JPH07141865A - 発振回路および半導体記憶装置 - Google Patents

発振回路および半導体記憶装置

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JPH07141865A
JPH07141865A JP6019210A JP1921094A JPH07141865A JP H07141865 A JPH07141865 A JP H07141865A JP 6019210 A JP6019210 A JP 6019210A JP 1921094 A JP1921094 A JP 1921094A JP H07141865 A JPH07141865 A JP H07141865A
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Shigeru Mori
茂 森
Takeshi Kajimoto
毅 梶本
Masanori Hayashigoe
正紀 林越
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 リフレッシュ動作が必要なDRAMにおい
て、リング発振器の発振周期を動作温度が上昇するにつ
れて短くなるようにする。 【構成】 動作温度に応じてクロック周期を変化させ
る。例えば、正の温度係数を有する抵抗RAに一定電圧
を与え、それに流れる参照電流i0 を抵抗RBによって
電圧に変換する。その電圧をPチャネルMOSトランジ
スタQP12 によって参照電流i1 に変換し、その参照電
流i1 と等しい値の電流i1 をカレントミラー回路によ
って各インバータI1〜I7内に流す。参照電流i0
動作温度が上昇するにつれて減少し、参照電流i1 は増
加する。それにより、動作温度が上昇するにつれてリン
グ発振器20の発振周期が短くなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は発振回路およびそれを
用いた半導体記憶装置に関し、たとえばリフレッシュ動
作を制御するためのクロック信号を生成する発振回路の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】クロック信号を生成するための発振回
路、特に半導体集積回路に組込まれる発振回路として、
近年、動作温度の変化に応じてクロック信号の周波数が
変化する発振回路が要望されてきている。このような要
望は、たとえばDRAMにおいて、リフレッシュ動作を
制御するためのクロック信号を生成するための発振回路
に対して強くなっている。
【0003】すなわち、DRAMのメモリセルにおける
データ保持時間は、動作温度が上昇するとリーク電流が
増え、短くなる傾向にあるため、リフレッシュを多く、
つまりリフレッシュ周期を短くして行なう必要がある。
しかし、リフレッシュ周期を短くして行なうと、動作温
度が低い場合、つまり常温においては、リフレッシュが
多くなり過ぎ、消費電流が増加してしまう。これは、5
Vの電源で動作させていたものを、3.3Vの低電源で
動作させる場合において、非常に重要な問題になってき
ている。
【0004】ゆえに、常温で動作しているときは、リフ
レッシュ周期を長くして消費電流を抑え、温度が高くな
るとリフレッシュ周期を短くして確実なリフレッシュが
行なえるように、リフレッシュ動作を制御するクロック
信号を生成するための発振回路の発振周波数が温度変化
に応じて変化するものが望まれている。
【0005】以下、DRAMに適用されている発振回路
を例にとり、上述した点についてさらに詳しく説明す
る。
【0006】図22は、一般的なダイナミックランダム
アクセスメモリ(以下、「DRAM」という)の全体構
成を示すブロック図である。
【0007】図22を参照して、このDRAMは、メモ
リセルアレイ1と、RASバッファ2と、CASバッフ
ァ3と、WEバッファ4と、ロウアドレスバッファ5
と、ロウデコーダ6と、ワードドライバ7と、センスア
ンプ8と、コラムアドレスバッファ9と、コラムデコー
ダ10と、I/O回路11とを備える。
【0008】メモリセルアレイ1は、複数のワード線、
それらに交差する複数のビット線対、およびそれらの交
差部付近に配設された複数のメモリセルを含む。各メモ
リセルは、データを記憶するキャパシタおよびNチャネ
ルトランジスタを含む。Nチャネルトランジスタは、キ
ャパシタとビット線との間に接続され、そのゲートはワ
ード線に接続される。
【0009】RASバッファ2は、外部ロウアドレスス
トローブ信号/RASを受け、内部ロウアドレスストー
ロブ信号/RASIを発生する。CASバッファ3は、
外部コラムアドレスストーロブ信号/CASを受け、内
部コラムアドレスストローブ信号/CASIを発生す
る。WEバッファ4は、外部ライトイネーブル信号/W
を受け、内部ライトイネーブル信号/WIを発生する。
【0010】通常の動作時において、ロウアドレスバッ
ファ5は、スイッチ手段17を介して外部ロウアドレス
信号ADDを受け、内部ロウアドレスストローブ信号/
RASIに応答してロウアドレス信号を発生する。ロウ
デコーダ6は、ロウアドレスバッファ5からのロウアド
レス信号に応答してメモリセルアレイ1内の複数のワー
ド線のいずれか1つのワード線を選択する。ワードドラ
イバ7は、ロウデコーダ6により選択されたワード線を
所定の電圧に駆動する。それにより、選択されたワード
線に接続された複数のメモリセルからそれぞれ対応する
ビット線にデータが読出される。各ビット線に読出され
たデータはセンスアンプ8により増幅される。
【0011】コラムアドレスバッファ9は、外部コラム
アドレス信号ADDを受け、内部コラムアドレスストロ
ーブ信号/CASIに応答してコラムアドレス信号を発
生する。コラムデコーダ10は、コラムアドレス信号に
応答して複数のビット線対のうちいずれか1対のビット
線対を選択する。それにより、選択されたビット線対が
入出力線対12に接続される。
【0012】書込み動作時には、外部から与えられる入
力データDがI/O回路11を介して入出力線対に与え
られる。読出し動作時は、入出力線対上のデータがI/
O回路11を介して出力データDとして出力される。
【0013】このように、DRAMはキャパシタに電荷
を蓄積することによってデータを記憶する。したがっ
て、記憶されたデータを保持するためには一定時間内に
再度データを書込む必要がある。
【0014】そこで、このDRAMはさらに、セルフリ
フレッシュ切替回路13、内部アドレス発生回路14、
リング発振器15および分周器16を備える。
【0015】セルフリフレッシュ切替回路13は、内部
ロウアドレスストローブ信号/RASIおよび内部コラ
ムアドレスストローブ信号/CASIに応答して、内部
で自動的にリフレッシュが実行されることを指示するセ
ルフリフレッシュ信号SREFを生成する。また、内部
アドレス発生回路14は、セルフリフレッシュ信号SR
EFに応答して活性化されるとともに、内部ロウアドレ
スストローブ信号/RASIに応答してリフレッシュア
ドレスを示すリフレッシュアドレス信号を順次発生す
る。
【0016】図23を参照して、リング発振器15はリ
ング状に接続された奇数段のインバータI1〜I7を含
み、一定周期のクロック信号φCPを生成する。また、分
周器16は複数のカウンタC1〜Cnを含み、クロック
信号φCPを分周してリフレッシュイネーブル信号REF
Eを生成する。RASバッファはさらに、リフレッシュ
イネーブル信号REFEに応答して内部ロウアドレスス
トローブ信号/RASIを生成する。
【0017】次に、図24のタイミングチャートを参照
して、このDRAMのセルフリフレッシュ動作を説明す
る。
【0018】図24を参照して、外部コラムアドレスス
トローブ信号/CASがLレベルへ立下がった後、外部
ロウアドレスストローブ信号/RASが時刻t1でLレ
ベルへ立下がると(/CASビフォア/RASリフレッ
シュサイクル)、セルフリフレッシュ切替回路13は、
時刻t1から一定時間経過後の時刻t2でセルフリフレ
ッシュ信号SREFをHレベルへ立上げる。それによ
り、内部アドレス発生回路14およびリング発振器15
が活性化される。その結果、リング発振器15はクロッ
ク信号φCPを生成する。分周器16はクロック信号φCP
を分周し、リフレッシュイネーブル信号REFEを生成
する。RASバッファ2は、このリフレッシュイネーブ
ル信号REFEに応答して、内部ロウアドレスストロー
ブ信号/RASIをHレベルおよびLレベルに交互に変
化させる。内部アドレス発生回路14は、この内部ロウ
アドレスストローブ信号/RASIに応答してリフレッ
シュアドレス信号を順次生成する。
【0019】ロウアドレスバッファ5は、外部ロウアド
レスストローブ信号/RASIの立下がりに応答して、
内部アドレス発生回路14により与えられるリフレッシ
ュアドレス信号をロウデコーダ6へ順次与える。ロウデ
コーダ6は、リフレッシュアドレス信号に応答してメモ
リセルアレイ1内のワード線を順次選択する。ワードド
ライバ7は、ロウデコーダ6により選択されたワード線
を所定の電圧に駆動する。それにより、選択されたワー
ド線に接続された複数のメモリセルからそれぞれ対応す
るビット線にデータが読出される。各ビット線に読出さ
れたデータはセンスアンプ8により増幅される。この増
幅されたデータがビット線を介して読出されたメモリセ
ルに再書込されることになる。その結果、選択されたワ
ード線に接続された複数のメモリセル内のデータがリフ
レッシュされる。
【0020】このようにセルフリフレッシュ動作が実行
されると、メモリセルからデータが読出され、かつ再び
そのメモリセルへそのデータが書込まれるため、電流が
消費される。したがって、単位時間当たりのリフレッシ
ュ回数が多いほど大量の電流が消費される。
【0021】そこで、消費電流をできるだけ少なくする
ため、リング発振器15および分周器16に基づいて生
成される内部ロウアドレスストローブ信号/RASIの
周期は、メモリセルのデータ保持性能上問題のない限
り、できるだけ長くされる。一般に、分周器16の分周
率を連続的に変化させることは困難なため、リング発振
器15の発振周期ができるだけ長くされる。
【0022】データ保持性能がよい場合は、内部ロウア
ドレスストローブ信号/RASIの周期を非常に長くす
ることが可能であるが、データ保持性能が悪い場合は、
その周期を短くする必要がある。そのため、一定時間内
にリフレッシュ動作が実行される回数が増加し、動作電
流が増加する。
【0023】なお、データ保持性能は、メモリセルの構
造、製造プロセスにおける条件、キャパシタの容量、あ
るいはセンスアンプの感度など、様々な要因に基づいて
決定される。そのため、各々のDARMごとに内部ロウ
アドレスストローブ信号/RASの周期が最適になるよ
うに適時調整が行なわれている。
【0024】このDRAMにおいて、RASバッファ2
と、ロウアドレスバッファ5と、ロウデコーダ6と、ワ
ードドライバ7と、センスアンプ8と、セルフリフレッ
シュ切替回路13と、内部アドレス発生回路14と、分
周器16と、リング発振器15とは、メモリセルのリフ
レッシュ動作を実行するリフレッシュ手段を構成する。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のD
RAMでは、内部ロウアドレスストローブ信号/RAS
Iの周期はリング発振器15によって決定されるため、
動作温度が高くなり、インバータI1〜I7を構成する
トランジスタの導通抵抗が大きくなると、その発振周期
が長くなる。すなわち、セルフリフレッシュ信号SRE
FがHレベルの間において、リフレッシュイネーブル信
号REFEが立下がったときから次に立下がるときまで
の期間(以下、「セルフリフレッシュ周期」という)
が、動作温度が上昇するにつれて長くなるという問題が
あった。
【0026】一方、メモリセルにおけるデータ保持時間
は、動作温度が上昇するにつれてメモリセル内のサブス
レッショルド電流またはPN接合におけるリーク電流が
増加するため、短くなるという傾向がある。したがっ
て、データを正確に保持し続けるためには、リフレッシ
ュ周期を高温時の最悪状態を想定して短めに設定する必
要がある。したがって、常温時においては必要以上にリ
フレッシュが行なわれ、消費電流が増加するという問題
があった。
【0027】このような問題を解決するため、次のよう
な回路が開示されている。図25は、特開昭63−10
0698号公報に開示された発振回路の全体構成を示す
回路図である。
【0028】図25を参照して、この発振回路は、リン
グ状に接続された3段のインバータと、終段のインバー
タの出力を初段のインバータへフィードバックするため
のサーミスタSとを含む。各インバータは、Pチャネル
MOSトランジスタQP1,Q P2,QP3およびNチャネル
MOSトランジスタQN1,QN2,QN3をそれぞれ含む。
【0029】サーミスタSは、温度が上昇するにつれて
抵抗値が小さくなるという特性を有する。そのため、ト
ランジスタQP1,QN1のゲートへの充放電は温度が上昇
するにつれて早くなり、その結果、発振周期が短くな
る。したがって、この発振回路をDRAMのリフレッシ
ュのために用いれば、動作温度が上昇するにつれてその
リフレッシュ周期を短くすることができる。
【0030】また同様に、サーミスタを用いることによ
って動作温度が上昇するにつれてリフレッシュ周期を短
くすることができる回路は、特開平4−192178号
公報にも開示されている。
【0031】これらの回路によれば、温度シフトに応答
してリフレッシュ周期を変化させることは理論的には可
能である。しかしながら温度が上昇するにつれて抵抗値
が小さくなる物質、つまり負の温度係数を有する物質は
自然界に稀にしか存在しない。また、たとえ負の温度係
数を有する物質であってもその絶対値は非常に小さいた
め、温度シフトに応答して十分にリフレッシュ周期を変
化させることは困難であるという問題があった。
【0032】また特開平4−344387号公報には、
メモリセルと同一特性を有するリークモニタを備え、そ
のリークモニタにおけるストレージノードの電圧が所定
の基準電圧よりも低下すると、リフレッシュ動作が開始
される回路が開示されている。リークモニタに蓄積され
た電荷は、正規のメモリセルと同様に動作温度が上昇す
るにつれてより急速に消滅する。したがって、この回路
によれば、温度シフトに応答して適時リフレッシュ動作
が実行される。
【0033】また、特開昭61−139995号公報で
は、上記のようなリークモニタにおけるキャパシタへ適
切な電荷を充電できるようにしたものが開示されてい
る。これによれば、正規のメモリセル内のデータが消滅
する前に確実にリフレッシュ動作が開始される。
【0034】これらによれば、動作温度の変化に応答し
て適時リフレッシュ動作が実行されるが、リフレッシュ
動作を開始すべきストレージノードの基準電圧を決定す
ることはきわめて困難である。また、ストレージノード
の電圧が所定の基準電圧よりも低下したとき初めてリフ
レッシュ動作が実行されるので、急速な温度変化に対し
ては対応することが困難であった。
【0035】ところで、上述したように、リング発振器
15の発振周期は長く、しかもそれによって消費される
電力は少ないことが要求されている。しかしながら、そ
の発振周期を数μsにするためには、リング発振器にお
ける各インバータを構成するトランジスタのオン抵抗を
1MΩ程度にする必要がある。したがって、これを実現
するためにはそれらトランジスタのゲート長を数10μ
mに設定する必要がある。そのため、トランジスタ1個
あたりのゲート容量は1pF程度になる。
【0036】図23に示した7段のインバータから構成
されるリング発振器15の場合、電源電圧VCCを3Vと
すると、数μsの時間内に流れる電流iは次の数1で表
わされる。
【0037】
【数1】
【0038】このように、リング発振器の発振周期を長
くし、かつリング発振器で消費される電流を小さくする
ことは困難であった。
【0039】図26は、特開昭63−276316号公
報に開示された発振回路の全体構成を示す回路図であ
る。図26を参照して、この発振回路は、2つの基準電
圧を発生する基準電圧発生回路18と、一定周期のクロ
ック信号φCPを発生する発振部19とを含む。発振部1
9は、3つのインバータ191,192および193を
含むリングオシレータから構成される。
【0040】この発振回路によれば、インバータ191
〜193内のPチャネルMOSトランジスタQP5〜QP7
のゲートへ電源電圧VCCよりも基準電圧発生回路18内
のPチャネルMOSトランジスタQP4のしきい値電圧だ
け低い電圧が与えられ、かつNチャネルMOSトランジ
スタQN5〜QN7のゲートへ接地電圧よりもNチャネルM
OSトランジスタQN4のしきい値電圧だけ高い電圧が与
えられるため、電源電圧VCCが変動しても常に一定周期
のクロック信号φCPを発生することができる。したがっ
て、この発振回路の目的はリングオシレータの発振周期
を安定させることであり、以下に述べる本願発明の目的
と異なる。
【0041】この発明は、上述した点に鑑みてなされた
ものであり、その一の目的は、動作温度の変化に応じて
クロック信号の周波数が変化する発振回路を提供するこ
とである。
【0042】この発明の他の目的は、動作温度が上昇す
るにつれてリフレッシュ周期を短くすることである。
【0043】この発明のさらに他の目的は、消費電流を
低減することである。この発明のさらに他の目的は、正
の温度係数を有する材料を用いることによって、動作温
度が上昇するにつれてリフレッシュ周期が短くなる半導
体記憶装置を提供することである。
【0044】この発明のさらに他の目的は、動作温度の
変動に応答してリフレッシュ周期を迅速に変化させるこ
とである。
【0045】この発明のさらに他の目的は、動作温度の
変動に応答してリフレッシュ周期を適時連続的に変化さ
せることである。
【0046】この発明のさらに他の目的は、メモリセル
におけるリーク電流の量に応答してリフレッシュ周期を
連続的に変化させることである。
【0047】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る発振回路は、動作温度に基づいて変化する参照電流を
生成する参照電流生成手段、この参照電流生成手段の参
照電流に基づいて制御され、出力するクロック信号の周
期が変化する発振手段を備える。
【0048】この発明の請求項2に係る発振回路は、参
照電流生成手段、発振手段を備える。参照電流生成手段
は、動作温度に基づいて変化する出力電位を出力する電
位生成手段と、この電位生成手段からの出力電位を受
け、受けた出力電位に基づいて変化する参照電流を生成
する電圧電流変換手段とを有する。発振手段は、リング
状に接続された奇数からなる複数個のインバータ手段を
有し、これら複数個のインバータ手段のうちの少なくと
