance in the internal circuit of the LSI chip. By this, Sub threshold
ld current flows and the chip enable signal CEB goes high.
The internal supply voltage Vi rises after time t 3 even in the state of being latched by h and in the standby state.
There is a problem that the power consumption increases when I is not operating. Here, the Sub thresh
The old current refers to a minute current flowing through the transistor when the voltage applied to the gate does not exceed the threshold voltage.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、不揮発性メ
モリで構成されるLSIチップ内部回路において、上記
問題点を解決するために、降圧回路および外部制御信号
によってスタンバイ時及びデータリテンション時の上記
LSIチップ内部回路への電源供給を制御することで、
スタンバイ時あるいはデータリテンション時の消費電力
を削減することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an internal circuit of an LSI chip composed of a non-volatile memory, in order to solve the above problems, a step-down circuit and an external control signal are used during standby and during data retention. By controlling the power supply to the LSI chip internal circuit,
The purpose is to reduce power consumption during standby or data retention.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】不揮発性メモリで構成さ
れるLSIチップ内部回路において、スタンバイ時には
外部制御信号によって降圧回路を制御することによっ
て、上記LSIチップ内部回路への電源供給を完全にカ
ットする。あるいは、データリテンションを考慮にいれ
た場合には、予めデータリテンション状態を保つ時間設
定を降圧回路および外部制御信号によって行ない、外部
制御信号の変化によって、上記降圧回路は上記LSI内
部回路の状態をデータリテンション状態と判断し、上記
LSIチップ内部回路への電源供給を電源電圧VCCの約
5分の4となるようにする。そして、上記設定時間の経
過後、上記降圧回路は上記LSI内部回路の状態をスタ
ンバイ状態へ切り換ったと判断し、上記LSIチップ内
部回路への電源供給を完全にカットする。
In an LSI chip internal circuit composed of a non-volatile memory, a step-down circuit is controlled by an external control signal during standby to completely cut off power supply to the LSI chip internal circuit. . Alternatively, when the data retention is taken into consideration, the time for maintaining the data retention state is set in advance by the step-down circuit and the external control signal, and the step-down circuit changes the state of the LSI internal circuit to the data by the change of the external control signal. The retention state is determined, and the power supply to the LSI chip internal circuit is set to about 4/5 of the power supply voltage V CC . Then, after the lapse of the set time, the step-down circuit determines that the state of the LSI internal circuit has been switched to the standby state, and completely cuts off the power supply to the LSI chip internal circuit.

【0006】[0006]

