JPH0774318A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0774318A
JPH0774318A JP5220369A JP22036993A JPH0774318A JP H0774318 A JPH0774318 A JP H0774318A JP 5220369 A JP5220369 A JP 5220369A JP 22036993 A JP22036993 A JP 22036993A JP H0774318 A JPH0774318 A JP H0774318A
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JP
Japan
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test
test mode
pnp transistor
mode selection
voltage
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JP5220369A
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Yasuro Matsuzaki
康郎 松崎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/46Test trigger logic
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
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    • G11C11/412Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger using field-effect transistors only

Abstract

(57)【要約】 【目的】所定の外部端子に、通常動作モード時に印加さ
れる電圧よりも高電圧の所定の電圧が印加された場合、
これを検出して内部回路を試験モードに設定する試験モ
ード選択回路を内蔵して構成される半導体集積回路に関
し、製造バラツキがある場合においても、試験モードの
選択を安定して行うことができるようにする。 【構成】試験モード選択回路38のスレッショルド電圧
TH-TEST=R40(抵抗40の抵抗値)/R41(抵抗4
1の抵抗値)・1/2・Vcc(インバータ42のスレッ
ショルド電圧)+Vcc(PNPトランジスタ39のベー
ス電圧)+0.8(PNPトランジスタ39のスレッシ
ョルド電圧)となるようにし、製造バラツキにより、V
TH-TESTが変動しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の外部端子に、通
常動作モード時に印加される電圧よりも高電圧の所定の
電圧が印加された場合、これを検出して内部回路を試験
モードに設定する試験モード選択回路を内蔵して構成さ
れる半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の試験モード選択回路を内
蔵して構成される半導体集積回路として、たとえば、図
7に、その要部を示すようなSRAM(static random
accessmemory)が知られている。
【0003】図中、1はメモリセルを配列してなるメモ
リセルアレイ、20〜2nは通常動作モード時、L(低)
レベルを0〜0.8[V]、H(高)レベルを2.0〜
5.5[V]とするXアドレス信号(ロウアドレス信
号)X0〜Xnが入力されるXアドレス信号入力端子であ
る。
【0004】なお、試験モードが選択される場合には、
これらXアドレス信号入力端子20〜2nのうち、特に、
Xアドレス信号入力端子20に、Xアドレス信号X0のH
レベルよりも高い電圧VHH、たとえば、7[V]が印加
される。
【0005】また、3はXアドレス信号X0〜Xnを取り
込むXアドレスバッファ、4はXアドレスバッファ3に
取り込まれたXアドレス信号X0〜Xnをデコードしてワ
ード線の駆動を行うワードドライバである。
【0006】また、50〜5mはYアドレス信号(コラム
アドレス信号)Y0〜Ymが入力されるコラムアドレス信
号入力端子、6はYアドレス信号Y0〜Ymを取り込むY
アドレスバッファ、7はYアドレスバッファ6に取り込
まれたYアドレス信号Y0〜Ymをデコードしてコラムの
選択を行うコラムスイッチ回路である。
【0007】また、8はメモリセルアレイ1から読み出
されたデータの増幅を行うセンスアンプ及びライト時に
使用されるライトドライバ、9は出力データDOUTをラ
ッチして外部に出力する出力バッファ、10は出力デー
タDOUTが出力されるデータ出力端子である。
【0008】また、11はライトイネーブル信号/WE
が入力されるライトイネーブル信号入力端子、12はラ
イトイネーブル信号/WEを取り込むWEバッファ、1
3はチップセレクト信号/CSが入力されるチップセレ