も1つのインバータ手段が、その出力ノードに入力ノー
ドが接続されるインバータ手段の入力ノードへの充電電
流または放電電流の少なくとも一方が参照電流生成手段
の参照電流に基づいて流れるように構成され、最終段の
インバータ手段の出力ノードからクロック信号を出力す
る。
【0049】この発明の請求項3に係る発振回路は、参
照電流生成手段、発振手段を備える。参照電流生成手段
は、動作温度に基づいて変化する参照電流が流される参
照用トランジスタを有する。発振手段は、リング状に接
続された奇数からなる複数個のインバータ手段を有し、
各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノードと、第
1の電源電位ノードと出力ノードとの間に接続される第
1のトランジスタと、出力ノードと第2の電源ノードと
の間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続
される第2のトランジスタとを有し、複数個のインバー
タ手段の少なくとも1つのインバータ手段は、さらに、
自己の出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に自己
の第2のトランジスタと直列に接続され、参照電流生成
手段の参照用トランジスタとカレントミラー回路を構成
するトランジスタを有し、最終段のインバータ手段の出
力ノードからクロック信号を出力する。
【0050】この発明の請求項4に係る発振回路は、参
照電流生成手段、発振手段を備える。参照電流生成手段
は、動作温度に基づいて変化する参照電流が流される参
照用トランジスタを有する。発振手段は、リング状に接
続された奇数からなる複数個のインバータ手段を有し、
各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノードと、第
1の電源電位ノードと出力ノードとの間に接続されると
ともに制御電極が入力ノードに接続される第1のトラン
ジスタと、出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に
接続される第2のトランジスタとを有し、複数個のイン
バータ手段の少なくとも1つのインバータ手段は、さら
に、第1の電源電位ノードと自己の出力ノードとの間に
自己の第1のトランジスタと直列に接続され、参照電流
生成手段の参照用トランジスタとカレントミラー回路を
構成するトランジスタを有し、最終段のインバータ手段
の出力ノードからクロック信号を出力する発振手段を備
える。
【0051】この発明の請求項5に係る発振回路は、参
照電流生成手段、発振手段を備える。参照電流生成手段
は、動作温度に基づいて変化する参照電流が流されるP
チャネルMOSトランジスタからなる第1の参照用トラ
ンジスタと、動作温度に基づいて変化する参照電流が流
されるNチャネルMOSトランジスタからなる第2の参
照用トランジスタとを有する。発振手段は、リング状に
接続された奇数からなる複数個のインバータ手段を有
し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノード
と、第1の電源電位ノードと出力ノードとの間に接続さ
れるとともに制御電極が入力ノードに接続されるPチャ
ネルMOSトランジスタからなる第1のトランジスタ
と、出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に接続さ
れるとともに制御電極が入力ノードに接続されるNチャ
ネルMOSトランジスタからなる第2のトランジスタと
を有し、複数個のインバータ手段のうち少なくとも1つ
のインバータ手段は、さらに、第1の電源電位ノードと
自己の出力ノードとの間に自己のPチャネルトランジス
タと直列に接続され、参照電流生成手段の第1の参照用
トランジスタとカレントミラー回路を構成するPチャネ
ルトランジスタと、自己の出力ノードと第2の電源電位
ノードとの間に自己のNチャネルトランジスタと直列に
接続され、参照電流生成手段の第2の参照用トランジス
タとカレントミラー回路を構成するNチャネルトランジ
スタとを有し、最終段のインバータ手段の出力ノードか
らクロック信号を出力する。
【0052】この発明の請求項6に係る発振回路は、請
求項3ないし請求項5のいずれかに記載の発振回路にお
ける参照電流生成手段は、動作温度に基づいて変化する
出力電位を出力する電位生成手段と、この電位生成手段
からの出力電位を受け、受けた出力電位に基づいて変化
する電流を生成する電圧電流変換手段とを有し、この電
圧電流変換手段の電流に基づいて参照用トランジスタの
参照電流が流されるものである。
【0053】この発明の請求項7に係る発振回路は、請
求項2または請求項6に係る発振回路における電位生成
手段は、出力電位を出力するノードと第1の電源電位ノ
ードとの間に接続される正の温度係数を有する抵抗手段
を有するものである。
【0054】この発明の請求項8に係る発振回路は、請
求項7に係る発振回路における抵抗手段は、正の温度係
数を有する複数の抵抗素子と、これら複数の抵抗素子に
対応して設けられ、それぞれが対応した抵抗素子を活性
化または非活性化するための複数のプログラム素子とを
有するものである。
【0055】この発明の請求項9に係る発振回路は、請
求項3ないし請求項5のいずれかに係る発振回路におけ
る参照電流生成手段は、一方の電極が所定電位ノードに
接続されたキャパシタ素子と、このキャパシタ素子の他
方の電極と第1の電源電位ノードとの間に接続され、上
記キャパシタ素子の他方の電極に電流を供給するための
トランジスタを有し、このトランジスタに流れる電流に
基づいて参照用トランジスタの参照電流が流されるもの
である。
【0056】この発明の請求項10に係る発振回路は、
請求項3ないし請求項5のいずれかに係る発振回路にお
ける参照電流生成手段は、これらが組込まれる半導体基
板を一方の電極とし、半導体基板に半導体基板とは逆導
電型の拡散領域を他方の電極とするPN接合をもったダ
イオード素子と、このダイオード素子の他方の電極と第
1の電源電位ノードとの間に接続され、ダイオード素子
の他方の電極に電流を供給するためのトランジスタを有
し、このトランジスタに流れる電流に基づいて参照用ト
ランジスタの参照電流が流されるものである。
【0057】この発明の請求項11に係る発振回路は、
請求項2ないし請求項10のいずれかに係る発振回路
が、発振手段のクロック信号を受け、このクロック信号
を波形整形する波形整形手段をさらに備える。
【0058】この発明の請求項12に係る発振回路は、
請求項11に係る発振回路における波形整形回路は、第
1の波形整形用インバータ手段と、第2の波形整形用イ
ンバータ手段とを備える。第1の波形整形用インバータ
手段は、発振手段のクロック信号を受ける入力ノード
と、出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノード
との間に直列に接続された2つのPチャネルトランジス
タと、出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に接続
された2つのNチャネルトランジスタとを有し、2つの
Pチャネルトランジスタの一方のPチャネルトランジス
タのゲート電極は入力ノードに接続され、2つのPチャ
ネルトランジスタの他方のPチャネルトランジスタのゲ
ート電極は発振手段を構成する途中の段のインバータ手
段の出力ノードに接続され、2つのNチャネルトランジ
スタの一方のNチャネルトランジスタのゲート電極は入
力ノードに接続され、2つのNチャネルトランジスタの
他方のNチャネルトランジスタのゲート電極は発振手段
を構成する途中の段のインバータ手段の出力ノードに接
続される。
【0059】第2の波形整形用インバータ手段は、この
第1の波形整形用インバータ手段の出力ノードに接続さ
れる入力ノードと、波形整形されたクロック信号を出力
する出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノード
との間に直列に接続された2つのPチャネルトランジス
タと、出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に接続
された2つのNチャネルトランジスタとを有し、2つの
Pチャネルトランジスタの一方のPチャネルトランジス
タのゲート電極は入力ノードに接続され、2つのPチャ
ネルトランジスタの他方のPチャネルトランジスタのゲ
ート電極は第1の波形整形用インバータ手段が接続され
る発振手段のインバータ手段の前段のインバータ手段の
出力ノードに接続され、2つのNチャネルトランジスタ
の他方のNチャネルトランジスタのゲート電極は第1の
波形整形用インバータ手段が接続される発振手段のイン
バータ手段の前段のインバータ手段の出力ノードに接続
される。
【0060】この発明の請求項13に係る半導体記憶装
置は、メモリセルアレイ、リフレッシュ手段、発振回路
を備える。メモリセルアレイは、リフレッシュ動作が必
要なメモリセルを複数有する。リフレッシュ手段は、ク
ロック信号に応答して、メモリセルアレイのメモリセル
のリフレッシュ動作を行なう。発振回路は、動作温度に
基づいて変化する参照電流を生成する参照電流生成手段
と、この参照電流生成手段の参照電流に基づいて制御さ
れ、出力するクロック信号の周期が変化する発振手段と
を有し、この発振手段からのクロック信号をリフレッシ
ュ手段へのクロック信号とする。
【0061】この発明の請求項14に係る半導体記憶装
置は、メモリセルアレイ、リフレッシュ手段、発振回路
を備える。メモリセルアレイは、リフレッシュ動作が必
要なメモリセルを複数有する。リフレッシュ手段は、ク
ロック信号に応答して、メモリセルアレイのメモリセル
のリフレッシュ動作を行なう。発振回路は、参照電流生
成手段と、発振手段とを有し、この発振手段からのクロ
ック信号をリフレッシュ手段へのクロック信号とする。
参照電流生成手段は、動作温度に基づいて変化する出力
電位を出力する電位生成手段、およびこの電位生成手段
からの出力電位を受け、受けた出力電位に基づいて変化
する参照電流を生成する電圧電流変換手段とを有する。
発振手段は、リング状に接続された奇数からなる複数個
のインバータ手段を有し、これら複数個のインバータ手
段のうちの少なくとも1つのインバータ手段が、その出
力ノードに入力ノードが接続されるインバータ手段の入
力ノードへの充電電流または放電電流の少なくとも一方
が参照電流生成手段の参照電流に基づいて流され、最終
段のインバータ手段の出力ノードからクロック信号を出
力する。
【0062】この発明の請求項15に係る半導体記憶装
置は、メモリセルアレイ、リフレッシュ手段、発振回路
を備える。メモリセルアレイは、リフレッシュ動作が必
要なメモリセルを複数有する。リフレッシュ手段は、ク
ロック信号に応答して、メモリセルアレイのメモリセル
のリフレッシュ動作を行なう。発振回路は、参照電流生
成手段と、発振手段とを有し、この発振手段からのクロ
ック信号をリフレッシュ手段へのクロック信号とする。
参照電流生成手段は、動作温度に基づいて変化する参照
電流が流される参照用トランジスタを有する。発振手段
は、リング状に接続された奇数からなる複数個のインバ
ータ手段を有し、各インバータ手段は、入力ノードと、
出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノードとの
間に接続される第1のトランジスタと、出力ノードと第
2の電源電位ノードとの間に接続されるとともに制御電
極が入力ノードに接続される第2のトランジスタとを有
し、複数個のインバータ手段の少なくとも1つのインバ
ータ手段は、さらに、自己の出力ノードと第2の電源電
位ノードとの間に自己の第2のトランジスタと直列に接
続され、参照電流生成手段の参照用トランジスタとカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタとを有し、最終
段のインバータ手段の出力ノードからクロック信号を出
力する。
【0063】この発明の請求項16に係る半導体記憶装
置は、メモリセルアレイ、リフレッシュ手段、発振回路
を備える。メモリセルアレイは、リフレッシュ動作が必
要なメモリセルを複数有する。リフレッシュ手段は、ク
ロック信号に応答して、メモリセルアレイのメモリセル
のリフレッシュ動作を行なう。発振回路は、参照電流生
成手段と、発振手段とを有し、この発振手段からのクロ
ック信号をリフレッシュ手段へのクロック信号とする。
参照電流生成手段は、動作温度に基づいて変化する参照
電流が流される参照用トランジスタを有する。発振手段
は、リング状に接続された奇数からなる複数個のインバ
ータ手段を有し、各インバータ手段は、入力ノードと、
出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノードとの
間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続さ
れる第1のトランジスタと、出力ノードと第2の電源電
位ノードとの間に接続される第2のトランジスタとを有
し、複数個のインバータ手段の少なくとも1つのインバ
ータ手段は、さらに、第1の電源電位ノードと自己の出
力ノードとの間に自己の第1のトランジスタと直列に接
続され、参照電流生成手段の参照用トランジスタとカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタとを有し、最終
段のインバータ手段の出力ノードからクロック信号を出
力する。
【0064】この発明の請求項17に係る半導体記憶装
置は、メモリセルアレイ、リフレッシュ手段、発振回路
を備える。メモリセルアレイは、リフレッシュ動作が必
要なメモリセルを複数有する。リフレッシュ手段は、ク
ロック信号に応答して、メモリセルアレイのメモリセル
のリフレッシュ動作を行なう。発振回路は、参照電流生
成手段と、発振手段とを有し、この発振手段からのクロ
ック信号をリフレッシュ手段へのクロック信号とする。
参照電流生成手段は、動作温度に基づいて変化する参照
電流が流されるPチャネルMOSトランジスタからなる
第1の参照用トランジスタおよび動作温度に基づいて変
化する参照電流が流されるNチャネルMOSトランジス
タからなる第2の参照用トランジスタとを有する。発振
手段は、リング状に接続された奇数からなる複数個のイ
ンバータ手段を有し、各インバータ手段は、入力ノード
と、出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノード
との間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接
続されるPチャネルMOSトランジスタからなる第1の
トランジスタと、出力ノードと第2の電源電位ノードと
の間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続
されるNチャネルMOSトランジスタからなる第2のト
ランジスタとを有し、複数個のインバータ手段の少なく
とも1つのインバータ手段は、さらに、第1の電源電位
ノードと自己の出力ノードとの間に自己のPチャネルト
ランジスタと直列に接続され、参照電流生成手段の第1
の参照用トランジスタとカレントミラー回路を構成する
Pチャネルトランジスタと、自己の出力ノードと第2の
電源電位ノードとの間に自己のNチャネルトランジスタ
と直列に接続され、参照電流生成手段の第2の参照用ト
ランジスタとカレントミラー回路を構成するNチャネル
トランジスタとを有し、最終段のインバータ手段の出力
ノードからクロック信号を出力する。
【0065】この発明の請求項18に係る半導体記憶装
置は、請求項15ないし請求項17のいずれかに係る半
導体記憶装置における参照電流生成手段が、動作温度に
基づいて変化する出力電位を出力する電位生成手段と、
この電位生成手段からの出力電位を受け、受けた出力電
位に基づいて変化する電流を生成する電圧電流変換手段
とを有し、この電圧電流変換手段の電流に基づいて参照
用トランジスタの参照電流が流されるものである。
【0066】この発明の請求項19に係る半導体記憶装
置は、請求項14または請求項18に係る半導体記憶装
置における電位生成手段が、出力電位を出力するノード
と第1の電源電位ノードとの間に接続される正の温度係
数を有する抵抗手段を有するものである。
【0067】この発明の請求項20に係る半導体記憶装
置は、請求項19に係る半導体記憶装置における抵抗手
段が、正の温度係数を有する複数の抵抗素子と、これら
複数の抵抗素子に対応して設けられ、それぞれが対応し
た抵抗素子を活性化または非活性化するための複数のプ
ログラム素子とを有するものである。
【0068】この発明の請求項21に係る半導体記憶装
置は、請求項15ないし請求項17のいずれかに係る半
導体記憶装置において、メモリセルアレイにおける各メ
モリセルが、1つのトランジスタ素子と1つのキャパシ
タ素子とを有し、参照電流生成手段が、メモリセルのキ
ャパシタ素子と同じ形状および同じ大きさからなり、一
方の電極がメモリセルのキャパシタ素子の一方の電極に
接続された参照用キャパシタ素子と、この参照用キャパ
シタ素子の他方電極と第1の電源電位ノードとの間に接
続され、参照用キャパシタ素子の他方の電極に電流を供
給するためのトランジスタを有し、このトランジスタに
流れる電流に基づいて参照用トランジスタの参照電流が
流されるものである。
【0069】この発明の請求項22に係る半導体記憶装
置は、請求項15ないし請求項17のいずれかに係る半
導体記憶装置において、メモリセルアレイにおける各メ
モリセルが、1つのトランジスタ素子と1つのキャパシ
タ素子とを有し、参照電流生成手段が、メモリセルのト
ランジスタ素子を形成しているPN接合と同じ形状およ
び同じ大きさのPN接合をもったダイオード素子と、こ
のダイオード素子の他方の電極と第1の電源電位ノード
との間に接続され、ダイオード素子の他方の電極に電流
を供給するためのトランジスタを有し、このトランジス
タに流れる電流に基づいて参照用トランジスタの参照電
流が流されるものである。
【0070】この発明の請求項23に係る半導体記憶装
置は、請求項14ないし請求項22のいずれかに係る半
導体記憶装置が、発振手段のクロック信号を受け、この
クロック信号を波形整形する波形整形回路をさらに備え
る。
【0071】この発明の請求項24に係る半導体記憶装
置は、請求項23に係る半導体記憶装置における波形整
形回路が、第1の波形整形用インバータ手段と、第2の
波形整形用インバータ手段とを備える。第1の波形整形
用インバータ手段は、発振手段のクロック信号を受ける
入力ノードと、出力ノードと、第1の電源電位ノードと
出力ノードとの間に直列に接続された2つのPチャネル
トランジスタと、出力ノードと第2の電源電位ノードと
の間に接続された2つのNチャネルトランジスタとを有