【作用】スタンバイ時あるいはデータリテンション時の
不揮発性メモリによって構成されたLSIチップ内部回
路への電圧供給を外部制御信号によって制御することに
よって、スタンバイ時の内部供給電圧が完全に0Vとな
る。このことによって上記LSIは不揮発性メモリによ
って構成されているために、上記内部供給電圧を完全に
カットしても動作に支障無く、スタンバイ時の消費電力
の低減が可能となる。また、データリテンション時を考
慮にいれた場合には、上記LSIチップ内部回路への電
圧供給を外部制御信号によって制御することによって、
上記LSIチップへの内部供給電圧を電源電圧の約5分
の4にカットする。そして、一定時間後、上記LSIチ
ップ内部回路がスタンバイ状態に切り換ったと判断し、
上記LSIのチップ内部回路への電圧供給を0Vとする
ことによって、データリテンション時およびスタンバイ
時における消費電力を大幅に削減することができる。
By controlling the voltage supply to the internal circuit of the LSI chip constituted by the non-volatile memory at the time of standby or data retention by the external control signal, the internal supply voltage at the time of standby becomes completely 0V. As a result, since the LSI is composed of a non-volatile memory, even if the internal supply voltage is completely cut off, the operation is not hindered, and the power consumption during standby can be reduced. Further, when considering the data retention time, by controlling the voltage supply to the LSI chip internal circuit by an external control signal,
The internal supply voltage to the LSI chip is cut to about 4/5 of the power supply voltage. Then, after a certain period of time, it is determined that the internal circuit of the LSI chip has switched to the standby state,
By setting the voltage supply to the chip internal circuit of the LSI to 0 V, the power consumption during data retention and standby can be significantly reduced.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に本発明のスタンバイ時の消費電力を
削減した不揮発性メモリによって構成されるLSIチッ
プ内部回路への電圧の供給方法についての概略を示す。
降圧回路が従来と同様に、電源と上記LSIチップ1内
のLSIチップ内部回路との間に配置されている。ま
た、上記LSIチップ内部回路は不揮発性メモリによっ
て構成されている。上記降圧回路は、スタンバイ時等、
上記LSIが動作状態でないときの消費電力を低減する
ために、スタンバイ時に外部制御信号としてのチップイ
ネーブル信号CEB,ライトイネーブル信号WEB,ア
ウトプットイネーブル信号OEBの変化に伴い、降圧回
路の起動を制御している。また、上記降圧回路による出
力電圧の制御は上記降圧回路内の抵抗器を制御すること
で、上記降圧回路内のインピーダンスを高くすることに
よって実現できる。そして、スタンバイ時に上記LSI
チップ内部回路へ供給する電流及び電圧を完全にカット
するために、上記降圧回路内のインピーダンスを高くす
る。このことにより、上記LSIチップ内部回路への内
部供給電圧が0Vとなる。このとき、上記LSI内部回
路は不揮発性メモリによって構成されているために、保
持しているデータを消去すること無く、また、LSI動
作自体に影響をおよぼすこと無くスタンバイ時の消費電
力を削減できる。また、従来と同様に、上記降圧回路に
保持データの消去時に負電圧を印加するという機能を持
たせるときは、別途降圧回路を設け、電源電圧として負
電圧を印加する必要がある。また、電圧コンバータを上
記降圧回路に用いたときも同様である。また、図には降
圧回路はLSIチップ内に記載したが、LSIチップ外
に配置しても支障ない。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an outline of a method of supplying a voltage to an LSI chip internal circuit constituted by a nonvolatile memory of the present invention in which power consumption during standby is reduced.
As in the conventional case, the step-down circuit is arranged between the power source and the LSI chip internal circuit in the LSI chip 1. The LSI chip internal circuit is composed of a nonvolatile memory. The above step-down circuit is
In order to reduce the power consumption when the LSI is not in the operating state, the start-up of the step-down circuit is controlled with the change of the chip enable signal CEB, the write enable signal WEB, and the output enable signal OEB as the external control signals in the standby mode. ing. The control of the output voltage by the step-down circuit can be realized by increasing the impedance in the step-down circuit by controlling the resistor in the step-down circuit. Then, during standby, the LSI
In order to completely cut off the current and voltage supplied to the chip internal circuit, the impedance in the step-down circuit is increased. As a result, the internal supply voltage to the LSI chip internal circuit becomes 0V. At this time, since the LSI internal circuit is composed of a non-volatile memory, it is possible to reduce the power consumption during standby without erasing the held data and without affecting the LSI operation itself. Further, as in the conventional case, when the step-down circuit has a function of applying a negative voltage when erasing the held data, it is necessary to separately provide a step-down circuit and apply the negative voltage as the power supply voltage. The same applies when the voltage converter is used in the step-down circuit. Although the step-down circuit is shown in the LSI chip in the figure, it can be arranged outside the LSI chip without any problem.

【0008】図4に本発明の降圧回路の一例を示す。降
圧回路内のバイナリカウンタ回路B.C.にはCLOC
K信号が入力され、上記バイナリカウンタB.C.の段
数を任意に設定することによって、各モードの切り換え
を設定することが出来る。上記バイナリカウンタ回路
B.C.はチップイネーブル信号CEBがLowレベル
になるたびにリセットされ、Lowレベルの状態が長い
場合は上記バイナリカウンタB.C.は作動しないよう
になっている。以下に各モードにおける上記降圧回路の
動作を説明する。
FIG. 4 shows an example of the step-down circuit of the present invention. Binary counter circuit in step-down circuit B. C. CLOC
K signal is input, and the binary counter B. C. It is possible to set switching of each mode by arbitrarily setting the number of stages. The binary counter circuit B. C. Is reset every time the chip enable signal CEB goes low, and if the low level is long, the binary counter B. C. Is not working. The operation of the step-down circuit in each mode will be described below.

