JPH0696586A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0696586A
JPH0696586A JP4243505A JP24350592A JPH0696586A JP H0696586 A JPH0696586 A JP H0696586A JP 4243505 A JP4243505 A JP 4243505A JP 24350592 A JP24350592 A JP 24350592A JP H0696586 A JPH0696586 A JP H0696586A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
power supply
potential
supply voltage
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4243505A
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English (en)
Inventor
Kiyoomi Oshikoshi
清臣 押越
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧の変動によって発生する残留電荷に
よる悪影響を受け難く、動作マージンの高い半導体装置
を得る。 【構成】 電源電圧の変動を検出する検出回路4と、こ
の検出回路4の検出信号に基づいて、前記電源電圧が変
動したときに発生した基板3の残留電荷を放電させる基
板用放電回路5とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に係り、
特に電源電圧の変動によって発生する残留電荷による悪
影響を受けず、高い信頼性を得ることができる半導体装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は、従来の半導体装置における基
板電位の発生部を示すブロック図である。図において、
1は電源、2はこの電源1に接続され、基板電位を発生
するための基板電位発生回路、そして3はこの基板電位
発生回路2の出力側に接続された基板である。
【0003】基板電位発生回路2としては、図13の回
路図に示されるような例えばチャージポンプ回路が用い
られる。このチャージポンプ回路は、入力端子Jに一端
が接続されたコンデンサCと、このコンデンサCの他端
とグランドG間に、グランドG方向を順方向とするダイ
オード接続された電界効果トランジスタTr1と、この
電界効果トランジスタTr1と出力端子K間に、コンデ
ンサC方向を順方向とするダイオード接続された電界効
果トランジスタTr2とを備え、入力端子Jにリングオ
シレータパルスを入力することでコンデンサCにカップ
リングを生じさせて出力端子Kに接続される基板3を負
電位にするものである。
【0004】図14は、従来の半導体装置における電源
電圧の変化に対する基板電位の変化を示すタイミング図
である。図より明らかなように、電源電圧がa1のよう
に急に正常電圧から異常低電圧に変化すると、電源1側
と基板3側との間に生じる寄生容量によるデカップリン
グにより、基板電位も電源電圧につられてC1のように
低下し、その後C2のように緩やかに上昇し、変動後の
電源電圧に対応して所定の電位で安定する。この基板電
位の変動レベルは、例えば電源電圧が正常電圧5Vから
異常低電圧4Vへ変化した場合、基板電位は通常の−4
Vから電源電圧の変動分である1V程度デカップリング
によって低下して−5V程度となり、その後緩やかに上
昇して−3V程度となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した基板電位の低
下は、半導体特有の基板3のデカップリングに基づき、
電源電圧の変動によって発生する電荷の影響によるもの
であるが、従来の半導体装置では、例えば上述したチャ
ージポンプ回路の構成上、正電荷が基板3側に誘導され
難く、前記電荷が長時間残留し、従ってこの残留電荷の
ため一度基板電位が下がる(例えば−4Vから−5V)
と再び上昇(−5Vから−3V)するのに時間を要し
(この時間は半導体装置の製造工程に基づくバラツキも
あるが、およそ数μsec〜数百μsec)、このた
め、C2のように比較的長時間Tに亘って基板電位が不
安定になり、この間、半導体装置の動作マージンが低下
し、例えばダイナミックラム(DRAM)においては、
アクセス時間の遅れや、書き込み不良を起こし易くなる
などの問題点があった。
【0006】又、上述した残留電荷による悪影響は、基
板電位に限らず、セルプレート電位や、ビットライン電
位についても同様であり、更には又、カレントミラー回
路ではノードに残留した電荷によって、回路の信号増幅
動作自体が長時間に亘って不十分になるという問題点が
あった。
【0007】この発明は、上述したような問題点を解決
するためになされたもので、電源電圧の変動によって発
生する残留電荷による悪影響を受け難く、動作マージン
の高い半導体装置を得ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、電源電圧の変動を検出する検出回路と、この検出
回路の検出信号に基づいて、前記電源電圧が変動したと
きに半導体物品に発生した残留電荷を放電させる放電回
路とを備えたものである。
【0009】
【作用】検出回路が電源電圧の変動を検出し、放電回路
が検出回路の検出信号に基づいて残留電荷を放電させ
る。