し、2つのPチャネルトランジスタの一方のPチャネル
トランジスタのゲート電極は入力ノードに接続され、2
つのPチャネルトランジスタの他方のPチャネルトラン
ジスタのゲート電極は発振手段を構成する途中の段のイ
ンバータ手段の出力ノードに接続され、2つのNチャネ
ルトランジスタの一方のNチャネルトランジスタのゲー
ト電極は入力ノードに接続され、2つのNチャネルトラ
ンジスタの他方のNチャネルトランジスタのゲート電極
は発振手段を構成する途中の段のインバータ手段の出力
ノードに接続される。
【0072】第2の波形整形用インバータ手段は、この
第1の波形整形用インバータ手段の出力ノードに接続さ
れる入力ノードと、波形整形されたクロック信号を出力
する出力ノードと、第1の電源電位ノードと出力ノード
との間に直列に接続された2つのPチャネルトランジス
タと、出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に接続
された2つのNチャネルトランジスタとを有し、2つの
Pチャネルトランジスタの一方のPチャネルトランジス
タのゲート電極は入力ノードに接続され、2つのPチャ
ネルトランジスタの他方のPチャネルトランジスタのゲ
ート電極は第1の波形整形用インバータ手段が接続され
る発振手段のインバータ手段の前段のインバータ手段の
出力ノードに接続され、2つのNチャネルトランジスタ
の一方のNチャネルトランジスタのゲート電極は入力ノ
ードに接続され、2つのNチャネルトランジスタの他方
のNチャネルトランジスタのゲート電極は第1の波形整
形用インバータ手段が接続される発振手段のインバータ
手段の前段のインバータ手段の出力ノードに接続され
る。
【0073】この発明の請求項25に係る半導体記憶装
置は、請求項14ないし請求項23のいずれかに係る半
導体記憶装置における発振回路が、セルフリフレッシュ
信号を受け、このセルフリフレッシュ信号がセルフリフ
レッシュの実行を示すとき、クロック信号を出力し、セ
ルフリフレッシュ信号がセルフリフレッシュの実行を示
さないとき、クロック信号の出力を停止するものであ
る。
【0074】
【作用】この発明の請求項1に係る発振回路において
は、参照電流生成手段が動作温度に基づいて変化する参
照電流を生成し、発振手段がこの参照電流に基づいて制
御されるため、動作温度が上昇するにつれてクロック信
号の周期が短くなる。
【0075】この発明の請求項2に係る発振回路におい
ては、電位生成手段が動作温度に基づいて変化する出力
電位を出力し、電圧電流変換手段がこの出力電位に基づ
いて変化する参照電流を生成し、さらに発振手段を構成
する少なくとも1つのインバータ手段における充電電流
または放電電流の少なくとも一方がこの参照電流に基づ
いて流れるため、動作温度が上昇するにつれてクロック
信号の周期が短くなる。
【0076】この発明の請求項3に係る発振回路におい
ては、参照電流生成手段における参照用トランジスタに
流れる参照電流が動作温度に基づいて変化し、発振手段
のインバータにおける第2のトランジスタと直列に接続
されたトランジスタにこの参照電流に応答して電流が流
れるため、動作温度が上昇するにつれてクロック信号の
周期が短くなる。
【0077】この発明の請求項4に係る発振回路におい
ては、参照電流生成手段における参照用トランジスタに
流れる参照電流が動作温度に基づいて変化し、発振手段
のインバータにおける第1のトランジスタと直列に接続
されたトランジスタにこの参照電流に応答して電流が流
れるため、動作温度が上昇するにつれてクロック信号の
周期が短くなる。
【0078】この発明の請求項5に係る発振回路におい
ては、参照電流生成手段における第1および第2の参照
用トランジスタに流れる参照電流が動作温度に基づいて
変化し、発振手段のインバータにおける第1のトランジ
スタと直列に接続されたトランジスタにこの第1の参照
用トランジスタに流れる参照電流に応答して電流が流
れ、かつ第2のトランジスタと直列に接続されたトラン
ジスタにこの第2の参照用トランジスタに流れる参照電
流に応答して電流が流れるため、動作温度が上昇するに
つれてクロック信号の周期が短くなる。
【0079】この発明の請求項6に係る発振回路におい
ては、電位生成手段が動作温度に基づいて変化する出力
電位を生成し、電圧電流変換手段がこの出力電位に基づ
いて変化する電流を生成し、この電流に基づいて参照用
トランジスタに参照電流が流されるため、参照用トラン
ジスタに流れる参照電流は動作温度に基づいて変化す
る。
【0080】この発明の請求項7に係る発振回路におい
ては、電位生成手段が正の温度係数を有する抵抗手段を
備えているため、この抵抗手段によって出力電位は動作
温度に基づいて変化する。しかも、この発振回路は正の
温度係数を有する抵抗手段を用いているため、負の温度
係数を有する抵抗手段を用いたものに比べて、より実用
的なものである。
【0081】この発明の請求項8に係る発振回路におい
ては、抵抗手段が複数の抵抗素子と複数のプログラム素
子とを備えているため、それらプログラム素子が活性化
した抵抗素子によって電位生成手段の出力電位が動作温
度に基づいて変化する。この出力電位に基づいて動作温
度が上昇するにつれてクロック信号の周期が短くなる
が、抵抗手段の値を予め選択的に設定できるため、所定
温度におけるクロック信号の周期を予め選択的に設定す
ることができる。
【0082】この発明の請求項9に係る発振回路の参照
電流生成手段においては、キャパシタへ供給される電流
に基づいて参照用トランジスタに参照電流が流されるた
め、動作温度に基づいて変化する参照電流が生成され
る。
【0083】この発明の請求項10に係る発振回路の参
照電流生成手段においては、ダイオード素子へ供給され
る電流に基づいて参照用トランジスタに参照電流が流さ
れるため、動作温度に基づいて変化する参照電流が生成
される。
【0084】この発明の請求項11に係る発振回路にお
いては、波形整形回路が備えられているため、この波形
整形回路によってクロック信号が波形整形される。
【0085】この発明の請求項12に係る発振回路の波
形整形回路においては、第1の波形整形用インバータ手
段におけるPおよびNチャネルトランジスタのゲートに
発振手段を構成する1つの段のインバータ手段の出力ノ
ードが接続され、かつ第2の波形整形用インバータ手段
におけるPおよびNチャネルトランジスタのゲートにそ
の前段のインバータ手段の出力ノードが接続されている
ため、発振手段から出力されるクロック信号の立上がり
および立下がりが急峻にされ、これによりクロック信号
が波形整形される。
【0086】この発明の請求項13に係る半導体記憶装
置においては、請求項1に係る発振回路からのクロック
信号に応答してメモリセルのリフレッシュ動作が行なわ
れるため、メモリセルのデータ保持性能が低い高温にお
いてはリフレッシュ回数が増加し、データ保持性能が高
い低温においてはリフレッシュ回数が減少する。したが
って、どのような動作温度においても常に必要かつ十分
な頻度でリフレッシュ動作が行なわれ、無駄な消費電流
が低減される。
【0087】この発明の請求項14に係る半導体記憶装
置においては、請求項2に係る発振回路からのクロック
信号に応答してメモリセルのリフレッシュ動作が行なわ
れるため、どのような動作温度においても常に必要かつ
十分な頻度でリフレッシュ動作が行なわれ、無駄な消費
電流が低減される。
【0088】この発明の請求項15に係る半導体記憶装
置においては、請求項3に係る発振回路からのクロック
信号に応答してメモリセルのリフレッシュ動作が行なわ
れるため、どのような動作温度においても常に必要かつ
十分な頻度でリフレッシュ動作が行なわれ、無駄な消費
電流が低減される。
【0089】この発明の請求項16に係る半導体記憶装
置においては、請求項4に係る発振回路からのクロック
信号に応答してメモリセルのリフレッシュ動作が行なわ
れるため、どのような動作温度においても常に必要かつ
十分な頻度でリフレッシュ動作が行なわれ、無駄な消費
電流が低減される。
【0090】この発明の請求項17に係る半導体記憶装
置においては、請求項5に係る発振回路からのクロック
信号に応答してメモリセルのリフレッシュ動作が行なわ
れるため、どのような動作温度においても常に必要かつ
十分な頻度でリフレッシュ動作が行なわれ、無駄な消費
電流が低減される。
【0091】この発明の請求項18に係る半導体記憶装
置の参照電流生成手段においては、請求項6に係る発振
回路と同様に、電位生成手段が動作温度に基づいて変化
する出力電位を生成し、電圧電流変換手段がこの出力電
位に基づいて変化する電流を生成し、この電流に基づい
て参照用トランジスタに参照電流が流されるため、参照
用トランジスタに流れる参照電流は動作温度に基づいて
変化する。
【0092】この発明の請求項19に係る半導体記憶装
置の電位生成手段においては、請求項7に係る発振回路
と同様に、電位生成手段が正の温度係数を有する抵抗手
段を備えているため、この抵抗手段によって出力電位は
動作温度に基づいて変化する。しかも、この発振回路は
正の温度係数を有する抵抗手段を用いているため、負の
温度係数を有する抵抗手段を用いたものに比べて、より
実用的なものである。
【0093】この発明の請求項20に係る半導体記憶装
置の抵抗手段においては、請求項8に係る発振回路と同
様に、抵抗手段が複数の抵抗素子と複数のプログラム素
子とを備えているため、それらプログラム素子が活性化
した抵抗素子によって電位生成手段の出力電位が動作温
度に基づいて変化する。この出力電位に基づいて動作温
度が上昇するにつれてクロック信号の周期が短くなる
が、抵抗手段の値を予め選択的に設定できるため、所定
温度におけるクロック信号の周期を予め選択的に設定す
ることができる。
【0094】この発明の請求項21に係る半導体記憶装
置のメモリセルにおいては、1つのトランジスタ素子と
1つのキャパシタ素子とが備えられ、しかも参照電流生
成手段においては、請求項9に係る発振回路と同様に、
キャパシタへ供給される電流に基づいて参照用トランジ
スタに参照電流が流されるため、動作温度に基づいて変
化する参照電流が生成される。したがって、メモリセル
のデータ保持性能に応じてリフレッシュ動作が行なわれ
る。この発明の請求項22に係る半導体記憶装置のメモ
リセルにおいては、1つのトランジスタ素子と1つのキ
ャパシタ素子とが備えられ、しかも参照電流生成手段に
おいては、請求項10に係る発振回路と同様に、ダイオ
ード素子へ供給される電流に基づいて参照用トランジス
タに参照電流が流されるため、動作温度に基づいて変化
する参照電流が生成される。したがって、メモリセルの
データ保持性能に応じてリフレッシュ動作が行なわれ
る。
【0095】この発明の請求項23に係る半導体記憶装
置においては、請求項11に係る発振回路と同様に、波
形整形回路が備えられ、これにより発振手段からのクロ
ック信号が波形整形される。
【0096】この発明の請求項24に係る半導体記憶装
置の波形整形回路においては、請求項12に係る発振回
路と同様に、第1の波形整形用インバータ手段における
PおよびNチャネルトランジスタのゲートに発振手段を
構成する1つの段のインバータ手段の出力ノードが接続
され、かつ第2の波形整形用インバータ手段におけるP
およびNチャネルトランジスタのゲートにその前段のイ
ンバータ手段の出力ノードが接続されているため、発振
手段から出力されるクロック信号の立上がりおよび立下
がりが急峻にされ、これによりクロック信号が波形整形
される。
【0097】この発明の請求項25に係る半導体記憶装
置の発振回路においては、セルフリフレッシュ動作が行
なわれるときだけクロック信号が出力され、セルフリフ
レッシュ動作が行なわれないときはクロック信号の出力
が停止されるため、発振回路における無駄な消費電流が
低減される。
【0098】
【実施例】
[実施例1]図1は、この発明の実施例1によるDRA
Mにおけるリフレッシュ動作を制御するためクロック信
号を生成するための発振回路の構成を示す回路図であ
る。なお、実施例1によるDRAMの全体構成は、図2
1に示される構成と同様である。
【0099】図1を参照して、この発振回路は、リング
発振器20と、電流源22と、抵抗RBと、Pチャネル
MOSトランジスタQP12 と、制御回路24とを備え
る。
【0100】このリング発振器20は7段の相補型MO
SインバータI1〜I7を含み、可変周期のクロック信
号φCPを生成する。インバータI1〜I7は、それぞ
れ、PチャネルMOSトランジスタQP21 〜QP27 およ
びNチャネルMOSトランジスタQN21 〜QN27 を含
む。インバータI1〜I7はさらに、PチャネルMOS
トランジスタQP21 〜QP27 のドレイン電極とインバー
タI1〜I7の出力ノードとの間に接続されたPチャネ
ルMOSトランジスタQP14 〜QP20 と、NチャネルM
OSトランジスタQN21 〜QN27 のドレイン電極とイン
バータI1〜I7の出力ノードとの間に接続されたNチ
ャネルMOSトランジスタQN14 〜QN20 とをそれぞれ
含む。
【0101】PチャネルMOSトランジスタQP21 〜Q
P27 は、インバータI1〜I7の入力ノードがLレベル
のとき導通状態となり、その次の段のインバータI1〜
I7におけるPチャネルMOSトランジスタQP21 〜Q
P27 およびNチャネルMOSトランジスタQN21 〜Q
N27 のゲート電極を充電する。
【0102】NチャネルMOSトランジスタQN21 〜Q
N27 は、インバータI1〜I7の入力ノードがHレベル
のとき導通状態となり、その次の段のインバータI1〜
I7におけるPチャネルMOSトランジスタQP21 〜Q
P27 およびNチャネルMOSトランジスタQN21 〜Q
N27 のゲート電極を放電する。
【0103】制御回路24は、PチャネルMOSトラン
ジスタQP12 のドレイン電極とグランドノードとの間に
接続されたNチャネルMOSトランジスタQN12 と、こ
のNチャネルMOSトランジスタQN12 とカレントミラ
ー回路を構成するNチャネルMOSトランジスタQN13
と、このNチャネルMOSトランジスタQN13 のドレイ
ン電極と電源ノードとの間に接続されたPチャネルMO
SトランジスタQP13とを含む。
【0104】制御回路24におけるPチャネルMOSト
ランジスタQP13 は、リング発振器20におけるPチャ
ネルMOSトランジスタQP14 〜QP20 とともにカレン
トミラー回路を構成する。制御回路24におけるNチャ
ネルMOSトランジスタQN1 2 は、リング発振器20に
おけるNチャネルMOSトランジスタQN14 〜QN20
ともにカレントミラー回路を構成する。
【0105】電流源22は、電源ノードにそのソースが
接続されたPチャネルMOSトランジスタQP10 と、こ
のPチャネルMOSトランジスタQP10 のドレイン電極
とグランドノードとの間に接続され、そのゲート電極が
電源ノードに接続されたNチャネルMOSトランジスタ
N10 と、電源ノードとPチャネルMOSトランジスタ
P10 のゲート電極との間に接続された正の温度係数を
有する抵抗RAと、PチャネルMOSトランジスタQ
P10 のゲート電極と出力ノードNO1との間に接続さ
れ、そのゲート電極がPチャネルMOSトランジスタQ
P10 のドレイン電極およびNチャネルMOSトランジス
タQN10 のドレイン電極が接続されたノードNO5に接
続されたPチャネルMOSトランジスタQP11 とを備え
る。ここで、正の温度係数を有する抵抗RAとしては、
たとえばポリシリコンなどが用いられる。したがって、
この電流源22は動作温度が上昇するにつれて減少する
参照電流i0 を生成する。
【0106】抵抗RBは、比較的小さい正の温度係数ま
たは負の温度係数を有し、電流源22の出力ノードNO
1とグランドノードとの間に接続される。ここで、負の
温度係数を有する抵抗RBとしては、たとえばN+ 拡散
層などが用いられる。この抵抗RBは、電流源22から
供給される参照電流i0 を電圧V1に変換する手段であ
る。
【0107】PチャネルMOSトランジスタQP12 は電
源ノードと制御回路24におけるNチャネルMOSトラ
ンジスタQN12 のドレイン電極との間に接続され、その
ゲート電極が電流源22の出力ノードNO1に接続され
ている。したがって、このPチャネルMOSトランジス
タQP12 は、ノードNO1のところに生成された電位V
1を参照電流i1 に変換する手段である。
【0108】次に、この発振回路の動作について説明す
る。今、PチャネルMOSトランジスタQP10 が非導通
状態であるとすると、NチャネルMOSトランジスタQ
N10 は導通状態なので、ノードNO5の電位はほぼグラ
ンドレベルである。それにより、PチャネルMOSトラ
ンジスタQP11 は導通状態である。このときトランジス
タQP11 に流れる参照電流i0 の値は、抵抗RAおよび
RBの値と、トランジスタQP11 の導通抵抗の値とによ
り決定される。
【0109】その結果、ノードNO4の電位は抵抗RA
の電圧降下によって電源レベルVCCよりも低下するた
め、その電位をゲート電極に受けるPチャネルMOSト
ランジスタQP10 はある導通抵抗をもって導通状態にな
る。そのため、電源ノードからPチャネルMOSトラン
ジスタQP10 およびNチャネルMOSトランジスタQN1
0 を介してグランドノードへ電流が流れ、ノードNO5
の電位がPチャネルMOSトランジスタQP10 およびN
チャネルMOSトランジスタQN10 の導通抵抗の比に基
づいて上昇する。ノードNO5の電位をゲート電極に受
けるPチャネルMOSトランジスタQP11 はそのゲート
電位の上昇に伴ってその導通抵抗が上昇する。ここで、
NチャネルMOSトランジスタQN10 は高抵抗素子とし
て機能し、ノードNO5の電圧レベルが電源レベルVCC
まで上昇するのを防止する。
【0110】ノードNO5の電位の上昇に伴ってPチャ
ネルMOSトランジスタQP11 が非導通状態に近づく
と、ノードNO4の電位が上昇し、ノードNO4の電位
をゲート電極に受けるPチャネルMOSトランジスタQ
P10 が非導通状態になろうとする。それにより、Pチャ
ネルMOSトランジスタQP10 の導通抵抗は上昇し、ノ
ードNO5の電位は僅かに低下する。
【0111】上記のような結果、PチャネルMOSトラ
ンジスタQP10 およびQP11 はともに僅かに導通状態
で、この電流源22は安定状態となる。したがって、抵
抗RA,RBおよびPチャネルMOSトランジスタQ
P11 に流れる参照電流i0 が安定し、ノードNO1の電
位V1も安定する。
【0112】このとき、PチャネルMOSトランジスタ
P10 は僅かに導通状態であるため、電源ノードとPチ
ャネルMOSトランジスタQP10 のゲート電極との間の
電位差は、PチャネルMOSトランジスタQP10 のしき
い値電圧VTH0 となる。それにより、抵抗RAの両端間
の電圧はPチャネルMOSトランジスタQP10 のしきい