【0009】(i)動作モード チップイネーブル信号CEBのLowレベルがインバー
タ回路INV1に入力される。そして、このインバータ
回路INV1の出力信号のHighレベルはバイナリカ
ウンタ回路B.C.の出力信号のLowレベルと共にN
OR回路NOR1の各ノードに入力される。さらに上記
NOR回路NOR1の出力信号のLowレベルは、NO
R回路NOR2に上記インバータ回路INV1の出力信
号のHighレベルと共に各ノードに入力される。そし
て、NOR回路NOR1の出力信号のLowレベルはイ
ンバータ回路INV2に入力される。さらに、上記イン
バータ回路INV2の出力信号のHighレベルはPM
OSトランジスタQ3のゲートに印加される。一方、P
MOSトランジスタQ1のソースには、電源電圧VCC
印加され、かつそのゲートにはLowレベルが印加され
るため、上記PMOSトランジスタQ1はONとされ
る。さらに、PMOSトランジスタQ2のソースには電
圧が印加され、ゲートには上記チップイネーブル信号の
Lowレベルが印加される。このため、上記PMOSト
ランジスタQ2もONし、NMOSトランジスタQ6の
ゲートに電圧が印加される。またPMOSトランジスタ
Q4のゲートにはLowレベルが印加されて、ON状態
となる。このようにして、PMOSトランジスタQ4,
NMOSトランジスタQ6に電流が流れ、電源電圧VCC
レベルの電圧が上記降圧回路の出力電圧VOUTとして
出力される。また、バイナリカウンタ回路B.C.のL
owレベルの出力信号がNMOSトランジスタQ7のゲ
ートに印加されるため、NMOSトランジスタQ7はO
FF状態となる。
(I) Operation Mode The low level of the chip enable signal CEB is input to the inverter circuit INV1. The High level of the output signal of the inverter circuit INV1 is the binary counter circuit B. C. N together with the low level of the output signal of
It is input to each node of the OR circuit NOR1. Further, the low level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is NO.
The R circuit NOR2 is input to each node together with the high level of the output signal of the inverter circuit INV1. Then, the low level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is input to the inverter circuit INV2. Further, the high level of the output signal of the inverter circuit INV2 is PM.
It is applied to the gate of the OS transistor Q3. On the other hand, P
Since the power supply voltage V CC is applied to the source of the MOS transistor Q1 and the Low level is applied to the gate thereof, the PMOS transistor Q1 is turned on. Further, a voltage is applied to the source of the PMOS transistor Q2, and the low level of the chip enable signal is applied to the gate. Therefore, the PMOS transistor Q2 is also turned on, and a voltage is applied to the gate of the NMOS transistor Q6. In addition, a low level is applied to the gate of the PMOS transistor Q4 to turn it on. In this way, the PMOS transistors Q4,
A current flows through the NMOS transistor Q6, and the power supply voltage V CC
The level voltage is output as the output voltage VOUT of the step-down circuit. In addition, the binary counter circuit B. C. L
Since the output signal of the ow level is applied to the gate of the NMOS transistor Q7, the NMOS transistor Q7 becomes O
The state becomes FF.