【0010】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明に係る半導体装置の実施例1
を示すブロック図である。図において、1〜3は図12
で説明したものと全く同じである。4は電源1に接続さ
れ、電源電圧の変化を検出する検出回路、5はこの検出
回路4の出力側と基板3の間に接続された基板用放電回
路である。
【0011】検出回路4は図2に示すように、基準電位
を発生する基準電位発生回路4aと、この基準電位発生
回路4aと電源1の出力側に接続され、基準電位に対し
て電源電圧が変動したときに、その変動分を増幅して出
力する差動増幅回路4bとから構成される。
【0012】又、基板用放電回路5は、基板3の残留電
荷を一時的に放電させるもので、例えば図3に示すよう
に、検出回路4の検出信号によって閉じられるスイッチ
5aを有し、このスイッチ5aにより基板3を一時的に
グランドGに短絡させる。尚、スイッチ5aは、例えば
トランジスタスイッチ回路(図示しない)によって具体
化されることができる。又、基板用放電回路5による放
電時間、即ちスイッチ5aの閉成時間は、基板3の残留
電荷をグランドGに放電するのに十分な時間で、且つ基
板電位に影響しない程度の時間として5〜6nsecと
される。
【0013】この発明の半導体装置は上述したように構
成されており、以下にその動作を図4のタイミング図に
ついて説明する。電源1は通常時5Vの電圧を発生して
いるが、a1に示すように、例えば5Vから4Vへ変化
すると、検出回路4がこの電源電圧の変動を検出して検
出信号b1を基板用放電回路5に出力する。基板用放電
回路5はこの検出信号b1に基づいてスイッチ5aを一
時(5〜6nsec)的に閉じ、基板3をグランドGに
一時的に短絡させる。この結果、基板3に発生した残留
電荷は速やかにグランドGに流れ、基板3の電位は速や
かに−3Vの一定電位C3となる。これにより基板3の
デカプリングによる電位変動C1及びC2(図14のC
1及びC2)を抑えて基板電位の安定化を図ることがで
きる。尚、スイッチ5aの開放後において基板3の電位
がC3に安定した後、電源電圧がa2で示すように上昇
変動して再び5Vになった場合は、チャージポンプ回路
により負電荷を速やかに供給できるため、基板用放電回
路5は動作しなくても、基板3の電位はC4に示すよう
に速やかにもとの電位−4Vに戻る。
【0014】実施例2.実施例1はこの発明を基板3に
適用したものであるが、この発明はセルプレートにも適
用することができる。図5はこの発明の実施例2を示す
ブロック図である。図において1,4は図1に示したも
のと同じであり、6は電源1に接続され、セルプレート
電位を発生するための1/2電源電圧発生回路、7は検
出回路4の出力側に接続され、後述するセルプレートの
残留電荷を放電させるセルプレート用放電回路、8は1
/2電源電圧発生回路6の出力側及びセルプレート用放
電回路7に接続されたセルプレートである。
【0015】1/2電源電圧発生回路6は、図6に示す
ように、例えばN型及びP型のMOS電界効果トランジ
スタTr3,Tr4を用いたソースホロワのコンプリメ
ント回路から成り、トランジスタTr3のゲートに,電
源電圧VCCを抵抗分割して得られる1/2VCCとトラン
ジスタTr3のスレショルド電圧VTHとを加えた電圧を
入力すると共に、トランジスタTr4のゲートに、同じ
く電源電圧VCCを抵抗分割して得られる1/2VCCとト
ランジスタTr4のスレショルド電圧−VTHとを加えた
電圧を入力するようになっている。
【0016】セルプレート用放電回路7は、例えば上述
した1/2電源電圧発生回路6のトランジスタTr3,
Tr4の電力容量を大きくしたものを用い、この出力端
子(図示しない)に、検出回路4の検出信号に基づいて
セルプレート8を一時的に短絡させるようにする。
【0017】図7は実施例2の動作説明用タイミング図
であり、電源電圧がa1のように低下すると、検出回路
4が検出信号b1をセルプレート用放電回路7に出力す
る。セルプレート用放電回路7は、この検出信号b1に
基づいて、セルプレート8を一時的にセルプレート用放
電回路7の出力端子に接続してセルプレート8の残留電
荷を放電させ、セルプレート電位を速やかに変動後の電
源電圧VCCの1/2である一定電位C4(1/2VCC
とする。これにより破線C5で示すような従来の不安定
なセルプレート電位の変動を抑えてその安定化を図る。
尚、セルプレート用放電回路7を、電力容量を大きくし
た1/2電源電圧発生回路で構成する場合は、この電力
容量を大きくすればするほど、より速やかな安定化を図
ることができる。
【0018】又、図7では電源電圧が低下する場合につ
いて説明したが、この発明は図8に示すように、電源電
圧が上昇する場合にも同様に適用でき、破線C6で示す
ような従来の緩慢な電位変動をC7で示すように抑え
て、速やかにセルプレート電位を安定した一定電位(1
/2VCC)とすることができる。
【0019】実施例3.実施例2は、この発明をセルプ
レート8に適用したものであるが、この発明はDRAM
のビットラインにも適用することができる。図9はDR
AMのメモリーセルの一部を示す回路図であり、図にお
いて9がリード信号を伝えるビットライン、10が情報
を伝えるワードライン、11がメモリーセルである。ビ
ットライン9も上述したセルプレート8と同様、電源電
圧の変動によって残留電荷が発生し易く、この残留電荷
によってビットライン9の電位がそのときの電源電圧の
1/2(1/2VCC)に対して正負のいずれかに偏ると
リードマージンが低下し、アクセス時間の遅れなどが生
じる。そこで、このビットライン9にも実施例2で示し
たセルプレート用放電回路7と同様な構成のビットライ