値電圧VTH0 となる。したがって、抵抗RAの値をR0
とすると、抵抗RBに流れる参照電流i0 は次の数2で
表わされる。
【0113】
【数2】
【0114】また、抵抗RBの値をR1 とすると、ノー
ドNO1の電位V1は次の数3で表わされる。
【0115】
【数3】
【0116】このノードNO1の電位V1はPチャネル
MOSトランジスタQP12 のゲート電極へ与えられる。
それにより、PチャネルMOSトランジスタQP12 には
常に一定の参照電流i1 が流れる。したがって、Pチャ
ネルMOSトランジスタQP1 3 およびNチャネルMOS
トランジスタQN13 には、それらトランジスタQN12
よびQN13 により構成されるカレントミラー回路によっ
て、トランジスタQN1 2 に流れる参照電流i1 と等しい
値の参照電流i1 が流れる。
【0117】リング発振器20においては、たとえば初
段のインバータI1の入力ノードがLレベルのとき、イ
ンバータI1におけるPチャネルMOSトランジスタQ
P21は導通状態となり、NチャネルMOSトランジスタ
N21 は非導通状態となる。それにより電源ノードから
PチャネルMOSトランジスタQP21 およびQP14 を介
して第2段のインバータI2におけるPチャネルMOS
トランジスタQP22 およびNチャネルMOSトランジス
タQN22 のゲート電極へ電流iC1が流れ、それらゲート
電極がHレベルに充電される。
【0118】このとき、PチャネルMOSトランジスタ
P14 に流れる電流iC1は、PチャネルMOSトランジ
スタQP13 およびQP14 がカレントミラー回路を構成す
るため、そのPチャネルMOSトランジスタQP13 に流
れる参照電流i1 と等しくなる。
【0119】また、初段のインバータI1 の入力ノード
がHレベルのとき、インバータI1におけるPチャネル
MOSトランジスタQP21 は非導通状態となり、Nチャ
ネルMOSトランジスタQN21 は導通状態となる。それ
により、第2段のインバータI2におけるPチャネルM
OSトランジスタQP22 およびNチャネルMOSトラン
ジスタQN22 のゲート電極からNチャネルMOSトラン
ジスタQN14 およびQ N21 を介してグランドノードへ電
流iD1が流れる。
【0120】このとき、NチャネルMOSトランジスタ
N14 に流れる電流iD1は、NチャネルMOSトランジ
スタQP12 およびQP14 がカレントミラー回路を構成す
るため、NチャネルMOSトランジスタQP12 に流れる
参照電流i1 と等しくなる。
【0121】このように、PチャネルMOSトランジス
タQP14 〜QP20 に流れる電流iC1〜iC7は、その次の
段のインバータI1〜I7におけるPチャネルMOSト
ランジスタQP21 〜QP27 およびNチャネルMOSトラ
ンジスタQN21 〜QN27 のゲート電極を充電し、Nチャ
ネルMOSトランジスタQN14 〜QN20 に流れる電流i
D1〜iD7は、その次の段のインバータI1〜I7におけ
るPチャネルMOSトランジスタQP21 〜QP27 および
NチャネルMOSトランジスタQN21 〜QN27のゲート
電極を放電する。
【0122】したがって、それら電流iC1〜iC7,iD1
〜iD7の値によってリング発振器20から出力されるブ
ロック信号φCPの周期が決定される。すなわち、電流i
C1〜iC7,iD1〜iD7の値が大きいほどその充放電速度
は速くなるので、クロック信号φCPの周期は短くなる。
また、電流iC1〜iC7,iD1〜iD7の値が小さいほどそ
の充放電速度は遅くなるので、クロック信号φCPの周期
は長くなる。
【0123】次に、動作温度が変化する場合における動
作を図2のタイミングチャートを参照して説明する。
【0124】抵抗RAは正の温度係数を有するので、動
作温度が上昇するにつれてその抵抗値は大きくなる。そ
れにより、電流源22から供給される参照電流i0 は減
少する。一方、抵抗RBは比較的小さい正の温度係数ま
たは負の温度係数を有するので、動作温度が上昇しても
その抵抗値はあまり大きくならない。したがって、ノー
ドNO1の電位V1は、参照電流i0 が減少するにつれ
て降下する。
【0125】PチャネルMOSトランジスタQP12 の導
通抵抗は、そのゲート電位が一定のとき、温度は上昇す
るにつれて僅かに大きくなるが、そのゲート電極へ与え
られる電位V1がより大きく降下するため、結果的にP
チャネルMOSトランジスタQP12 の導通抵抗は小さく
なる。したがって、PチャネルMOSトランジスタQ
P12 に流れる参照電流i1 は、動作温度が上昇するにつ
れて増加する。
【0126】このNチャネルMOSトランジスタQN12
に流れる参照電流i1 と等しい参照電流i1 が、Nチャ
ネルMOSトランジスタQN12 およびQN13 により構成
されるカレントミラー回路によって、PチャネルMOS
トランジスタQP13 およびNチャネルMOSトランジス
タQN13 に流れる。
【0127】したがって、たとえば初段のインバータI
1の入力ノードがLレベルのとき、PチャネルMOSト
ランジスタQP21 が導通状態となり、このPチャネルM
OSトランジスタQP13 に流れる参照電流i1 と等しい
電流iC1が、PチャネルMOSトランジスタQP13 およ
びQP14 により構成されるカレントミラー回路によっ
て、PチャネルMOSトランジスタQP14 に流れる。こ
のときPチャネルMOSトランジスタQP14 に流れる電
流iC1は、常温のときに流れるものよりも大きいため、
その次の段のインバータI2におけるPチャネルMOS
トランジスタQP2 2 およびNチャネルMOSトランジス
タQN22 のゲート電極は急速に充電される。
【0128】また、初段のインバータI1の入力ノード
がHレベルのとき、NチャネルMOSトランジスタQ
N21 が導通状態となり、制御回路24におけるNチャネ
ルMOSトランジスタQN12 に流れる参照電流i1 と等
しい電流iD1が、NチャネルMOSトランジスタQN12
およびQN14 により構成されるカレントミラー回路によ
って、そのNチャネルMOSトランジスタQN14 に流れ
る。このときNチャネルMOSトランジスタQN14 に流
れる電流iD1は、常温のときに流れるものよりも大きい
ため、その次の段のインバータI2におけるPチャネル
MOSトランジスタQP22 およびNチャネルMOSトラ
ンジスタQN22 のゲート電極は急速に放電される。
【0129】したがって、インバータI1〜I7内に流
れる電流iC1〜iC7,iD1〜iD7は、動作温度が上昇す
るにつれて増加する。それにより各インバータI1〜I
7を構成するトランジスタQP21 〜QP27 およびQN21
〜QN27 のゲート電極は急速に充放電されるので、リン
グ発振器20の発振周期が短くなる。すなわち、リング
発振器20によって生成されるクロック信号φCPの周期
は、動作温度が上昇するにつれて短くなる。
【0130】このクロック信号φCPに応答してリフレッ
シュ動作が行なわれるので、動作温度が上昇するにつれ
てリフレッシュ周期は連続的に短くなる。したがって、
動作温度が上昇するにつれてメモリセルのデータ保持時
間は短くなるが、単位時間当たりのリフレッシュ回数が
増加するため、メモリセルには常に正確なデータが保持
される。
【0131】逆に、動作温度が下降するにつれてリング
発振器20から出力されるクロック信号φCPの周期は長
くなるので、動作温度が下降するにつれてリフレッシュ
周期は連続的に長くなる。したがって、動作温度が下降
するにつれてメモリセルのデータ保持時間は長くなる
が、このとき必要以上にリフレッシュ動作が行なわれな
いので、無駄な消費電流が低減される。
【0132】すなわち、上記のような発振回路を備えた
DRAMにおいては、どのような動作温度においても必
要かつ十分な回数でリフレッシュが行なわれるので、消
費電流は低減される。
【0133】また、他の局面から見れば、各インバータ
I1〜I7に流れる電流iC1〜iC7,iD1〜iD7は、P
チャネルMOSトランジスタQP14 〜QP20 およびNチ
ャネルMOSトランジスタQN14 〜QN20 によって制限
されている。したがって、PチャネルMOSトランジス
タQP21 〜QP27 およびNチャネルMOSトランジスタ
N21 〜QN27 のゲート長を長くすることなく、このリ
ング発振器20の消費電流を低減することができる。
【0134】たとえば、常温における参照電流i1 を1
μA程度にすれば、たとえ各トランジスタQP21 〜Q
P27 およびQN21 〜QN27 のゲート容量を0.01pF
程度にしても、このクロック信号φCPの周期を数μsに
設定することができる。このときの充放電電流iは、次
の数4で表わされる。
【0135】
【数4】
【0136】この充放電電流iに加えて、トランジスタ
N12 と、トランジスタQP13 ,Q N13 にそれぞれ1μ
A程度が流れるので、このリング発振器全体の消費電流
は2.2μAとなり、従来例よりも小さくなる。
【0137】以上のように、この実施例1によれば、動
作温度が上昇するにつれてリフレッシュ周期が連続的に
短くなるので、常に必要かつ十分な回数で単位時間にリ
フレッシュが行なわれ、無駄な消費電流が低減される。
【0138】また、正の温度係数を有する抵抗RAが用
いられているので、非常に実用的である。また、正の温
度係数を有する抵抗は自然界に数多く存在するので、製
造されたDRAMの特性に応じて常に最適の周期でリフ
レッシュ動作が行なわれるように設定することができ
る。さらに、十分に大きな負の温度係数を有する物質は
ほとんど存在しないが、十分に大きな正の温度係数を有
する物質は数多く存在するので、動作温度の変動に応答
してリフレッシュ周期を十分に変化させることは容易に
できる。
【0139】この実施例1において、電流源22と、抵
抗RBと、PチャネルMOSトランジスタQP12 と、制
御回路24とは、参照電流生成手段を構成する。また、
リング発振器20は発振手段を構成する。電流源22
と、抵抗RBとは、電位生成手段を構成する。また、P
チャネルMOSトランジスタQP12 は電圧電流変換手段
を構成する。制御回路24におけるPチャネルMOSト
ランジスタQP13 およびNチャネルMOSトランジスタ
N12 は、それぞれ参照電流生成手段における参照用ト
ランジスタを構成する。
【0140】[実施例2]図3はこの発明の実施例2を
示す回路図であり、同図(a)は図1に示した抵抗RA
の改良を示し、同図(b)は図1に示した抵抗RBの改
良を示す。
【0141】上記実施例1によれば、動作温度が上昇す
るにつれてリフレッシュ周期を短くすることができる
が、そのDRAMを構成する素子のすべては半導体基板
上に形成されるため、製造工程において必ずばらつきが
生じる。また、メモリセルのデータ保持性能、抵抗およ
びトランジスタの温度依存性などについては、実際に半
導体基板上に素子を形成しなければ正確に把握すること
はできない。そのため、予め抵抗RAおよびRBの値と
して最適のものを予測することは非常に困難である。
【0142】そこで、複数の素子を冗長に半導体基板上
に形成しておき、製造されたDRAMの特性に応じてそ
れら素子のいずれかを活性化したり、非活性化したりす
ることは非常に有効な手法である。
【0143】図3(a)を参照して、抵抗RAは、抵抗
RA0 〜RAN およびN個のヒューズFを含む。抵抗R
0 〜RAN は直列に接続される。各ヒューズFは抵抗
RA 1 〜RAN とそれぞれ並列に接続される。
【0144】したがって、すべてのヒューズFが切断さ
れない状態では、抵抗RA1 〜RA N はそれぞれ短絡さ
れているので、この抵抗RAは全体として抵抗RA0
値を有する。また、いずれかのヒューズFを切断するこ
とによって、抵抗RAの値を選択的に大きくすることが
できる。
【0145】図3(b)を参照して、抵抗RBは、抵抗
RB0 〜RBN およびN個のヒューズFを含む。この抵
抗RBの構成も、上記図3(a)に示した抵抗RAと同
様である。
【0146】この実施例2によれば、予め冗長に抵抗R
1 〜RAN およびRB1 〜RBNを形成しておき、そ
れらと並列に接続されたヒューズFを適宜切断すること
によって、それら抵抗RAおよびRBの値を選択的に変
えることができる。そのため、製造されたDRAMの特
性に応じて最適の周期でリフレッシュ動作を実行するこ
とができる。この実施例2において、ヒューズFはプロ
グラム素子を構成する。 [実施例3]図4はこの発明の実施例3を示す回路図で
あり、同図(a)は図1に示した抵抗RAの他の例を示
し、同図(b)は図1に示した抵抗RBの他の例を示
す。
【0147】図4(a)を参照して、この抵抗RAは、
抵抗RA0 〜RAN およびヒューズFを含む。各ヒュー
ズFは抵抗RA0 〜RAN にそれぞれ直列に接続され
る。各抵抗RA0 〜RAN と各ヒューズFの直列体は互
いに並列に接続される。
【0148】したがって、すべてのヒューズFを切断し
ない状態では、この抵抗RAの値はそれら抵抗RA0
RAN を並列に構成した値となる。また、いずれかのヒ
ューズFを適宜切断することによって抵抗RAの値を選
択的に大きくすることができる。
【0149】図4(b)を参照して、この抵抗RBは、
抵抗RB0 〜RBN およびヒューズFを含む。この抵抗
RBの構成も、上記図4(a)に示した抵抗RAと同様
である。
【0150】このように、冗長に形成される抵抗RA0
〜RAN およびRB0 〜RBN は直列に接続されても、
並列に接続されてもよい。この実施例3において、プロ
グラム素子を構成する。
【0151】[実施例4]図5はこの発明の実施例4を
示す回路図であり、同図(a)は図1に示した抵抗RA
のさらに他の例を示し、同図(b)は図1に示したRB
のさらに他の例を示す。
【0152】図5(a)を参照して、この抵抗RAは、
所定の温度係数を有する抵抗RA0〜RAN と、それら
と異なる所定の温度係数を有する抵抗RB0 〜RB
N と、2(N+1)個のヒューズFとを含む。抵抗RA
0 〜RAN およびRB0 〜RBNはすべて直列に接続さ
れる。ヒューズFは抵抗RA0 〜RAN およびRB0
RBN とそれぞれ並列に接続される。
【0153】また図5(b)を参照して、この抵抗RB
は、所定の温度係数を有する抵抗RA0 〜RAN と、そ
れらと異なる所定の温度係数を有する抵抗RB0 〜RB
N と、2(N+1)個のヒューズFとを含む。抵抗RA
0 〜RAN およびRB0 〜RBN はすべて直列に接続さ
れる。ヒューズFは抵抗RA0 〜RAN およびRB0
RBN とそれぞれ並列に接続される。
【0154】この実施例4によれば、抵抗RAおよびR
Bが異なる温度係数を有する抵抗を含むので、抵抗値を
最適に設定できるだけでなく、それら抵抗RAおよびR
Bが有する温度特性を最適に設定することもできる。そ
のため、上記実施例2および3よりもさらに的確に、製
造されたDRAMの特性に応じてリフレッシュ動作を実
行することができる。
【0155】この実施例4から明らかなように、抵抗R
0 〜RAN はすべて同一でもよいが、すべて異なって
いてもよい。抵抗RB0 〜RBN も同様である。この実
施例4において、ヒューズFはプログラム素子を構成す
る。
【0156】[実施例5]図6はこの発明の実施例5を
示すものであり、図1に示した実施例1におけるトラン
ジスタQP12 を変更したものである。図6を参照して、
電流電圧変換手段であるPチャネルMOSトランジスタ
P12 は、PチャネルMOSトランジスタQP120〜Q
P12nおよびヒューズFを含む。ヒューズFはトランジス
タQP120〜Q P12nとそれぞれ直列に接続される。トラン
ジスタQP120〜QP12nおよびヒューズFは互いに並列に
接続される。
【0157】この実施例5によれば、いずれかのヒュー
ズFを適宜切断することによって、トランジスタQP12
の導通抵抗を選択的に大きくすることができる。すなわ
ち、トランジスタQP12 のサイズを選択的に設定するこ
とができる。そのため、製造されたDRAMの特性に応
じて最適な周期でリフレッシュ動作を実行することがで
きる。この実施例5において、ヒューズFはプログラム
素子を構成する。 [実施例6]図7はこの発明の実施例6を示すものであ
り、図1に示した実施例1におけるトランジスタQP12
を変更したものである。図7を参照して、電圧電流変換
手段であるPチャネルMOSトランジスタQP12 は、P
チャネルMOSトランジスタQP120〜QP12nおよびヒュ
ーズFを含む。トランジスタQP120〜QP12nはすべて直
列に接続される。ヒューズFはトランジスタQP120〜Q
P12nとそれぞれ並列に接続される。
【0158】この実施例6によれば、いずれかのヒュー
ズFを適宜切断することによってトランジスタQP12
導通抵抗を選択的に大きくすることができる。すなわ
ち、トランジスタQP12 のサイズを選択的に設定するこ
とができる。そのため、製造されたDRAMの特性に応
じて最適な周期でリフレッシュ動作を実行することがで
きる。この実施例6において、ヒューズFはプログラム
素子を構成する。
【0159】[実施例7]図8は、この発明の実施例7
によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回路図で
ある。なお、この実施例7によるDRAMの全体構成
は、図22に示される構成と同様である。
【0160】図8を参照して、この発振回路は、リング
発振器20と、電流源22と、抵抗RBと、Pチャネル
MOSトランジスタQP12 と、制御回路25とを備え
る。この実施例7による発振回路が上記実施例1による
発振回路と異なるところは、リング発振器20Aおよび
制御回路25である。
【0161】リング発振器20Aは、リング状に接続さ
れた7つのインバータI1〜I7を備え、各インバータ
I1〜I7は、PチャネルMOSトランジスタQP21
P2 7 およびNチャネルMOSトランジスタQN21 〜Q
N27 を備える。
【0162】各インバータI1〜I7はさらに、その出
力ノードとNチャネルMOSトランジスタQN21 〜Q
N27 のドレイン電極との間に接続されたNチャネルMO
SトランジスタQN14 〜QN20 を備える。この実施例7
における各インバータI1〜I7は、その出力ノードと
PチャネルMOSトランジスタQP21 〜QP27 のドレイ
ン電極との間にPチャネルMOSトランジスタを備えて
いない。
【0163】制御回路25は、PチャネルMOSトラン
ジスタQP12 のドレイン電極とグランドノードとの間に
接続され、ダイオード接続されたNチャネルMOSトラ
ンジスタQN12 を備える。このトランジスタQN12 のゲ
ート電極は、インバータI1〜I7におけるNチャネル
MOSトランジスタQN14 〜QN20 のすべてのゲート電
極に接続される。
【0164】この実施例7においては、たとえば初段の
インバータI1の入力ノードがLレベルのとき、Pチャ