【0010】(ii)データリテンションモード チップイネーブル信号CEBのHighレベルがインバ
ータ回路INV1に入力される。そして、このインバー
タ回路INV1の出力信号のLowレベルはバイナリカ
ウンタ回路B.C.の出力信号のLowレベルと共にN
OR回路NOR1の各ノードに入力される。さらに上記
NOR回路NOR1の出力信号のHighレベルは、N
OR回路NOR2に上記インバータ回路INV1の出力
信号のLowレベルと共に各ノードに入力される。そし
て、NOR回路NOR1の出力信号のHighレベルは
インバータ回路INV2に入力される。さらに、上記イ
ンバータ回路INV2の出力信号のLowレベルはPM
OSトランジスタQ3のゲートに印加される。一方、P
MOSトランジスタQ1のソースには、電源電圧VCC
印加され、かつそのゲートにはLowレベルが印加され
るため、上記PMOSトランジスタQ1はONとされ
る。さらに、PMOSトランジスタQ2のソースには電
圧が印加され、ゲートには上記チップイネーブル信号の
Highレベルが印加される。このため、上記PMOS
トランジスタQ2はOFF状態となる。PMOSトラン
ジスタQ3のゲートにはインバータ回路INV2出力の
Lowレベルが印加されるため、PMOSトランジスタ
Q3はON状態となる。また、PMOSトランジスタQ
4のゲートにはLowレベルが印加されてON状態とな
る。ここで、出力電圧の立上りを早くするために、上記
降圧回路からの出力電圧を約4/5VCCにしておく。そ
のために、上記抵抗R1に対し、抵抗R2は約4倍の抵
抗値をもつように設定されている。このため、上記PM
OSトランジスタQ3のソースに4/5VCCの電圧が印
加され、PMOSトランジスタを介してNMOSトラン
ジスタQ6をON状態にしている。このようにして、P
MOSトランジスタQ4,NMOSトランジスタQ6に
電流が流れ、上記降圧回路の出力電圧VOUTを約4/
5VCCとすることができる。
(Ii) Data retention mode The high level of the chip enable signal CEB is input to the inverter circuit INV1. Then, the Low level of the output signal of the inverter circuit INV1 indicates that the binary counter circuit B. C. N together with the low level of the output signal of
It is input to each node of the OR circuit NOR1. Further, the high level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is N
The OR circuit NOR2 is input to each node together with the low level of the output signal of the inverter circuit INV1. Then, the high level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is input to the inverter circuit INV2. Further, the low level of the output signal of the inverter circuit INV2 is PM.
It is applied to the gate of the OS transistor Q3. On the other hand, P
Since the power supply voltage V CC is applied to the source of the MOS transistor Q1 and the Low level is applied to the gate thereof, the PMOS transistor Q1 is turned on. Further, a voltage is applied to the source of the PMOS transistor Q2, and the high level of the chip enable signal is applied to the gate. Therefore, the PMOS
The transistor Q2 is turned off. Since the low level of the output of the inverter circuit INV2 is applied to the gate of the PMOS transistor Q3, the PMOS transistor Q3 is turned on. Also, the PMOS transistor Q
A low level is applied to the gate of No. 4 to turn it on. Here, in order to speed up the rise of the output voltage, the output voltage from the step-down circuit is set to about 4 / 5V CC . Therefore, the resistance R2 is set to have a resistance value about four times that of the resistance R1. Therefore, the PM
A voltage of 4 / 5V CC is applied to the source of the OS transistor Q3, and the NMOS transistor Q6 is turned on via the PMOS transistor. In this way, P
A current flows through the MOS transistor Q4 and the NMOS transistor Q6, and the output voltage VOUT of the step-down circuit is reduced to about 4 /
It can be 5V CC .