クト信号入力端子、14はチップセレクト信号/CSを
取り込むCSバッファである。
【0009】また、15は、試験モード選択時、Xアド
レス信号入力端子20に入力される高電圧VHH、たとえ
ば、7[V]の電圧を検出して、ワードドライバ4及び
センスアンプ8を試験モードに設定する試験モード選択
回路である。
【0010】なお、VTESTは試験モード選択回路15の
出力であり、VTEST=Lレベルとされると、ワードドラ
イバ4は全ワード線を駆動し、コラムスイッチ回路7は
全コラムを選択して試験が実行される。
【0011】ここに、試験モード選択回路15は、図8
に、その回路図を示すように構成されている。図中、1
6〜21はnMOSトランジスタ、22、23は抵抗、
24は電源電圧Vcc、たとえば、5[V]を供給するV
CC電源線である。
【0012】なお、nMOSトランジスタ16〜21
は、それぞれ、そのスレッショルド電圧をVTH-Nとする
と、VTH-N=1.0[V]とされている。
【0013】図9は、この試験モード選択回路15の入
出力特性を示す図であり、Xアドレス信号入力端子20
に入力される電圧をVIN、ノード25の電圧をV25とす
ると、二点鎖線26は、VTH-Nにバラツキがなく、V
TH-N=1.0[V]とされている場合におけるVINの変
化に対するノード25の電圧V25の変化、実線27は、
同じく、VTH-Nにバラツキがなく、VTH-N=1.0
[V]とされている場合におけるVINの変化に対するV
TESTの変化を示している。
【0014】また、破線28は、VTH-Nに+0.2
[V]のバラツキがあり、VTH-N=1.2[V]とされ
ている場合におけるVINの変化に対するV25の変化、破
線29は、同じく、VTH-Nに+0.2[V]のバラツキ
があり、VTH-N=1.2[V]とされている場合におけ
るVINの変化に対するVTESTの変化を示している。
【0015】また、破線30は、VTH-Nに−0.2
[V]のバラツキがあり、VTH-N=0.8[V]とされ
ている場合におけるVINの変化に対するV25の変化、破
線31は、同じく、VTH-Nに−0.2[V]のバラツキ
があり、VTH-N=0.8[V]とされている場合におけ
るVINの変化に対するVTESTの変化を示している。
【0016】即ち、この試験モード選択回路15では、
TH-Nにバラツキがなく、VTH-N=1.0[V]とされ
ている場合、VIN<6×VTH-N=6×1.0=6.0
[V]の場合、nMOSトランジスタ16〜21=オフ
状態で、V25=0[V]、VTEST=5[V]となる。
【0017】これに対して、VIN≧6×VTH-N=6×
1.0=6.0[V]の場合には、nMOSトランジスタ
16〜21=オン状態となり、V25はVINの上昇に応じ
て上昇し、また、VTESTはnMOSトランジスタ21及
び抵抗23からなるインバータの特性に従って、VIN
高い程、低くなる。
【0018】ここに、この試験モード選択回路15のス
レッショルド電圧をVTH-TESTとすると、VTH-TESTは、
TH-N=1.0[V]の場合、約6.6[V]となり、V
IN=0〜5.5[V]の場合、即ち、Xアドレス信号入
力端子20にXアドレス信号X0が入力される場合には、
TEST=Hレベルとして、通常動作モードを選択するこ
とになる。
【0019】これに対して、VIN=7.0[V]の場
合、即ち、Xアドレス信号入力端子20に試験モード選
択のための高電圧VHHが入力された場合には、VTEST
Lレベルとして、試験モードを選択することになる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この試験モー
ド選択回路15においては、製造バラツキがあると、n
MOSトランジスタ16〜21のスレッショルド電圧V
TH-Nにバラツキが発生してしまう。
【0021】この場合、このnMOSトランジスタ16
〜21のスレッショルド電圧VTH-Nのバラツキにより、
TESTの論理が切り換わるVINの値、即ち、この試験モ
ード選択回路15のスレッショルド電圧VTH-TESTが大
きく変動してしまい、誤動作を招いてしまう場合がある
という問題点があった。
【0022】たとえば、VTH-Nに+0.2[V]のバラ
ツキがあると、VTH-TESTのバラツキは+0.2×6=+
1.2[V]となり、VTH-TEST=6.6+1.2=7.8
[V]となってしまう。
【0023】この結果、この場合には、試験モード選択
時、たとえ、VIN=7[V]としたとしても、VTEST
Lレベルとはならず、試験モードを選択することができ
ないという不都合が生ずる。
【0024】この場合、高電圧VHH=8.0[V]とす
れば、VTEST=Lレベルとすることができるが、このよ
うにすると、ロウアドレスバッファ3を構成するトラン
ジスタを破壊してしまうおそれがある。
【0025】また、VTH-Nに−0.2[V]のバラツキ
があると、VTH-TESTのバラツキは、−0.2×6=−
1.2[V]となり、VTH-TEST=6.6−1.2=5.4
[V]となってしまう。