ネルMOSトランジスタQP21 が導通状態になり、Nチ
ャネルMOSトランジスタQN21 が非導通状態になる。
それにより、電源ノードからトランジスタQP21 を介し
て第2段のインバータI2におけるPおよびNチャネル
MOSトランジスタQP22 およびQN22 のゲート電極へ
充電電流iC1が流れる。
【0165】一方、初段のインバータI1の入力ノード
がHレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 が非導通状態になり、NチャネルMOSトランジス
タQN2 1 が導通状態になる。それにより、第2段のイン
バータI2におけるPおよびNチャネルMOSトランジ
スタQP22 およびQN22 のゲート電極から2つのトラン
ジスタQN14 およびQN21 を介してグランドノードへ放
電電流iD1が流れる。
【0166】制御回路25におけるNチャネルMOSト
ランジスタQN12 およびインバータI1〜I7における
NチャネルMOSトランジスタQN14 〜QN20 はカレン
トミラー回路を構成するため、それらの放電電流iD1
D7はNチャネルMOSトランジスタQN12 に流れる参
照電流i1 に等しくなる。この参照電流i1 は動作温度
が上昇するにつれて増加するため、それらの放電電流i
D1〜iD7も動作温度が上昇するにつれて増加する。した
がって、このリング発振器20Aにおいては、放電速度
が速くなるため、そのクロック信号φCPの周期は動作温
度が上昇するにつれて短くなる。
【0167】上記実施例1による発振回路に比べて、こ
の実施例7による発振回路によって生成されるクロック
信号φCPの周期は短い。なぜならば、次の段のインバー
タI1〜I7を構成するPおよびNチャネルMOSトラ
ンジスタQP21 〜QP27 およびQN21 〜QN27 のゲート
電極への充電電流iC1〜iC7が制限されないからであ
る。
【0168】しかしながら、参照電流i1 が流れる経路
は1つだけであるので、消費電流は低減される。たとえ
ば電流源22から供給される参照電流i0 を1μA程度
に設定すると、消費される参照電流i1 は上記実施例1
におけるそれの半分の1μAとなる。
【0169】このように、各インバータI1〜I7にお
けるNチャネルMOSトランジスタQN21 〜QN27 側だ
けにその放電電流を制限するNチャネルMOSトランジ
スタQN14 〜QN20 が、接続されていてもよい。
【0170】この実施例7において、電流源22、抵抗
RB、PチャネルMOSトランジスタQP12 および制御
回路25は、参照電流生成手段を構成する。また、リン
グ発振器20Aは発振手段を構成する。また、電流源2
2および抵抗RBは、電位生成手段を構成する。また、
PチャネルMOSトランジスタQP12 は、電圧電流変換
手段を構成する。また、制御回路25におけるNチャネ
ルMOSトランジスタQN12 は、参照電流生成手段にお
ける参照用トランジスタを構成する。
【0171】[実施例8]図9は、この発明の実施例8
によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回路図で
ある。なお、この実施例8によるDRAMの全体構成
は、図22に示される構成と同様である。
【0172】図9を参照して、この発振回路は、リング
発振器20と、電流源22と、抵抗RBと、Pチャネル
MOSトランジスタQP12 と、制御回路27とを備え
る。この実施例8による発振回路が上記実施例1による
発振回路と異なるところは、リング発振器20Bであ
る。
【0173】このリング発振器20Bは、リング状に接
続された7つのインバータI1〜I7を備え、各インバ
ータI1〜I7は、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 〜QP27 、およびNチャネルMOSトランジスタQ
N21 〜QN27 を備える。
【0174】各インバータI1〜I7はさらに、その出
力ノードとPチャネルMOSトランジスタQP21 〜Q
P27 のドレイン電極との間に接続されたPチャネルMO
SトランジスタQP14 〜QP20 を備える。これらPチャ
ネルMOSトランジスタQP14〜QP20 は、制御回路2
4におけるPチャネルMOSトランジスタQP13 ととも
にカレントミラー回路を構成する。
【0175】このリング発振20Bにおいては、初段の
インバータI1の入力ノードがLレベルのとき、Pチャ
ネルMOSトランジスタQP21 が導通状態になり、Nチ
ャネルMOSトランジスタQN21 が非導通状態になる。
それにより、電源ノードから2つのトランジスタQP21
およびQP14 を介して第2段のインバータI2における
PおよびNチャネルMOSトランジスタQP22 およびQ
N22 のゲート電極へ充電電流iC1が流れる。
【0176】一方、初段のインバータI1の入力ノード
がHレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 が非導通状態になり、NチャネルMOSトランジス
タQN2 1 が導通状態になる。それにより、第2段のイン
バータI2におけるPおよびNチャネルMOSトランジ
スタQP22 およびQN22 のゲート電極からトランジスタ
N21 を介してグランドノードへ放電電流iD1が流れ
る。
【0177】PチャネルMOSトランジスタQP13 およ
びQP14 がカレントミラー回路を構成するため、上記充
電電流iC1はそのトランジスタQP13 に流れる参照電流
1に等しくなる。さらに、NチャネルMOSトランジ
スタQN12 およびQN13 がカレントミラー回路を構成す
るため、上記参照電流i1 はそのトランジスタQN12
流れる参照電流i1 に等しくなる。
【0178】このNチャネルMOSトランジスタQN12
に流れる参照電流i1 は動作温度が上昇するにつれて増
加するため、充電電流iC1も動作温度が上昇するにつれ
て増加する。そのため、リング発振器20Bにおける充
電速度が速くなり、そのクロック信号φCPの周期が短く
なる。
【0179】上記実施例1による発振回路に比べて、こ
の実施例8による発振回路によって生成されるクロック
信号φCPの周期は短い。なぜならば、次段のインバータ
I1〜I7を構成するPおよびNチャネルMOSトラン
ジスタQP21 〜QP27 およびQN21 〜QN27 のゲート電
極からの放電電流iD1〜iD7が制限されないからであ
る。
【0180】このように、各インバータI1〜I7にお
けるPチャネルMOSトランジスタQP21 〜QP27 側だ
けにその充電電流iC1〜iC7を制限するためのPチャネ
ルMOSトランジスタQP14 〜QP20 が接続されていて
もよい。
【0181】この実施例8において、電流源22、抵抗
RB、PチャネルMOSトランジスタQP12 および制御
回路24は、参照電流生成手段を構成する。また、リン
グ発振器20Bは発振手段を構成する。また、電流源2
2および抵抗RBは、電位生成手段を構成する。また、
PチャネルMOSトランジスタQP12 は電圧電流変換手
段を構成する。また、制御回路24におけるPチャネル
MOSトランジスタQ P13 は、参照電流生成手段におけ
る参照用トランジスタを構成する。
【0182】[実施例9]図10は、この発明の実施例
9によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回路図
である。なお、この実施例9によるDRAMの全体構成
も、図22に示される構成と同様である。
【0183】図10を参照して、この発振回路は、リン
グ発振器20と、電流源22と、抵抗RBと、Pチャネ
ルMOSトランジスタQP12 と、制御回路29とを備え
る。この実施例9による発振回路が上記実施例1による
発振回路と異なるところは、リング発振器20Cであ
る。
【0184】このリング発振器20Cは、リング状に接
続された7つのインバータI1〜I7を備え、各インバ
ータI1〜I7は、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 〜QP27 、およびNチャネルMOSトランジスタQ
N21 〜QN27 を備える。
【0185】最終段のインバータI7を除く各インバー
タI1〜I6はさらに、その出力ノードとPチャネルM
OSトランジスタQP21 〜QP26 のドレイン電極との間
に接続されたPチャネルMOSトランジスタQP14 と、
その出力ノードとNチャネルMOSトランジスタQN21
〜QN26 のドレイン電極との間に接続されたNチャネル
MOSトランジスタQN14 〜QN19 とを備える。
【0186】すなわち、上記実施例1と異なり、このリ
ング発振器20Cにおける最終段のインバータI7は、
充放電電流iC7,iD7を制限するためのトランジスタを
備えていない。
【0187】そのため、次段の分周器16を駆動するた
めの電流は、電源ノードからPチャネルMOSトランジ
スタQP27 だけを介してその出力ノードに流れ、あるい
はその出力ノードからNチャネルMOSトランジスタQ
N27 だけを介してグランドノードへ流れるので、このリ
ング発振器20Cの出力インピーダンスが低くなる。し
たがって、次段の分周器16を十分に駆動することがで
きる。
【0188】なお、終段のインバータI7における充放
電速度だけが速くなるが、7つのインバータI1〜I7
のうち6つのインバータI1〜I6が充放電電流を制限
するためのトランジスタQP14 〜QP19 ,QN14 〜Q
N19 を備えているため、このリング発振器20Cによっ
て生成されるクロック信号φCPの周期は上記実施例1と
ほとんど変わらない。この実施例9において、リング発
振器20Cは発振手段を構成する。
【0189】[実施例10]図11は、この発明の実施
例10によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回
路図である。なお、この実施例10によるDRAMの全
体構成も、図22に示される構成と同様である。
【0190】図11を参照して、この発振回路は、リン
グ発振器20と、定電流源31と、抵抗RAと、Pチャ
ネルMOSトランジスタQP12 と、制御回路24とを備
える。リング発振器20、PチャネルMOSトランジス
タQP12 および制御回路24は、上記実施例1における
それらと同一である。
【0191】定電流源31は、実施例1における電流源
22と同様に、PチャネルMOSトランジスタQP10
よびQP11 と、NチャネルMOSトランジスタQN10
を備える。定電流源31はさらに、電源ノードとPチャ
ネルMOSトランジスタQP1 0 のゲート電極との間に接
続された抵抗RBと、PチャネルMOSトランジスタQ
P11 のドレイン電極とグランドノードとの間に接続さ
れ、ダイオード接続されたNチャネルMOSトランジス
タQN11 と、その出力ノードNO1とグランドノードと
の間に接続され、そのゲート電極がNチャネルMOSト
ランジスタQN11のゲート電極に接続されたNチャネル
MOSトランジスタQN30 とを備える。
【0192】抵抗RBは、たとえばN+ 拡散層などから
なり、非常に小さい負の温度係数か、あるいはほぼゼロ
の温度係数を有する。したがって、抵抗RBの値は動作
温度が上昇するにつれてわずかに小さくなるか、あるい
はほとんど変化しない。
【0193】一方、PチャネルMOSトランジスタQ
P10 のしきい値電圧VTH0 の絶対値は、動作温度が上昇
するにつれて小さくなる。
【0194】上記実施例1の場合と同様に、抵抗RBに
はPチャネルMOSトランジスタQ P10 のしきい値電圧
が印加されているが、動作温度が上昇しても抵抗RBに
流れる電流i0 の値はほとんど変化しないか、あるいは
わずかに小さくなる程度である。
【0195】この電流i0 と等しい値の電位i0 が、カ
レントミラー回路を構成するNチャネルMOSトランジ
スタQN11 およびQN30 によって抵抗RAに流れる。し
たがって、この定電流源31は抵抗RAに一定電流i0
を供給する。抵抗RAは正の温度係数を有するため、そ
の値は動作温度が上昇するにつれて大きくなる。また、
この抵抗RAの一方のノードには電源レベルVCCが与え
られている。
【0196】この発振回路によれば、動作温度が上昇す
るにつれて抵抗RAの値が大きくなり、抵抗RAに流れ
る電流i0 はほぼ一定であるので抵抗RAによる電圧降
下が大きくなる。これによりPチャネルMOSトランジ
スタQP12 のゲート電極にはより低い電圧レベルが与え
られるので、PチャネルMOSトランジスタQP12 の導
通抵抗が小さくなり、このトランジスタQP12 にはより
大きな参照電流i1 が流れる。
【0197】したがって、上記実施例1と同様に、この
参照電流i1 と等しい値の電流が各インバータにおける
PチャネルおよびNチャネルMOSトランジスタに流れ
るので、リング発振器によって生成されるクロック信号
φCPの周期は動作温度が上昇するにつれて短くなる。
【0198】加えて、抵抗RAの一方のノードおよびP
チャネルMOSトランジスタQP12のソースにはともに
電源レベルVCCが与えられているので、電源レベルVCC
が変動しただけではPチャネルMOSトランジスタQ
P12 のソースおよびゲートの間に印加される電圧は変化
しない。そのため、トランジスタQP12 に流れる参照電
流i1 も変化しない。
【0199】したがって、動作温度が一定のときに電源
レベルVCCが変動しても、この発振回路の発振周期はほ
とんど変動しない。そのため、発振周期は動作温度だけ
に追従して変化する。
【0200】この実施例10において、抵抗RAは、電
源レベルVCCを受けるノードを用い、かつ正の温度係数
を有する第3の抵抗手段を構成する。また定電流源31
は、抵抗RAに一定電流i0 を供給する定電流手段を構
成する。また、定電流源31および抵抗RAは、動作温
度が上昇するにつれて降下する電圧レベルを生成する電
圧生成手段を構成する。
【0201】[実施例11]図12は、この発明の実施
例11によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回
路図である。なお、この実施例11によるDRAMの全
体構成も、図22に示される構成と同様である。
【0202】図12を参照して、この発振回路は、リン
グ発振器20と、リークモニタ26と、増幅回路28
と、制御回路24とを備える。リークモニタ26は、キ
ャパシタCP と、ダイオードDと、NチャネルMOSト
ランジスタQN28 とを備える。
【0203】キャパシタCP は、メモリセルアレイ1を
構成するメモリセルのキャパシタと同一構造を有する。
ダイオードDは、メモリセルアレイ1およびリング発振
器20などが形成されたP型の半導体基板と、その半導
体基板上に形成されたN型の拡散領域とからなるPN接
合を有する。このPN接合は、メモリセルのトランスフ
ァゲートにおけるN型のソース/ドレイン領域とP型の
半導体基板とからなるPN接合と同一構造を有する。ま
た、NチャネルMOSトランジスタQN28 は、ビット線
をプリチャージするためのトランジスタと同一構造を有
する。したがって、リークモニタ26は、メモリセルと
同一特性を有する。
【0204】キャパシタCP の一方の電極、ダイオード
Dのカソード電極およびトランジスタQN28 のソース電
極はともにノードNO6に接続される。キャパシタCP
の他方の電極にはセルプレート電圧VCP、一般には1/
2VCCが与えられる。ダイオードDのアノード電極には
基板電圧VBB、一般には負電圧が与えられる。トランジ
スタQN28 のドレイン電極にはビット線をプリチャージ
するためのプリチャージ電圧VBL、一般には1/2VCC
が与えられ、そのゲート電極にはグランドレベルが与え
られる。
【0205】増幅回路28は、PチャネルMOSトラン
ジスタQP28 およびQP29 により構成されるカレントミ
ラー回路を備える。制御回路24およびリング発振器2
0はともに、上記実施例1におけるそれらと同一であ
る。
【0206】次に、この実施例11の動作について説明
する。リークモニタ26へ流れ込む参照電流i2 は、上
述した正規のメモリセルと同様に、動作温度が上昇する
につれてリーク電流などが増加するため、動作温度が上
昇するにつれて増加する。リークモニタ26はメモリセ
ルアレイ1における正規のメモリセルと同一構造を有す
るので、その正規のメモリセルにおけるリーク電流と等
しい値の参照電流i2 が流れる。
【0207】増幅回路28を構成するトランジスタQ
P29 のサイズはトランジスタQP28 のサイズの、たとえ
ば10倍にされているので、リークモニタ26へ流れ込
む参照電流i2 の10倍の参照電流i3 が制御回路24
へ流れ込む。それにより、増幅回路28から供給された
参照電流i3 と等しい値の参照電流i3 が制御回路24
によってリング発振器20内に流れる。
【0208】たとえば初段のインバータI1の入力ノー
ドがLレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 は導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタ
N2 1 は非導通状態になる。それにより、電源ノードか
ら2つのPチャネルMOSトランジスタQP21 およびQ
P14 を介して第2段のインバータI2におけるPおよび
NチャネルMOSトランジスタQP22 およびQN22 のゲ
ート電極へ充電電流i C1が流れる。この充電電流iC1
上記参照電流i3 と等しい。
【0209】一方、初段のインバータI1の入力ノード
がHレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタQ
P21 は非導通状態になり、NチャネルMOSトランジス
タQN2 1 は導通状態になる。それにより、第2段のイン
バータI2におけるPおよびNチャネルMOSトランジ
スタQP22 およびQN22 のゲート電極から2つのNチャ
ネルMOSトランジスタQN14 およびQN21 を介してグ
ランドノードへ放電電流iD1が流れる。この放電電流i
D1は上記参照電流i3 に等しい。
【0210】したがって、動作温度が一定の場合は、リ
ークモニタ26へ流れ込む参照電流i2 も一定であり、
かつリング発振器20を構成する各インバータI1〜I
7内に流れる電流i3 も一定であるので、リング発振器
20によって生成されるクロック信号φCPの周期も一定
となる。そのため、一定の周期でリフレッシュ動作が実
行される。
【0211】一方、動作温度が上昇すると、リークモニ
タ26へ流れ込む参照電流i2 も増加する。これにとも
なって増幅回路28から供給される参照電流i3 も増加
する。それにより、各インバータI1〜I7内に流れる
電流iC1〜iC7,iD1〜iD7も増加する。そのため、リ
ング発振器20によって生成されるクロック信号φCP
周期は短くなる。