【0011】(iii)スタンバイモード チップイネーブル信号CEBのHighレベルがインバ
ータ回路INV1に入力される。そして、このインバー
タ回路INV1の出力信号のLowレベルはバイナリカ
ウンタ回路B.C.の出力信号のHighレベルと共に
NOR回路NOR1の各ノードに入力される。さらに上
記NOR回路NOR1の出力信号のLowレベルは、N
OR回路NOR2に上記インバータ回路INV1の出力
信号のLowレベルと共に各ノードに入力される。そし
て、NOR回路NOR1の出力信号のLowレベルはイ
ンバータ回路INV2に入力される。さらに、上記イン
バータ回路INV2の出力信号のHighレベルはPM
OSトランジスタQ3のゲートに印加され、PMOSト
ランジスタQ3をOFF状態とする。一方、PMOSト
ランジスタQ1とQ4のゲートにはHighレベルが印
加され、上記PMOSトランジスタQ1とQ4はOFF
とされる。さらに、PMOSトランジスタQ2もOFF
とされ、NMOSトランジスタQ6のゲートに電圧が印
加されない。また、バイナリカウンタ回路B.C.の出
力信号のHighレベルがNMOSトランジスタQ7の
ゲートに印加され、NMOSトランジスタQ7をON状
態とする。また、NMOSトランジスタQ6のゲートに
は上記PMOSトランジスタQ2,Q3がOFFされ、
NMOSトランジスタQ5がONとされるため、電圧が
印加されない。このようにして、上記降圧回路の出力電
圧VOUTを0Vに固定することにより、完全にカット
することができる。
(Iii) Standby Mode The high level of the chip enable signal CEB is input to the inverter circuit INV1. Then, the Low level of the output signal of the inverter circuit INV1 indicates that the binary counter circuit B. C. Is input to each node of the NOR circuit NOR1 together with the High level of the output signal of the. Further, the low level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is N
The OR circuit NOR2 is input to each node together with the low level of the output signal of the inverter circuit INV1. Then, the low level of the output signal of the NOR circuit NOR1 is input to the inverter circuit INV2. Further, the high level of the output signal of the inverter circuit INV2 is PM.
It is applied to the gate of the OS transistor Q3 to turn off the PMOS transistor Q3. On the other hand, a high level is applied to the gates of the PMOS transistors Q1 and Q4, and the PMOS transistors Q1 and Q4 are turned off.
It is said that Furthermore, the PMOS transistor Q2 is also off
Therefore, no voltage is applied to the gate of the NMOS transistor Q6. In addition, the binary counter circuit B. C. The high level of the output signal of is applied to the gate of the NMOS transistor Q7 to turn on the NMOS transistor Q7. The PMOS transistors Q2 and Q3 are turned off at the gate of the NMOS transistor Q6,
Since the NMOS transistor Q5 is turned on, no voltage is applied. In this way, by fixing the output voltage VOUT of the step-down circuit to 0V, it is possible to completely cut it.

【0012】図5に本発明のLSIチップ内部回路のス
タンバイ状態での外部制御信号と不揮発性メモリによっ
て構成されたLSIチップ内部回路に供給すべき電圧V
iとのタイミングチャートを示す。チップイネーブル信
号CEBが時間t0〜t1の間、Lowにラッチされるこ
とにより、内部供給電圧ViがVCCと同レベルになるこ
とによって、不揮発性メモリによって構成されたLSI
内部回路は動作状態とされる。そして、上記チップイネ
ーブル信号CEBが時間t2〜t3の間、Highにラッ
チされることによって、降圧回路は上記LSI内部回路
がスタンバイ時であると判断する。そして、上記降圧回
路の入力電圧である電源電圧VCCを減衰させ、出力を0
Vにし、上記LSIチップ内部回路への電圧供給を停止
する。このように、上記LSIチップに長時間電流を流
すことによって、上記LSIチップ内部回路における抵
抗等から発熱が生じたときのSub threshol
d電流を低減する。このため、上記LSIチップ内部回
路がスタンバイ状態であっても内部供給電圧ViがVCC
レベルに立ち上がることはなく、動作していない状態に
おける消費電力が大幅にカットできる。ここで本実施例
ではチップイネーブル信号CEBを記載したが、ライト
イネーブル信号WEB,アウトプットイネーブル信号等
の外部制御信号を用いても支障ない。
FIG. 5 shows the voltage V to be supplied to the LSI chip internal circuit constituted by the external control signal and the non-volatile memory in the standby state of the LSI chip internal circuit of the present invention.
The timing chart with i is shown. The chip enable signal CEB is latched at Low during the time t 0 to t 1 , so that the internal supply voltage Vi becomes the same level as V CC , so that the LSI configured by the non-volatile memory.
The internal circuit is put into operation. Then, the chip enable signal CEB is latched at High during the time t 2 to t 3 , and the step-down circuit determines that the LSI internal circuit is in the standby state. Then, the power supply voltage V CC that is the input voltage of the step-down circuit is attenuated and the output is reduced to 0.
The voltage is set to V and the voltage supply to the internal circuit of the LSI chip is stopped. As described above, when a current is passed through the LSI chip for a long time, heat is generated from the resistance or the like in the internal circuit of the LSI chip, and thus the Sub threshold.
d Current is reduced. Therefore, even if the LSI chip internal circuit is in a standby state, the internal supply voltage Vi is V CC.
It does not rise to the level, and the power consumption in the inactive state can be cut significantly. Here, although the chip enable signal CEB is described in the present embodiment, there is no problem even if external control signals such as the write enable signal WEB and the output enable signal are used.