ン用放電回路(図示しない)を設けることで、ビットラ
イン電位が電源電圧の変動による残留電荷の影響でハイ
側、又はロー側に偏るのを速やかに抑えることができ、
リード信号伝達の信頼度を向上させることができる。
【0020】実施例4.図10はこの発明をカレントミ
ラー回路に適用した場合を示すブロック図である。カレ
ントミラー回路は、DRAMのプリアンプに使用されて
おり、メモリーセルから出力されたデータの微弱な電気
信号を高速に増幅する回路である。カレントミラー回路
は、電源電圧の低下によってノードに電荷が残り、この
残留電荷によって動作が不十分となることがある。そこ
で、実施例4はカレントミラー回路にもこの発明を適用
してその速やかな安定化を図らんとするものである。図
において12はカレントミラー回路、13はこのカレン
トミラー回路12のノード12aと検出回路4の出力側
との間に接続されたカレントミラー回路用放電回路であ
る。このカレントミラー回路用放電回路13にも実施例
2,3に示したものと同様、電力容量の大きな1/2電
源電圧発生回路を使用することができる。
【0021】図11のタイミング図について実施例4の
動作を説明する。電源電圧が変動してa1で示すように
低下すると、この変動を検出回路4が検出し、その検出
信号b1をカレントミラー回路用放電回路13に出力す
る。カレントミラー回路用放電回路13はこの検出信号
b1に基づきカレントミラー回路12のノード12aに
残留した内部電荷を放電させる。この結果、破線C8で
示すような従来の緩慢で不安定な、カレントミラー回路
12のノード出力の変動が抑えられ、速やかにノード出
力を一定電位C9とすることができ、カレントミラー回
路12の動作の速やかな安定化を図ることができる。
尚、カレントミラー回路用放電回路13として1/2電
源電圧発生回路を用いた場合は、一定電位C9は変動後
の電源電圧VCCに対しVCC−VTHなる値となる。
【0022】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、電源電圧の変動を検出する検出回路と、この検出回
路の検出信号に基づいて、前記電源電圧が変動したとき
に発生した残留電荷を放電する放電回路とを備えたの
で、電源電圧の変動によって発生した残留電荷を速やか
に放電させることができ、もって電源電圧の変動の影響
を受け難く、安定した、高い動作マージンを有する信頼
性の高い半導体装置を得ることができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】検出回路を示すブロック図である。
【図3】基板用放電回路を示すブロック図である。
【図4】この発明の実施例1の動作説明用タイミング図
である。
【図5】この発明の実施例2を示すブロック図である。
【図6】1/2電源電圧発生回路の回路図である。
【図7】この発明の実施例2の動作説明用タイミング図
である。
【図8】この発明の実施例2の他の動作説明用タイミン
グ図である。
【図9】実施例3におけるDRAMのメモリーセルを示
す回路図である。
【図10】この発明の実施例4を示すブロック図であ
る。
【図11】この発明の実施例4の動作説明用タイミング
図である。
【図12】従来の半導体装置の基板電位の発生部を示す
ブロック図である。
【図13】基板電位発生回路の一例を示す回路図であ
る。
【図14】従来の半導体装置の動作説明用タイミング図
である。
【符号の説明】
1 電源 2 基板電位発生回路 3 基板 4 検出回路 5 基板用放電回路 5A スイッチ回路 6 1/2電源電圧発生回路 7 セルプレート用放電回路 9 ビットライン 12 カレントミラー回路 13 カレントミラー回路用放電回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧が供給されると動作するが、前
    記電源電圧が変動したときに残留電荷を発生して動作が
    不安定となる半導体物品を備えた半導体装置において、 前記電源電圧の変動を検出する検出回路と、 この検出回路の検出信号に基づいて、前記電源電圧が変
    動したときに前記半導体物品に発生した前記残留電荷を
    放電させる放電回路と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
JP4243505A 1992-09-11 1992-09-11 半導体装置 Pending JPH0696586A (ja)

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JP4243505A JPH0696586A (ja) 1992-09-11 1992-09-11 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323707B1 (en) 1999-02-04 2001-11-27 Oki Electric Industry Co., Ltd. Output signal level control circuit in a semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323707B1 (en) 1999-02-04 2001-11-27 Oki Electric Industry Co., Ltd. Output signal level control circuit in a semiconductor device

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