【0212】このように、動作温度が上昇するにつれて
クロック信号φCPの周期が短くなるので、常に最適の周
期でリフレッシュ動作が実行される。そのため、無駄な
消費電流は低減される。
【0213】また、この実施例11はリークモニタ26
を利用しているため、リフレッシュ周期はメモリセルア
レイ1のデータ保持性能に応じて直接的に決定される。
そのため、上記実施例1よりもさらに最適の周期でリフ
レッシュを実行することができる。
【0214】この実施例11において、リークモニタ2
6、増幅回路28および制御回路24は、参照電流生成
手段を構成する。また、リング発振器20は発振手段を
構成する。また、制御回路24におけるPチャネルMO
SトランジスタQP13 およびNチャネルMOSトランジ
スタQN12 は、それぞれ参照電流生成手段における参照
用トランジスタを構成する。
【0215】[実施例12]図13は、この発明の実施
例12によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回
路図である。なお、この実施例12によるDRAMの全
体構成も、図22に示される構成と同様である。
【0216】図13を参照して、この発振回路は、リン
グ発振器20と、複数のリークモニタ261〜26n
と、制御回路30とを備える。リークモニタ261〜2
6nの各々は、上記実施例11におけるリークモニタ2
6と同一である。また、リング発振器20も上記実施例
11のものと同一である。
【0217】制御回路30は、カレントミラー回路を構
成する2つのPチャネルMOSトランジスタQP30 およ
びQP31 と、リング発振器20におけるNチャネルMO
SトランジスタQN14 〜QN20 とともにカレントミラー
回路を構成するNチャネルMOSトランジスタQN29
を備える。
【0218】この実施例12によれば、リークモニタ2
61〜26nの各々へ流れ込む電流の総電流i4 が参照
電流としてトランジスタQP30 内に流れる。このトラン
ジスタQP30 内に流れる参照電流i4 と等しい電流iC1
〜iC7が、トランジスタQP3 0 およびQP14 〜QP20
より構成されるカレントミラー回路によって、各インバ
ータI1〜I7内に流れる。一方、このトランジスタQ
P30 内に流れる参照電流i4 と等しい参照電流i4 がト
ランジスタQP30 およびQP31 により構成されるカレン
トミラー回路によってトランジスタQN29 内に流れる。
さらに、このトランジスタQN29 内に流れる参照電流i
4 と等しい電流iD1〜iD7が、トランジスタQN29 およ
びQN14 〜QN20 により構成されるカレントミラー回路
によって、各インバータI1〜I7内に流れる。
【0219】したがって、リークモニタ261〜26n
の各々へ流れ込む電流の総電流i4が一定の場合は、各
インバータI1〜I7に流れる電位iC1〜iC7,iD1
D7も一定であるので、リング発振器20によって生成
されるクロック信号φCPの周期も一定になる。
【0220】一方、たとえば動作温度が上昇すると、リ
ークモニタ261〜26nの各々へ流れ込む電流の総電
流i4 は増加する。したがって、メモリセルにおけるリ
ーク電流が増加するにつれて各インバータI1〜I7内
に流れる電流iC1〜iC7,i D1〜iD7が増加するので、
リング発振器20によって生成されるクロック信号φ CP
の周期は短くなる。
【0221】この実施例12によれば、メモリセルにお
けるリーク電流の量に応答して常に適正な周期でリフレ
ッシュ動作が実行されるので、無駄な消費電流を低減す
ることができる。また、この実施例12は複数のリーク
モニタ261〜26nを利用しているため、上記実施例
11のように増幅回路28を設ける必要は必ずしもな
い。
【0222】一般に正規のメモリセルと同じリーク電流
を生じるリークモニタを設けることは困難で、各リーク
モニタ261〜26nによって生成されるリーク電流に
はばらつきが生じる。しかしながら、この実施例12の
ように、複数のリークモニタ261〜26nを設け、か
つそれらへ流れ込む総電流を参照電流として用いれば、
各リークモニタ261〜26nへ流れ込む電流のばらつ
きは平均化される。そのため、この実施例12は上記実
施例11よりもさらに適正な周期でリフレッシュ動作を
実行することができ、非常に実用的である。
【0223】なお、複数のリークモニタを設け、さらに
それらへ流れ込む総電流を増幅する増幅回路を設けて
も、上記実施例と同様の効果が得られることは言うまで
もない。
【0224】この実施例12において、リークモニタ2
61〜26n、および制御回路30は、参照電流生成手
段を構成する。また、リング発振器20は発振手段を構
成する。また、制御回路30におけるPチャネルMOS
トランジスタQP30 およびNチャネルMOSトランジス
タQN29 は、それぞれ参照電流生成手段における参照用
トランジスタを構成する。
【0225】[実施例13]図14は、この発明の実施
例13を示すものであり、図12に示した実施例11に
おける増幅回路28を変更したものである。
【0226】図14を参照して、この増幅回路32は、
PチャネルMOSトランジスタQP2 8 と、複数のPチャ
ネルMOSトランジスタQP290〜QP29nと、それらと同
数のヒューズFとを備える。ヒューズFはトランジスタ
P290〜QP29nとそれぞれ直列に接続される。トランジ
スタQP290〜QP29nおよびヒューズFは、互いに並列に
接続される。
【0227】この実施例13によれば、いずれかのヒュ
ーズFを適宜切断することによってトランジスタQP29
のサイズを選択的に変えることができる。それにより、
増幅回路32の増幅率を選択的に設定することができ
る。したがって、この実施例13は上記実施例11より
もさらに最適の周期でリフレッシュ動作を実行すること
ができる。この実施例13において、ヒューズFはプロ
グラム素子を構成する。
【0228】[実施例14]図15は、この発明の実施
例14を示すものであり、図12に示した実施例11に
おける増幅回路28を変更したものである。
【0229】図15を参照して、この増幅回路33は、
PチャネルMOSトランジスタQP2 8 と、複数のPチャ
ネルMOSトランジスタQP290〜QP29nと、それらと同
数のヒューズFとを備える。トランジスタQP290〜Q
P29nは、すべて直列に接続される。ヒューズFは、トラ
ンジスタQP290〜QP29nとそれぞれ並列に接続される。
【0230】この実施例14によれば、いずれかのヒュ
ーズFを適宜切断することによってトランジスタQP29
のサイズを選択的に変えることができる。それにより、
増幅回路33の増幅率を選択的に設定することができる
など、上記実施例13と同様の効果が得られる。この実
施例14において、ヒューズFはプログラム素子を構成
する。
【0231】[実施例15]図16は、この発明の実施
例15を示すものであり、図13に示した実施例12に
おけるリークモニタを変更したものである。
【0232】図16を参照して、この実施例15は、複
数のリークモニタ261〜26nと、それらと同数のヒ
ューズFとを備える。ヒューズFはリークモニタ261
〜26nとそれぞれ直列に接続される。
【0233】この実施例15によれば、いずれかのヒュ
ーズFを適宜切断することによってリークモニタへ流れ
込む電流の総電流i4 の値を選択的に変えることができ
るので、リング発振器20の発振周期を選択的に変える
ことができる。そのため、この実施例15は上記実施例
12よりもさらに最適の周期でリフレッシュ動作を実行
することができる。
【0234】[実施例16]図17は、この発明の実施
例16によるDRAMにおける発振回路の構成を示す回
路図である。なお、この実施例16によるDRAMの全
体構成も、図22に示される構成と同様である。
【0235】図17を参照して、この発振回路は、リン
グ発振器20と、リークモニタ35と、増幅回路28
と、制御回路24とを備える。この実施例16による発
振回路が上記実施例11による発振回路と異なるところ
は、リークモニタ35である。
【0236】このリークモニタ35は、PN接合から構
成されるダイオードDを備える。このPN接合は、正規
のメモリセルにおけるトランスファゲートのN型のソー
ス/ドレイン領域とP型の半導体基板とから構成される
PN接合と同一構造を有する。このダイオードDのアノ
ード電極には、基板電圧VBBが与えられている。
【0237】一般に、動作温度が上昇すると、主にメモ
リセルにおけるPN接合を介して逆方向に流れるリーク
電流が増加する。したがって、リークモニタは少なくと
も正規のメモリセルにおけるPN接合と同一構造を有す
るダイオードDを備えていればよく、上記実施例11の
ように正規のメモリセルにおけるキャパシタCP および
プリチャージのためのトランジスタQN28 を備えていな
くてもよい。
【0238】また、この実施例16においてダイオード
Dのアノード電極には基板電圧VBBが与えられている
が、これに代えてグランド電圧が与えられていてもよ
い。
【0239】[実施例17]前述した実施例では、リン
グ発振器20の出力をそのままクロック信号φCPとして
次段の分周器16へ与えているが、クロック信号φCP
周期が長くなる場合は、クロック信号φCPの波形がなま
るという問題が生じる。
【0240】図18は、この発明の実施例17による発
振回路の一部構成を示す回路図である。図18を参照し
て、この発振回路は、リング発振器20と、波形整形回
路34とを備える。
【0241】リング発振器20は、上記実施例と同様に
リング状に接続された7つのインバータI1〜I7を備
え、それらインバータI1〜I7におけるPチャネルM
OSトランジスタQP14 〜QP20 のゲート電極は、たと
えば図1に示した実施例1における制御回路24のPチ
ャネルMOSトランジスタQP13 のゲート電極に接続さ
れる。また、NチャネルMOSトランジスタQN14 〜Q
N20 のゲート電極は、図1に示した実施例1における制
御回路24のNチャネルMOSトランジスタQ N12 のゲ
ート電極に接続される。
【0242】波形整形回路34は、直列に接続された2
つのクロックドインバータI8およびI9を備える。ク
ロックドインバータI8およびI9は、PチャネルMO
SトランジスタQP32 ,QP33 およびNチャネルMOS
トランジスタQN32 ,QN33をそれぞれ備え、さらにP
チャネルMOSトランジスタQP34 ,QP35 およびNチ
ャネルMOSトランジスタQN34 ,QN35 をそれぞれ備
える。トランジスタQ P32 およびトランジスタQN32
ゲート電極はともに、インバータI7の出力信号S3を
受ける。トランジスタQP33 およびQN33 のゲート電極
はともに、クロックドインバータI8の出力信号S4を
受ける。一方、トランジスタQP34 およびQN34 のゲー
ト電極はともに、インバータI5の出力信号S2を受け
る。トランジスタQP35 およびQN35 のゲート電極はと
もに、インバータI4の出力信号S1を受ける。
【0243】図19は、このリング発振器34の動作を
示すタイミングチャートである。図19を参照して、イ
ンバータI5およびI7の出力信号S2およびS3がと
もにLレベルになると、クロックドインバータI8の出
力信号S4はHレベルになる。一方、インバータI5お
よびI7の出力信号S2およびS3がともにHレベルに
なると、クロックドインバータI8の出力信号S4はL
レベルになる。
【0244】また、インバータI4およびI8の出力信
号S1およびS4がともにLレベルになると、クロック
ドインバータI9の出力信号φCPはHレベルになる。一
方、インバータI4およびI8の出力信号S1およびS
4がともにHレベルになると、クロックドインバータI
9の出力信号φCPはLレベルになる。
【0245】したがって、この発振回路によれば、波形
成形されたクロック信号ΦCPを生成することができる。
このようにクロック信号の波形を整形することは、発振
周期が非常に長いリング発振器において特に有効であ
る。
【0246】[実施例18]図20は、この発明の実施
例18によるリング発振器を示す回路図である。図20
を参照して、このリング発振器36は、リング状に接続
された7段のインバータI1〜I7と、論理ゲートL
と、インバータI10およびI11とを備える。論理ゲ
ートLの一方の端子はインバータI7の出力信号を受
け、他方の端子はインバータI11を介してセルフリフ
レッシュ信号SREFを受ける。論理ゲートLの出力信
号はインバータI10を介してクロック信号φCPとして
出力される。
【0247】このリング発振器36によれば、リング発
振器36の前段は常に発振しているが、リフレッシュ動
作が実行されないときは、セルフリフレッシュ信号SR
EFがLレベルにされ、クロック信号φCPは常にHレベ
ルに維持される。一方、リフレッシュ動作が実行される
ときは、セルフリフレッシュ信号SREFがHレベルに
され、インバータI7の出力信号がそのままクロック信
号φCPとして出力される。このリング発振器36は、前
述したリング発振器に代えて用いることができる。
【0248】[実施例19]図21は、この発明の実施
例19によるリング発振器を示す回路図である。図21
を参照して、このリング発振器38は、リング状に接続
された7段のインバータI1〜I7を備え、さらにイン
バータI12と、PチャネルMOSトランジスタQP36
およびNチャネルMOSトランジスタQN36 とを備え
る。トランジスタQP36 は、インバータI6を構成する
トランジスタQP26 および電源ノードの間に接続され
る。トランジスタQN36 は、インバータI6を構成する
トランジスタQN26 と並列に接続される。トランジスタ
P36 およびQN36 のゲート電極はともにインバータI
12を介してセルフリフレッシュ信号SREFを受け
る。
【0249】このリング発振器38によれば、リフレッ
シュ動作が実行されるとき、セルフリフレッシュ信号S
REFがHレベルにされ、トランジスタQP36 が導通状
態になり、トランジスタQN36 が非導通状態になる。こ
れにより、インバータI6が活性化される。したがっ
て、リング発振器38は発振し、クロック信号φCPを生
成する。
【0250】一方、リフレッシュ動作が実行されないと
きは、セルフリフレッシュ信号SREFがLレベルにさ
れ、トランジスタQP36 が非導通状態になり、トランジ
スタQN36 が導通状態になる。これによりインバータI
6は非活性化される。したがって、リング発振器38の
発振は停止させられ、クロック信号φCPは生成されな
い。
【0251】したがって、このリング発振器38は、リ
フレッシュ周期をカウントする間だけ発振する。また、
このリング発振器38は、前述したリング発振器に代え
て用いることができる。
【0252】[その他の実施例]上記第2ないし第6、
ならびに第12ないし実施例15においては、ヒューズ
Fを切断することによって製造されたDRAMの特性に
応じてリフレッシュ周期を最適に調節しているが、配線
パターン用のマスクなどを変更することによって調節す
るようにしてもよい。
【0253】
【発明の効果】この発明の請求項1に係る発振回路によ
れば、動作温度に基づいて変化する参照電流が生成さ
れ、その参照電流に基づいてクロック信号の周期が変化
するため、動作温度が上昇するにつれてその周期が短く
なるクロック信号を生成することができる。
【0254】この発明の請求項2に係る発振回路によれ
ば、動作温度に基づいて変化する出力電位が出力され、
その出力電位に基づいて変化する参照電流が生成され、
さらにその参照電流に基づいて発振手段を構成するイン
バータ手段の入力ノードへの充電電流および/または放
電電流が変化するため、動作温度が上昇するにつれてそ
の周期が短くなるクロック信号を生成することができ
る。
【0255】この発明の請求項3に係る発振回路によれ
ば、参照電流生成手段における参照用トランジスタに動
作温度に基づいて変化する参照電流が流れ、その参照電
流に基づいて発振手段を構成するインバータ手段の入力
ノードからの放電電流が変化するため、動作温度が上昇
するにつれてその周期が短くなるクロック信号を生成す
ることができる。しかも、その第2のトランジスタのゲ
ート長を長くしなくてもクロック信号の周期を長くする
ことができ、かつ参照用トランジスタとカレントミラー
回路を構成するトランジスタによってその次の段のイン
バータ手段の入力ノードからの放電電流が制限されるの
で、さらに消費電流を低減することができる。
【0256】この発明の請求項4に係る発振回路によれ
ば、参照電流生成手段における参照用トランジスタに動
作温度に基づいて変化する参照電流が流れ、その参照電
流に基づいて発振手段を構成するインバータ手段の入力
ノードへの充電電流が変化するため、動作温度が上昇す
るにつれてその周期が短くなるクロック信号を生成する
ことができる。しかも、その第1のトランジスタのゲー
ト長を長くしなくてもクロック信号の周期を長くするこ
とができ、かつ参照用トランジスタとカレントミラー回
路を構成するトランジスタによってその次の段のインバ
ータ手段の入力ノードへの充電電流が制限されるので、
さらに消費電流を低減することができる。
【0257】この発明の請求項5に係る発振回路によれ
ば、参照電流生成手段における第1の参照用トランジス
タに動作温度に基づいて変化する参照電流が流れ、その
参照電流に基づいて発振手段を構成するインバータ手段
の入力ノードへの充電電流が変化するとともに、参照電
流生成手段における第2の参照用トランジスタに動作温
度に基づいて変化する参照電流が流れ、その参照電流に
基づいて発振手段を構成するインバータ手段の入力ノー
ドからの放電電流が変化するため、動作温度が上昇につ
れてその周期が短くなるクロック信号を生成することが
できる。しかも、その第1および第2のトランジスタの
ゲート長を長くしなくてもクロック信号の周期を長くす
ることができ、かつ第1の参照用トランジスタとカレン
トミラー回路を構成するPチャネルトランジスタによっ
てその次の段のインバータ手段の入力ノードへの充電電
流が制限され、また第2の参照用トランジスタとカレン
トミラー回路を構成するNチャネルトランジスタによっ
てその次の段のインバータ手段の入力ノードからの放電
電流が制限されるので、さらに消費電流を低減すること
ができる。
【0258】この発明の請求項6に係る発振回路によれ
ば、参照電流生成手段において、動作温度に基づいて変
化する出力電位が生成され、その出力電位に基づいて変
化する電流が生成され、さらにこの電流に基づいて参照
用トランジスタに参照電流が流れるため、動作温度が上
昇するにつれてその周期が短くなるクロック信号を生成
することができる。
【0259】この発明の請求項7に係る発振回路によれ
ば、正の温度係数を有する抵抗手段を用いて動作温度に
基づいて変化する出力電位が生成されるため、正の温度