【0013】また、図1を用いてデータリテンション時
の消費電力を削減した場合の不揮発性メモリによって構
成されるLSIチップ内部回路への電圧の供給方法につ
いて説明する。この場合、降圧回路にデータリテンショ
ン状態である時間を予め設定し、外部制御信号としての
チップイネーブル信号CEB,ライトイネーブル信号W
EB,アウトプットイネーブル信号OEB等によって制
御する。これによって上記降圧回路は上記LSIチップ
内部回路がデータリテンション時であると判断し、上記
降圧回路内の抵抗を制御することによってインピーダン
スを高くし、データリテンション時の消費電力を低減し
て、内部供給電圧Viの立上りを困難にしないようにす
るために、電源電圧VCCに対し約4/5のレベルで一定
時間のみ駆動させるように設定する。上記データリテン
ション時の内部供給電圧Viは電源電圧VCCに対し1/
2以上のレベルであれば、約4/5VCCレベルでなくと
も同様の効果が得られる。そして、一定時間経過後、上
記降圧回路は上記LSIチップ内部回路がスタンバイ時
であると判断し、実施例1と同様にスタンバイ時の消費
電力の完全なカットおよび上記LSIチップ内部回路へ
の電流及び電圧の完全なカットを図るために、上記降圧
回路内のインピーダンスを高くすることによって上記L
SIチップ内部回路への内部供給電圧をほぼ0Vとす
る。このとき、上記LSI内部回路は不揮発性メモリに
よって構成されているために、保持しているデータを消
去すること無く、また、LSI動作自体に影響をおよぼ
すこと無く、データリテンション時およびスタンバイ時
における消費電力を大幅に削減できる。
A method of supplying a voltage to the internal circuit of the LSI chip constituted by the non-volatile memory when the power consumption during data retention is reduced will be described with reference to FIG. In this case, the data retention state time is preset in the step-down circuit, and the chip enable signal CEB and the write enable signal W as external control signals are set.
It is controlled by EB, output enable signal OEB and the like. As a result, the step-down circuit determines that the internal circuit of the LSI chip is in data retention, and the impedance in the step-down circuit is increased by controlling the resistance in the step-down circuit. In order not to make the rise of the voltage Vi difficult, it is set to drive the power supply voltage V CC at a level of about 4/5 for a fixed time. The internal supply voltage Vi at the time of data retention is 1 / the power supply voltage V CC
If the level is 2 or more, the same effect can be obtained even if the level is not about 4 / 5V CC level. After a lapse of a certain time, the step-down circuit determines that the LSI chip internal circuit is in the standby state, and as in the first embodiment, the power consumption is completely cut off in the standby state and the current to the LSI chip internal circuit is reduced. In order to completely cut the voltage, the impedance in the step-down circuit is increased to increase the L
The internal supply voltage to the SI chip internal circuit is set to approximately 0V. At this time, since the LSI internal circuit is composed of a non-volatile memory, it does not erase the held data and does not affect the LSI operation itself, and consumes data during data retention and standby. Power consumption can be significantly reduced.