【0026】この結果、この場合には、通常動作モード
時、Xアドレス信号X0がHレベルで、5.5[V]とな
った場合、nMOSトランジスタ16〜21=オン状
態、VTEST=Lレベルとなり、試験モードが設定されて
しまう。
【0027】ここに、アドレス信号のHレベルは、規格
上、2.0〜5.5[V]とされているので、Hレベルを
2.0〜5.5[V]とするXアドレス信号X0が入力さ
れることを当然の前提としておく必要がある。
【0028】このように、この試験モード選択回路15
においては、nMOSトランジスタ16〜21のスレッ
ショルド電圧VTH-Nのバラツキにより、この試験モード
選択回路15のスレッショルド電圧VTH-TESTが大きく
変動してしまい、試験モードの選択を安定して行うこと
ができない場合があるという問題点があった。
【0029】本発明は、かかる点に鑑み、所定の外部端
子に、通常動作モード時に印加される電圧よりも高電圧
の所定の電圧が印加された場合、これを検出して内部回
路を試験モードに設定する試験モード選択回路を内蔵し
て構成される半導体集積回路であって、製造バラツキが
ある場合においても、試験モードの選択を安定して行う
ことができるようにした半導体集積回路を提供すること
を目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、図中、32は半導体集積回路本体、33は通
常動作モード時には二値信号SA(半導体記憶装置の場
合は、たとえば、アドレス信号)が入力され、試験モー
ド選択時には二値信号SAよりも高電圧の所定の電圧VB
が入力される外部端子である。
【0031】また、34は試験モード選択回路であり、
35はPNPトランジスタ、36、37は負荷手段、V
RはPNPトランジスタ35のベースに印加される電圧
であり、PNPトランジスタ35の動作に必要な所定の
電圧である。
【0032】この試験モード選択回路34は、外部端子
33に二値信号SAよりも高電圧の所定の電圧VBが印加
された場合には、PNPトランジスタ35のコレクタに
試験モード選択信号STESTを得るというものである。
【0033】即ち、本発明による半導体集積回路は、通
常動作モード時には二値信号SAが入力される外部端子
33に一端36Aを接続された負荷手段36と、エミッ
タを負荷手段36の他端36Bに接続され、ベースに所
定の電圧VRが供給されるPNPトランジスタ35と、
一端37AをPNPトランジスタ35のコレクタに接続
され、他端37Bを接地された負荷手段37とを設け、
外部端子33に二値信号SAよりも高電圧の所定の電圧
Bが印加された場合には、PNPトランジスタ35の
コレクタに試験モード選択信号STESTを得るようにされ
ている試験モード選択回路34を設けて構成するという
ものである。
【0034】
【作用】図2は試験モード選択回路34の入出力特性、
即ち、外部端子33に入力される電圧VINの変化に対す
る試験モード選択回路34の出力TTEST(PNPトラン
ジスタ35のコレクタ電圧)の変化を示している。
【0035】ここに、この試験モード選択回路34にお
いては、外部端子33に入力される電圧VINがVIN<V
R+0.8(PNPトランジスタ35のベース・エミッタ
間電圧)の場合、PNPトランジスタ35=オフとな
り、VTEST=0[V]となる。
【0036】これに対して、VIN≧VR+0.8[V]の
場合、PNPトランジスタ35=オンとなり、VTEST
INの上昇に応じて上昇し、VTESTがVR+0.8[V]
に達すると、PNPトランジスタ35は飽和し、VTEST
はVINの上昇に関係なく、一定値となる。
【0037】したがって、VTESTが0〜VR+0.8
[V]の間の値で、かつ、二値信号SAがHレベルの場
合にVTESTがとる値よりも高い所定の電圧VCをとる場
合に、これを試験モード選択信号STESTとする場合に
は、VTEST=VCとなる場合のVINの値を、この試験モ
ード選択回路34のスレッショルド電圧VTH-TESTとす
ることができる。
【0038】このように、この試験モード選択回路34
のスレッショルド電圧VTH-TESTを設定する場合、VIN
<VTH-TESTの場合には、通常動作モードを選択し、V
IN>VTH-TESTの場合には、試験モードを選択すること
ができる。
【0039】ここに、VIN≧VR+0.8[V]、VTEST
≦VR+0.8[V]の場合において、負荷手段36の抵
抗値をR36、負荷手段37の抵抗値をR37、IE(PN
Pトランジスタ35のエミッタ電流)≒IC(PNPト
ランジスタ35のコレクタ電流)とすれば、(VIN−V
R−0.8)/R36=VTEST/R37で、VTEST=(VIN
R−0.8)×R37/R36となる。
【0040】したがって、VTH-TEST=R36/R37・VC
+VR+0.8となり、VTH-TESTは、負荷手段36、3
7の抵抗比R36/R37と、所定の電圧VRと、PNPト
ランジスタ35のベース・エミッタ間電圧VBEとで決定
される。
【0041】ここに、負荷手段36、37の抵抗比R36