係数を有する数多くの物質の中から選択して抵抗手段と
して用いることができ、非常に実用的である。
【0260】この発明の請求項8に係る発振回路によれ
ば、プログラム素子によって抵抗素子が適宜活性化また
は非活性化されるため、動作温度が上昇するにつれてク
ロック信号の周期が短くなる割合を適宜調節することが
できる。
【0261】この発明の請求項9に係る発振回路によれ
ば、キャパシタ素子へ供給される電流に基づいて参照用
トランジスタに参照電流が流れ、その参照電流に基づい
てその周期が変化するクロック信号が生成されるため、
動作温度が上昇するにつれてその周期が短くなるクロッ
ク信号を生成することができる。
【0262】この発明の請求項10に係る発振回路によ
れば、ダイオード素子へ供給される電流に基づいて参照
用トランジスタに参照電流が流れ、その参照電流に基づ
いてクロック信号の周期が変化するため、動作温度が上
昇するにつれてその周期が短くなるクロック信号を生成
することができる。
【0263】この発明の請求項11に係る発振回路によ
れば、クロック信号の波形が整形されるため、クロック
信号の周期が非常に長い場合であっても、正確な波形の
クロック信号を得ることができる。
【0264】この発明の請求項12に係る発振回路によ
れば、第1および第2の波形整形用インバータ手段によ
ってクロック信号の波形が整形されるため、クロック信
号の周期が非常に長い場合であっても、正確な波形のク
ロック信号を得ることができる。
【0265】この発明の請求項13に係る半導体記憶装
置によれば、請求項1に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれるた
め、動作温度が上昇するにつれて単位時間当たりのリフ
レッシュ回数が多くなる。したがって、メモリセルのデ
ータ保持性能に優れる低温領域から、データ保持性能に
劣る高温領域までの幅広い温度領域において、メモリセ
ルのデータ保持性能の実力に応じてリフレッシュ周期を
最適に合わせ込むことができ、しかもリフレッシュ時に
おける消費電流を低減することができる。
【0266】この発明の請求項14に係る半導体記憶装
置によれば、請求項2に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれるた
め、動作温度が上昇するにつれて単位時間当たりのリフ
レッシュ回数が多くなる。そのため、メモリセルのデー
タ保持性能に優れる低温領域から、データ保持性能に劣
る高温領域までの幅広い温度領域において、メモリセル
のデータ保持性能の実力に応じてリフレッシュ周期を最
適に合わせ込むことができ、しかもリフレッシュ時にお
ける消費電流を低減することができる。
【0267】この発明の請求項15に係る半導体記憶装
置によれば、請求項3に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれるた
め、動作温度が上昇するにつれて単位時間当たりのリフ
レッシュ回数が多くなる。そのため、メモリセルのデー
タ保持性能に優れる低温領域から、データ保持性能に劣
る高温領域までの幅広い温度領域において、メモリセル
のデータ保持性能の実力に応じてリフレッシュ周期を最
適に合わせ込むことができ、しかもリフレッシュ時にお
ける消費電流を低減することができる。
【0268】また、発振手段を構成する少なくとも1つ
のインバータが、自己の第2のトランジスタと直列に接
続されたトランジスタを備えているため、その第2のト
ランジスタのゲート長を長くしなくてもクロック信号の
周期を長くすることができ、しかもそのトランジスタに
よってその次の段のインバータ手段の入力ノードからの
放電電流が制限されるので、さらに消費電流を低減する
ことができる。
【0269】この発明の請求項16に係る半導体記憶装
置によれば、請求項4に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれるた
め、動作温度が上昇するにつれて単位時間当たりのリフ
レッシュ回数が多くなる。そのため、メモリセルのデー
タ保持性能に優れる低温領域から、データ保持性能に劣
る高温領域までの幅広い温度領域において、メモリセル
のデータ保持性能の実力に応じてリフレッシュ周期を最
適に合わせ込むことができ、しかもリフレッシュ時にお
ける消費電流を低減することができる。
【0270】また、発振手段を構成する少なくとも1つ
のインバータが、自己の第1のトランジスタと直列に接
続されたトランジスタを備えるため、その第1のトラン
ジスタのゲート長を長くしなくてもクロック信号の周期
を長くすることができ、しかもその次の段のインバータ
手段の入力ノードへの充電電流が制限されるので、消費
電流をさらに低減することができる。
【0271】この発明の請求項17に係る半導体記憶装
置によれば、請求項5に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれるた
め、動作温度が上昇するにつれて単位時間当たりのリフ
レッシュ回数が多くなる。そのため、メモリセルのデー
タ保持性能に優れる低温領域から、データ保持性能に劣
る高温領域までの幅広い温度領域において、メモリセル
のデータ保持性能の実力に応じてリフレッシュ周期を最
適に合わせ込むことができ、しかもリフレッシュ時にお
ける消費電流を低減することができる。
【0272】また、発振手段を構成する少なくとも1つ
のインバータ手段が、自己の第1のトランジスタと直列
に接続されたPチャネルトランジスタと、自己の第2の
トランジスタと直列に接続されたNチャネルトランジス
タとを備えるため、それら第1および第2のトランジス
タのゲート長を長くしなくてもクロック信号の周期を長
くすることができ、しかもそれらPおよびNチャネルト
ランジスタによってその次の段のインバータ手段の入力
ノードへの充電電流およびその入力ノードからの放電電
流が制限されるので、消費電流をさらに低減することが
できる。
【0273】この発明の請求項18に係る半導体記憶装
置によれば、請求項6に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答してメモリセルアレイにおけるメ
モリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。
【0274】この発明の請求項19に係る半導体記憶装
置によれば、請求項7に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。し
かも正の温度係数を有する抵抗手段を用い、それにより
動作温度に基づいて変化する出力電位が出力されるた
め、負の温度係数を有する抵抗手段を用いたものに比べ
て非常に実用的なものになる。また、正の温度係数を有
するものは数多く存在するので、リフレッシュ周期をよ
り最適に合わせ込むことができる。
【0275】この発明の請求項20に係る半導体記憶装
置によれば、請求項8に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。し
かも複数の抵抗素子を用い、プログラム素子によってそ
れら抵抗素子が活性化または非活性化されるため、リフ
レッシュ周期をより最適に合わせ込むことができる。
【0276】この発明の請求項21に係る半導体記憶装
置によれば、請求項9に係る発振回路によって生成され
たクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおける
メモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。し
かもキャパシタ素子へ供給される参照電流に基づいてそ
の周期が変化するクロック信号が生成されるため、正規
のメモリセルのデータ保持性能に応じてより最適な周期
でリフレッシュを行なうことができる。また、リフレッ
シュ時における消費電流をさらに低減することもでき
る。
【0277】この発明の請求項22に係る半導体記憶装
置によれば、請求項10に係る発振回路によって生成さ
れたクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおけ
るメモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。
しかもダイオード素子へ供給される参照電流に基づいて
その周期が変化するクロック信号が生成されるため、正
規のメモリセルのデータ保持性能に応じてより最適な周
期でリフレッシュを行なうことができる。また、リフレ
ッシュ時における消費電流をさらに低減することもでき
る。
【0278】この発明の請求項23に係る半導体記憶装
置によれば、請求項11に係る発振回路によって生成さ
れたクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおけ
るメモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。
しかもそのクロック信号の波形は整形されるため、クロ
ック信号の周期が非常に長い場合であっても、安定した
周期でリフレッシュを行なうことができる。
【0279】この発明の請求項24に係る半導体記憶装
置によれば、請求項12に係る発振回路によって生成さ
れたクロック信号に応答して、メモリセルアレイにおけ
るメモリセルのためのリフレッシュ動作が行なわれる。
しかもクロック信号の波形は第1および第2の波形整形
用インバータ手段によって整形されるため、クロック信
号の周期が非常に長い場合であっても、安定した周期で
リフレッシュを行なうことができる。
【0280】この発明の請求項25に係る半導体記憶装
置によれば、セルフリフレッシュ動作が実行されないと
きはクロック信号が生成されないため、無駄な消費電流
を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に従ったDRAMにおける
発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図2】図1に示した発振回路の動作を示すタイミング
チャートである。
【図3】この発明の実施例2に従ったDRAMにおける
発振回路の主要部を示す回路図であり、(a)は図1に
示した抵抗RAの他の例を示し、(b)は図1に示した
抵抗RBの他の例を示す。
【図4】この発明の実施例3に従ったDRAMにおける
発振回路の主要部を示す回路図であり、(a)は図1に
示した抵抗RAのさらに他の例を示し、(b)は図1に
示した抵抗RBのさらに他の例を示す。
【図5】この発明の実施例4に従ったDRAMにおける
発振回路の主要部を示す回路図であり、(a)は図1に
示した抵抗RAのさらに他の例を示し、(b)は図1に
示した抵抗RBのさらに他の例を示す。
【図6】この発明の実施例5に従ったDRAMにおける
発振回路の主要部を示す回路図であり、特に図1に示し
た電圧電流変換用のPチャネルMOSトランジスタの他
の例を示す。
【図7】この発明の実施例6に従ったDRAMにおける
発振回路の主要部を示す回路図であり、特に図1に示し
た電圧電流変換用のPチャネルMOSトランジスタのさ
らに他の例を示す。
【図8】この発明の実施例7に従ったDRAMにおける
発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図9】この発明の実施例8に従ったDRAMにおける
発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図10】この発明の実施例9に従ったDRAMにおけ
る発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図11】この発明の実施例10に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図である。
【図12】この発明の実施例11に従ったDRAMにお
ける発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図13】この発明の実施例12に従ったDRAMにお
ける発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図14】この発明の実施例13に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図であり、特に図1
2に示した増幅用のPチャネルMOSトランジスタの他
の例を示す。
【図15】この発明の実施例14に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図であり、特に図1
2に示した増幅用のPチャネルMOSトランジスタのさ
らに他の例を示す。
【図16】この発明の実施例15に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図である。
【図17】この発明の実施例16に従ったDRAMにお
ける発振回路の全体構成を示す回路図である。
【図18】この発明の実施例17に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図である。
【図19】図18に示した発振回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図20】この発明の実施例18に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図である。
【図21】この発明の実施例19に従ったDRAMにお
ける発振回路の一部構成を示す回路図である。
【図22】従来のDRAMの全体構成を示すブロック図
である。
【図23】図22に示したDRAMにおけるリング発振
器および分周器を示すブロック図である。
【図24】図22に示したDRAMの動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図25】従来のDRAMにおけるリング発振器の一例
を示す回路図である。
【図26】従来のリング発振器の一例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1 メモリセルアレイ 13 セルフリフレッシュ切換回路 14 内部アドレス発生回路 20,20A,20B,20C,36,38 リング発
振器 22 電流源 24,25,30 制御回路 26,261〜26n,35 リークモニタ RA,RB 抵抗 I1〜I12 インバータ F ヒューズ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動作温度に基づいて変化する参照電流を
    生成する参照電流生成手段、 この参照電流生成手段の参照電流に基づいて制御され、
    出力するクロック信号の周期が変化する発振手段を備え
    た発振回路。
  2. 【請求項2】 動作温度に基づいて変化する出力電位を
    出力する電位生成手段と、この電位生成手段からの出力
    電位を受け、受けた出力電位に基づいて変化する参照電
    流を生成する電圧電流変換手段とを有する参照電流生成
    手段、 リング状に接続された奇数からなる複数個のインバータ
    手段を有し、これら複数個のインバータ手段のうちの少
    なくとも1つのインバータ手段が、その出力ノードに入
    力ノードが接続されるインバータ手段の入力ノードへの
    充電電流または放電電流の少なくとも一方が上記参照電
    流生成手段の参照電流に基づいて流されるように構成さ
    れ、最終段のインバータ手段の出力ノードからクロック
    信号を出力する発振手段を備えた発振回路。
  3. 【請求項3】 動作温度に基づいて変化する参照電流が
    流される参照用トランジスタを有する参照電流生成手
    段、 リング状に接続された奇数からなる複数個のインバータ
    手段を有し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力
    ノードと、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの
    間に接続される第1のトランジスタと、上記出力ノード
    と第2の電源ノードとの間に接続されるとともに制御電
    極が入力ノードに接続される第2のトランジスタとを有
    し、上記複数個のインバータ手段の少なくとも1つのイ
    ンバータ手段は、さらに、自己の出力ノードと上記第2
    の電源電位ノードとの間に自己の第2のトランジスタと
    直列に接続され、上記参照電流生成手段の参照用トラン
    ジスタとカレントミラー回路を構成するトランジスタを
    有し、最終段のインバータ手段の出力ノードからクロッ
    ク信号を出力する発振手段を備えた発振回路。
  4. 【請求項4】 動作温度に基づいて変化する参照電流が
    流される参照用トランジスタを有する参照電流生成手
    段、 リング状に接続された奇数からなる複数個のインバータ
    手段を有し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力
    ノードと、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの
    間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続さ
    れる第1のトランジスタと、上記出力ノードと第2の電
    源電位ノードとの間に接続される第2のトランジスタと
    を有し、上記複数個のインバータ手段の少なくとも1つ
    のインバータ手段は、さらに、上記第1の電源電位ノー
    ドと自己の出力ノードとの間に自己の第1のトランジス
    タと直列に接続され、上記参照電流生成手段の参照用ト
    ランジスタとカレントミラー回路を構成するトランジス
    タを有し、最終段のインバータ手段の出力ノードからク
    ロック信号を出力する発振手段を備えた発振回路。
  5. 【請求項5】 動作温度に基づいて変化する参照電流が
    流されるPチャネルMOSトランジスタからなる第1の
    参照用トランジスタと、動作温度に基づいて変化する参
    照電流が流されるNチャネルMOSトランジスタからな
    る第2の参照用トランジスタとを有する参照電流生成手
    段、 リング状に接続された奇数からなる複数個のインバータ
    手段を有し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力
    ノードと、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの
    間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続さ