【0014】図6に本発明のLSIチップ内部回路のデ
ータリテンション状態での外部制御信号と不揮発性メモ
リによって構成されたLSIチップ内部回路に供給すべ
き電圧Viとのタイミングチャートを示す。チップイネ
ーブル信号CEBが時間t0〜t1の間、Lowにラッチ
されることにより、内部供給電圧ViがVCCと同レベル
となって、不揮発性メモリによって構成されたLSI内
部回路が動作状態とされる。そして、上記チップイネー
ブル信号CEBが一定時間t2〜t3Highにラッチさ
れることによって上記LSIチップ内部回路の状態をデ
ータリテンション時と判断し、降圧回路内抵抗を制御す
ることによってインピーダンスを高くして、上記LSI
チップ内部回路に供給する電圧Viおよび電流を電源電
圧VCCの約4/5にする。更に、一定時間後、上記チッ
プイネーブル信号CEBがHighならば上記LSIチ
ップ内部回路をスタンバイ時であると判断し、上記降圧
回路のインピーダンスを完全にカットできる位に高くす
る。そして、上記内部供給電圧Viを0Vとし、入力電
圧としての電源電圧VCCを減衰させることによって出力
電圧を0Vにし、上記LSIチップ内部回路への電圧供
給を停止する。このため、上記LSIチップに長時間電
流を流すことによって、上記LSIチップ内部回路にお
ける抵抗等から発熱を生じたときやLSIチップ外部の
温度が高いときの、Sub threshold電流が
低減され、チップイネーブル信号CEBがHighにラ
ッチされることがなくなる。このため、上記LSI内部
回路がスタンバイ状態のときに内部供給電圧Viが立ち
上がることはなく、動作していない状態での消費電力が
大幅にカットできる。ここで本実施例ではチップイネー
ブル信号CEBを記載したが、ライトイネーブル信号W
EB,アウトプットイネーブル信号等の外部制御信号を
用いても支障ない。
FIG. 6 shows a timing chart of the external control signal in the data retention state of the LSI chip internal circuit of the present invention and the voltage Vi to be supplied to the LSI chip internal circuit constituted by the nonvolatile memory. The chip enable signal CEB is latched at Low during the time t 0 to t 1 , so that the internal supply voltage Vi becomes the same level as V CC, and the LSI internal circuit configured by the nonvolatile memory becomes in the operating state. To be done. The state of the LSI chip internal circuit is judged to be during data retention by latching the chip enable signal CEB for a certain time t 2 to t 3 High, and the impedance is increased by controlling the resistance in the step-down circuit. The above LSI
The voltage Vi and current supplied to the chip internal circuit are set to about 4/5 of the power supply voltage V CC . Furthermore, if the chip enable signal CEB is High after a certain period of time, it is determined that the LSI chip internal circuit is in the standby state, and the impedance of the step-down circuit is set high enough to be completely cut. Then, the internal supply voltage Vi is set to 0V, the power supply voltage V CC as an input voltage is attenuated to set the output voltage to 0V, and the voltage supply to the LSI chip internal circuit is stopped. Therefore, by causing a current to flow through the LSI chip for a long time, the Sub threshold current is reduced when heat is generated from the resistance in the internal circuit of the LSI chip or when the temperature outside the LSI chip is high, and the chip enable signal is reduced. CEB is no longer latched High. Therefore, the internal supply voltage Vi does not rise when the LSI internal circuit is in the standby state, and the power consumption in the non-operating state can be significantly reduced. Although the chip enable signal CEB is described in this embodiment, the write enable signal W
There is no problem even if external control signals such as EB and output enable signal are used.

【0015】[0015]

【発明の効果】不揮発性メモリによって構成されたLS
Iにおいて、上記メモリにラッチされたデータを損なう
こと無く、スタンバイ時あるいはデータリテンション時
における消費電力を大幅に削減することができる。
The LS constructed by the non-volatile memory
In I, the power consumption during standby or during data retention can be significantly reduced without damaging the data latched in the memory.

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

【図1】本発明のスタンバイ時の消費電力を削減した不
揮発性メモリによって構成されるLSIチップ内部回路
への電圧の供給方法についての概略。
FIG. 1 is a schematic diagram of a method of supplying a voltage to an LSI chip internal circuit configured by a nonvolatile memory with reduced power consumption during standby according to the present invention.