    れるPチャネルMOSトランジスタからなる第1のトラ
    ンジスタと、上記出力ノードと第2の電源電位ノードと
    の間に接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続
    されるNチャネルMOSトランジスタからなる第2のト
    ランジスタとを有し、上記複数個のインバータ手段のう
    ち少なくとも1つのインバータ手段は、さらに、上記第
    1の電源電位ノードと自己の出力ノードとの間に自己の
    Pチャネルトランジスタと直列に接続され、上記参照電
    流生成手段の第1の参照用トランジスタとカレントミラ
    ー回路を構成するPチャネルトランジスタと、自己の出
    力ノードと上記第2の電源電位ノードとの間に自己のN
    チャネルトランジスタと直列に接続され、上記参照電流
    生成手段の第2の参照用トランジスタとカレントミラー
    回路を構成するNチャネルトランジスタとを有し、最終
    段のインバータ手段の出力ノードからクロック信号を出
    力する発振手段を備えた発振回路。
  6. 【請求項6】 参照電流生成手段は、動作温度に基づい
    て変化する出力電位を出力する電位生成手段と、この電
    位生成手段からの出力電位を受け、受けた出力電位に基
    づいて変化する電流を生成する電圧電流変換手段とを有
    し、この電圧電流変換手段の電流に基づいて参照用トラ
    ンジスタの参照電流が流されることを特徴とする請求項
    3ないし請求項5のいずれかに記載の発振回路。
  7. 【請求項7】 電位生成手段は、出力電位を出力するノ
    ードと第1の電源電位ノードとの間に接続される正の温
    度係数を有する抵抗手段を有していることを特徴とする
    請求項2または請求項6記載の発振回路。
  8. 【請求項8】 抵抗手段は、正の温度係数を有する複数
    の抵抗素子と、これら複数の抵抗素子に対応して設けら
    れ、それぞれが対応した抵抗素子を活性化または非活性
    化するための複数のプログラム素子とを有していること
    を特徴とする請求項7記載の発振回路。
  9. 【請求項9】 参照電流生成手段は、一方の電極が所定
    電位ノードに接続されたキャパシタ素子と、このキャパ
    シタ素子の他方の電極と第1の電源電位ノードとの間に
    接続され、上記キャパシタ素子の他方の電極に電流を供
    給するためのトランジスタを有し、このトランジスタに
    流れる電流に基づいて参照用トランジスタの参照電流が
    流されることを特徴とする請求項3ないし請求項5のい
    ずれかに記載の発振回路。
  10. 【請求項10】 参照電流生成手段は、これらが組込ま
    れる半導体基板を一方の電極とし、上記半導体基板に半
    導体基板とは逆導電型の拡散領域を他方の電極とするP
    N接合をもったダイオード素子と、このダイオード素子
    の他方の電極と第1の電源電位ノードとの間に接続さ
    れ、上記ダイオード素子の他方の電極に電流を供給する
    ためのトランジスタを有し、このトランジスタに流れる
    電流に基づいて参照用トランジスタの参照電流が流され
    ることを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか
    に記載の発振回路。
  11. 【請求項11】 発振手段のクロック信号を受け、この
    クロック信号を波形整形する波形整形回路を備えたこと
    を特徴とする請求項2ないし請求項10のいずれかに記
    載の発振回路。
  12. 【請求項12】 波形整形回路は、発振手段のクロック
    信号を受ける入力ノードと、出力ノードと、第1の電源
    電位ノードと出力ノードとの間に直列に接続された2つ
    のPチャネルトランジスタと、出力ノードと第2の電源
    電位ノードとの間に接続された2つのNチャネルトラン
    ジスタとを有し、2つのPチャネルトランジスタの一方
    のPチャネルトランジスタのゲート電極は入力ノードに
    接続され、2つのPチャネルトランジスタの他方のPチ
    ャネルトランジスタのゲート電極は発振手段を構成する
    途中の段のインバータ手段の出力ノードに接続され、2
    つのNチャネルトランジスタの一方のNチャネルトラン
    ジスタのゲート電極は入力ノードに接続され、2つのN
    チャネルトランジスタの他方のNチャネルトランジスタ
    のゲート電極は発振手段を構成する途中の段のインバー
    タ手段の出力ノードに接続される第1の波形整形用イン
    バータ手段と、この第1の波形整形用インバータ手段の
    出力ノードに接続される入力ノードと、波形整形された
    クロック信号を出力する出力ノードと、第1の電源電位
    ノードと出力ノードとの間に直列に接続された2つのP
    チャネルトランジスタと、出力ノードと第2の電源電位
    ノードとの間に接続された2つのNチャネルトランジス
    タとを有し、2つのPチャネルトランジスタの一方のP
    チャネルトランジスタのゲート電極は入力ノードに接続
    され、2つのPチャネルトランジスタの他方のPチャネ
    ルトランジスタのゲート電極は第1の波形整形用インバ
    ータ手段が接続される発振手段のインバータ手段の前段
    のインバータ手段の出力ノードに接続され、2つのNチ
    ャネルトランジスタの一方のNチャネルトランジスタの
    ゲート電極は入力ノードに接続され、2つのNチャネル
    トランジスタの他方のNチャネルトランジスタのゲート
    電極は第1の波形整形用インバータ手段が接続される発
    振手段のインバータ手段の前段のインバータ手段の出力
    ノードに接続される第2の波形整形用インバータ手段と
    を備えていることを特徴とする請求項11記載の発振回
    路。
  13. 【請求項13】 リフレッシュ動作が必要なメモリセル
    を複数有するメモリセルアレイ、 クロック信号に応答して、上記メモリセルアレイのメモ
    リセルのリフレッシュ動作を行なうリフレッシュ手段、 動作温度に基づいて変化する参照電流を生成する参照電
    流生成手段と、この参照電流生成手段の参照電流に基づ
    いて制御され、出力するクロック信号の周期が変化する
    発振手段とを有し、この発振手段からのクロック信号を
    上記リフレッシュ手段への上記クロック信号とする発振
    回路を備えた半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 リフレッシュ動作が必要なメモリセル
    を複数有するメモリセルアレイ、 クロック信号に応答して、上記メモリセルアレイのメモ
    リセルのリフレッシュ動作を行なうリフレッシュ手段、 動作温度に基づいて変化する出力電位を出力する電位生
    成手段およびこの電位生成手段からの出力電位を受け、
    受けた出力電位に基づいて変化する参照電流を生成する
    電圧電流変換手段とを有する参照電流生成手段と、リン
    グ状に接続された奇数からなる複数個のインバータ手段
    を有し、これら複数個のインバータ手段のうちの少なく
    とも1つのインバータ手段が、その出力ノードに入力ノ
    ードが接続されるインバータ手段の入力ノードへの充電
    電流または放電電流の少なくとも一方が上記参照電流生
    成手段の参照電流に基づいて流されるように構成され、
    最終段のインバータ手段の出力ノードからクロック信号
    を出力する発振手段とを有し、この発振手段からのクロ
    ック信号を上記リフレッシュ手段への上記クロック信号
    とする発振回路を備えた半導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 リフレッシュ動作が必要なメモリセル
    を複数有するメモリセルアレイ、 クロック信号に応答して、上記メモリセルアレイのメモ
    リセルのリフレッシュ動作を行なうリフレッシュ手段、 動作温度に基づいて変化する参照電流が流される参照用
    トランジスタを有する参照電流生成手段と、リング状に
    接続された奇数からなる複数個のインバータ手段を有
    し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノード
    と、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの間に接
    続される第1のトランジスタと、上記出力ノードと第2
    の電源電位ノードとの間に接続されるとともに制御電極
    が入力ノードに接続される第2のトランジスタとを有
    し、上記複数個のインバータ手段の少なくとも1つのイ
    ンバータ手段は、さらに、自己の出力ノードと上記第2
    の電源電位ノードとの間に自己の第2のトランジスタと
    直列に接続され、上記参照電流生成手段の参照用トラン
    ジスタとカレントミラー回路を構成するトランジスタと
    を有し、最終段のインバータ手段の出力ノードからクロ
    ック信号を出力する発振手段とを有し、この発振手段か
    らのクロック信号を上記リフレッシュ手段への上記クロ
    ック信号とする発振回路を備えた半導体記憶装置。
  16. 【請求項16】 リフレッシュ動作が必要なメモリセル
    を複数有するメモリセルアレイ、 クロック信号に応答して、上記メモリセルアレイのメモ
    リセルのリフレッシュ動作を行なうリフレッシュ手段、 動作温度に基づいて変化する参照電流が流される参照用
    トランジスタを有する参照電流生成手段と、リング状に
    接続された奇数からなる複数個のインバータ手段を有
    し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノード
    と、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの間に接
    続されるとともに制御電極が入力ノードに接続される第
    1のトランジスタと、上記出力ノードと第2の電源電位
    ノードとの間に接続される第2のトランジスタとを有
    し、上記複数個のインバータ手段の少なくとも1つのイ
    ンバータ手段は、さらに、上記第1の電源電位ノードと
    自己の出力ノードとの間に自己の第1のトランジスタと
    直列に接続され、上記参照電流生成手段の参照用トラン
    ジスタとカレントミラー回路を構成するトランジスタと
    を有し、最終段のインバータ手段の出力ノードからクロ
    ック信号を出力する発振手段とを有し、この発振手段か
    らのクロック信号を上記リフレッシュ手段への上記クロ
    ック信号とする発振回路を備えた半導体記憶装置。
  17. 【請求項17】 リフレッシュ動作が必要なメモリセル
    を複数有するメモリセルアレイ、 クロック信号に応答して、上記メモリセルアレイのメモ
    リセルのリフレッシュ動作を行なうリフレッシュ手段、 動作温度に基づいて変化する参照電流が流されるPチャ
    ネルMOSトランジスタからなる第1の参照用トランジ
    スタおよび動作温度に基づいて変化する参照電流が流さ
    れるNチャネルMOSトランジスタからなる第2の参照
    用トランジスタとを有する参照電流生成手段と、リング
    状に接続された奇数からなる複数個のインバータ手段を
    有し、各インバータ手段は、入力ノードと、出力ノード
    と、第1の電源電位ノードと上記出力ノードとの間に接
    続されるとともに制御電極が入力ノードに接続されるP
    チャネルMOSトランジスタからなる第1のトランジス
    タと、上記出力ノードと第2の電源電位ノードとの間に
    接続されるとともに制御電極が入力ノードに接続される
    NチャネルMOSトランジスタからなる第2のトランジ
    スタとを有し、上記複数個のインバータ手段の少なくと
    も1つのインバータ手段は、さらに、上記第1の電源電
    位ノードと自己の出力ノードとの間に自己のPチャネル
    トランジスタと直列に接続され、上記参照電流生成手段
    の第1の参照用トランジスタとカレントミラー回路を構
    成するPチャネルトランジスタと、自己の出力ノードと
    上記第2の電源電位ノードとの間に自己のNチャネルト
    ランジスタと直列に接続され、上記参照電流生成手段の
    第2の参照用トランジスタとカレントミラー回路を構成
    するNチャネルトランジスタとを有し、最終段のインバ
    ータ手段の出力ノードからクロック信号を出力する発振
    手段とを有し、この発振手段からのクロック信号を上記
    リフレッシュ手段への上記クロック信号とする発振回路
    を備えた半導体記憶装置。
  18. 【請求項18】 参照電流生成手段は、動作温度に基づ
    いて変化する出力電位を出力する電位生成手段と、この
    電位生成手段からの出力電位を受け、受けた出力電位に
    基づいて変化する電流を生成する電圧電流変換手段とを
    有し、この電圧電流変換手段の電流に基づいて参照用ト
    ランジスタの参照電流が流されることを特徴とする請求
    項15ないし請求項17のいずれかに記載の半導体記憶
    装置。
  19. 【請求項19】 電位生成手段は、出力電位を出力する
    ノードと第1の電源電位ノードとの間に接続される正の
    温度係数を有する抵抗手段を有していることを特徴とす
    る請求項14または請求項18記載の半導体記憶装置。
  20. 【請求項20】 抵抗手段は、正の温度係数を有する複
    数の抵抗素子と、これら複数の抵抗素子に対応して設け
    られ、それぞれが対応した抵抗素子を活性化または非活
    性化するための複数のプログラム素子とを有しているこ
    とを特徴とする請求項19記載の半導体記憶装置。
  21. 【請求項21】 メモリセルアレイにおける各メモリセ
    ルは、1つのトランジスタ素子と1つのキャパシタ素子
    とを有し、 参照電流生成手段は、上記メモリセルのキャパシタ素子
    と同じ形状および同じ大きさからなり、一方の電極が上
    記メモリセルのキャパシタ素子の一方の電極に接続され
    た参照用キャパシタ素子と、この参照用キャパシタ素子
    の他方の電極と第1の電源電位ノードとの間に接続さ
    れ、上記参照用キャパシタ素子の他方の電極に電流を供
    給するためのトランジスタとを有し、このトランジスタ
    に流れる電流に基づいて参照用トランジスタの参照電流
    が流されることを特徴とする請求項15ないし請求項1
    7のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  22. 【請求項22】 メモリセルアレイにおける各メモリセ
    ルは、1つのトランジスタ素子と1つのキャパシタ素子
    とを有し、 参照電流生成手段は、上記メモリセルのトランジスタ素
    子を形成しているPN接合と同じ形状および同じ大きさ
    のPN接合をもったダイオード素子と、このダイオード
    素子の他方の電極と第1の電源電位ノードとの間に接続
    され、上記ダイオード素子の他方の電極に電流を供給す
    るためのトランジスタを有し、このトランジスタに流れ
    る電流に基づいて参照用トランジスタの参照電流が流さ
    れることを特徴とする請求項15ないし請求項17のい
    ずれかに記載の半導体記憶装置。
  23. 【請求項23】 発振手段のクロック信号を受け、この
    クロック信号を波形整形する波形整形回路を備えたこと
    を特徴とする請求項14ないし請求項22のいずれかに
    記載の半導体記憶装置。
  24. 【請求項24】 波形整形回路は、発振手段のクロック
    信号を受ける入力ノードと、出力ノードと、第1の電源
    電位ノードと出力ノードとの間に直列に接続された2つ
    のPチャネルトランジスタと、出力ノードと第2の電源
    電位ノードとの間に接続された2つのNチャネルトラン
    ジスタとを有し、2つのPチャネルトランジスタの一方
    のPチャネルトランジスタのゲート電極は入力ノードに
    接続され、2つのPチャネルトランジスタの他方のPチ
    ャネルトランジスタのゲート電極は発振手段を構成する
    途中の段のインバータ手段の出力ノードに接続され、2
    つのNチャネルトランジスタの一方のNチャネルトラン
    ジスタのゲート電極は入力ノードに接続され、2つのN
    チャネルトランジスタの他方のNチャネルトランジスタ
    のゲート電極は発振手段を構成する途中の段のインバー
    タ手段の出力ノードに接続される第1の波形整形用イン
    バータ手段と、この第1の波形整形用インバータ手段の
    出力ノードに接続される入力ノードと、波形整形された
    クロック信号を出力する出力ノードと、第1の電源電位
    ノードと出力ノードとの間に直列に接続された2つのP
    チャネルトランジスタと、出力ノードと第2の電源電位
    ノードとの間に接続された2つのNチャネルトランジス
    タとを有し、2つのPチャネルトランジスタの一方のP
    チャネルトランジスタのゲート電極は入力ノードに接続
    され、2つのPチャネルトランジスタの他方のPチャネ
    ルトランジスタのゲート電極は第1の波形整形用インバ
    ータ手段が接続される発振手段のインバータ手段の前段
    のインバータ手段の出力ノードに接続され、2つのNチ
    ャネルトランジスタの一方のNチャネルトランジスタの
    ゲート電極は入力ノードに接続され、2つのNチャネル
    トランジスタの他方のNチャネルトランジスタのゲート
    電極は第1の波形整形用インバータ手段が接続される発
    振手段のインバータ手段の前段のインバータ手段の出力
    ノードに接続される第2の波形整形用インバータ手段と
    を備えていることを特徴とする請求項23記載の半導体
    記憶装置。
  25. 【請求項25】 発振回路は、セルフリフレッシュ信号
    を受け、このセルフリフレッシュ信号がセルフリフレッ
    シュの実行を示すとき、クロック信号を出力し、セルフ
    リフレッシュ信号がセルフリフレッシュの実行を示さな
    いとき、クロック信号の出力を停止することを特徴とす
    る請求項14ないし請求項23のいずれかに記載の半導
    体記憶装置。
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