【図2】従来の不揮発性メモリによって構成されるLS
Iチップ内部回路への電圧の供給方法についての概略。
FIG. 2 is an LS configured by a conventional nonvolatile memory
An outline of a method for supplying a voltage to an I-chip internal circuit.

【図3】不揮発性メモリによって構成されるLSIチッ
プ内部回路の外部制御信号と上記LSIチップ内部回路
に供給すべき電圧Viとのタイミングチャート。
FIG. 3 is a timing chart of an external control signal of an LSI chip internal circuit configured by a non-volatile memory and a voltage Vi to be supplied to the LSI chip internal circuit.

【図4】本発明の降圧回路の例。FIG. 4 shows an example of a step-down circuit according to the present invention.

【図5】本発明のLSIチップ内部回路のスタンバイ状
態での外部制御信号と不揮発性メモリによって構成され
たLSIチップ内部回路に供給すべき電圧Viとのタイ
ミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart of an external control signal in a standby state of the LSI chip internal circuit of the present invention and a voltage Vi to be supplied to the LSI chip internal circuit configured by a nonvolatile memory.

【図6】本発明のLSIチップ内部回路のデータリテン
ション状態での外部制御信号と不揮発性メモリによって
構成されたLSIチップ内部回路に供給すべき電圧Vi
とのタイミングチャート。
FIG. 6 is a diagram showing a voltage Vi to be supplied to an LSI chip internal circuit configured by an external control signal and a non-volatile memory in a data retention state of the LSI chip internal circuit of the present invention.
And the timing chart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・LSIチップ、R1〜R2・・・・抵抗器、Q1〜Q
4・・・・PMOSトランジスタ、Q5〜Q7・・・・NMOS
トランジスタ、INV1〜INV3・・・・インバータ回
路、NOR1〜NOR2・・・・NOR回路、NAND1・・
・・NAND回路、B.C.・・・・バイナリカウンタ
1 ... LSI chip, R1 to R2 ... Resistor, Q1 to Q
4 ... PMOS transistor, Q5-Q7 ... NMOS
Transistor, INV1 to INV3 ... Inverter circuit, NOR1 to NOR2 ... NOR circuit, NAND1 ...
..NAND circuits and B.I. C. .... Binary counter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 弘 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Sato 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】降圧回路と該降圧回路の出力電圧が供給さ
れる不揮発性メモリとを有する半導体集積回路におい
て、スタンバイ時に外部制御信号を上記降圧回路に供給
することによって上記降圧回路の出力電圧を0Vにする
ことを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a step-down circuit and a non-volatile memory to which the output voltage of the step-down circuit is supplied. By supplying an external control signal to the step-down circuit during standby, the output voltage of the step-down circuit is reduced. A semiconductor integrated circuit having a voltage of 0V.
【請求項2】外部制御信号の時間をカウントするカウン
タ回路を有する降圧回路と、該降圧回路の出力電圧が供
給される不揮発性メモリを含む半導体集積回路であっ
て、上記降圧回路には外部制御信号が入力されてなり、
該外部制御信号のレベルが変化してから、所定時間はデ
ータリテンションモードとなり、上記降圧回路の出力電
圧を電源電圧の半分より大きな所定の電圧とし、上記所
定時間後、上記降圧回路はスタンバイモードとなり、上
記出力電圧を0Vにすることを特徴とする半導体集積回
路。
2. A semiconductor integrated circuit including a step-down circuit having a counter circuit for counting the time of an external control signal, and a non-volatile memory to which an output voltage of the step-down circuit is supplied. The signal is input,
After the level of the external control signal changes, the data retention mode is set for a predetermined time, the output voltage of the step-down circuit is set to a predetermined voltage larger than half the power supply voltage, and after the predetermined time, the step-down circuit is set to the standby mode. A semiconductor integrated circuit, wherein the output voltage is set to 0V.
【請求項3】上記外部制御信号はチップイネーブル信号
であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導
体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the external control signal is a chip enable signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021131916A (en) * 2020-02-18 2021-09-09 ウィンボンド エレクトロニクス コーポレーション Semiconductor device
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