/R37は、これら負荷手段36、37を同じ材料で形成
することにより、バラツキが生じないようにすることが
できる。
【0042】また、所定の電圧VRは、試験時には、L
SIテスタから与えることにより、バラツキのない電圧
を供給することができる。
【0043】また、PNPトランジスタ35のベース・
エミッタ間電圧VBEは、pn接合で決まるため、バラツ
キは生じない。
【0044】したがって、本発明によれば、製造バラツ
キがある場合においても、これを原因として試験モード
選択回路34のスレッショルド電圧VTH-TESTに変動が
生じることはない。
【0045】
【実施例】以下、図3〜図6を参照して、本発明の一実
施例について、本発明をSRAMに適用した場合を例に
して説明する。
【0046】図3は本発明の一実施例の要部を示す回路
図であり、本実施例は、図7に示す従来のSRAMが内
蔵している試験モード選択回路15と回路構成の異なる
試験モード選択回路38を内蔵するようにし、その他に
ついては、図7に示す従来のSRAMと同様に構成した
ものである。
【0047】試験モード選択回路38において、39は
PNPトランジスタ、40、41はポリシリコンからな
る抵抗、42はインバータであり、PNPトランジスタ
39のベースには電源電圧Vcc、たとえば、5[V]が
供給されるように構成されている。
【0048】また、本実施例においては、PNPトラン
ジスタ39のエミッタ接地電流増幅率hFE=10でIE
≒ICとなるようにされており、また、抵抗40の抵抗
値R40=1KΩ、抵抗41の抵抗値R41=5KΩとされ
ている。
【0049】また、PNPトランジスタ39は、たとえ
ば、図4に断面図を示すように、pMOSトランジスタ
を利用したラテラル(lateral:横形)PNPトランジ
スタで構成される。
【0050】図中、43はP型シリコン基板、44はN
ウエル、45〜48はフィールド酸化膜、49〜51は
P型拡散層、52、53は絶縁層、54、55はポリシ
リコン層、56〜62はアルミニウム層である。
【0051】ここに、P型拡散層49、50と、ポリシ
リコン層54とで、P型拡散層50をソース領域、P型
拡散層49をドレイン領域、ポリシリコン層54をゲー
トとするpMOSトランジスタ63が構成されている。
【0052】また、P型拡散層50、51と、ポリシリ
コン層55とで、P型拡散層50をソース領域、P型拡
散層51をドレイン領域、ポリシリコン層55をゲート
とするpMOSトランジスタ64が構成されている。
【0053】即ち、PNPトランジスタ39は、Nウエ
ル44をベース領域、pMOSトランジスタ63、64
のソース領域をなすP型拡散層50をエミッタ領域と
し、pMOSトランジスタ63、64のドレイン領域を
なすP型拡散層49、51をコレクタ領域とすると共
に、pMOSトランジスタ63、64のソース領域をな
すP型拡散層50をゲートをなすポリシリコン層54、
55に電気的に接続して構成されている。
【0054】ここに、図5は、試験モード選択回路38
の入出力特性を示す図であり、破線65はPNPトラン
ジスタ39のコレクタ電圧V39、実線66は試験モード
選択回路38の出力電圧VTESTを示している。
【0055】即ち、この試験モード選択回路38におい
ては、Xアドレス信号入力端子20に入力される電圧V
INがVIN<Vcc+0.8(PNPトランジスタ39のベ
ース・エミッタ間電圧VBE)の場合、PNPトランジス
タ39=オフ、IE=IC=0で、VTEST=0[V]とな
る。
【0056】これに対して、VIN≧Vcc+0.8[V]
になると、PNPトランジスタ39=オンとなり、IE
が流れ、IE≒ICであるから、(VIN−Vcc−0.8)
/R40=V39/R41となり、V39=(VIN−Vcc−0.
8)×R41/R40となる。
【0057】但し、V39=Vcc+0.8[V]となる
と、PNPトランジスタ39は飽和するので、VINの増
加に関係なく、V39は、Vcc+0.8[V]にクランプ
される。
【0058】ここに、インバータ42のスレッショルド
電圧を1/2・Vccとすると、この試験モード選択回路
38のスレッショルド電圧VTH-TESTは、VIN=R40
41・V39+Vcc+0.8であることから、VTH-TEST
40/R41・1/2・Vcc+Vcc+0.8=1/5・1
/2・5+5+0.8=6.3[V]となる。
【0059】このように、本実施例においては、試験モ
ード選択回路38のスレッショルド電圧VTH-TESTは、
抵抗40、41の抵抗比R40/R41と、電源電圧Vcc
と、PNPトランジスタ39のベース・エミッタ間電圧
BEとで決定される。
【0060】ここに、抵抗40、41は、ともに同じ材
料であるポリシリコンで形成されているので、抵抗4
0、41の抵抗比R40/R41にバラツキは殆ど生じな
い。
【0061】また、電源電圧Vccは、試験時には、LS
Iテスタにより与えられるため、そのバラツキは殆どな
い。
【0062】また、PNPトランジスタ39のベース・
エミッタ間電圧VBEは、pn接合で決まるため、バラツ
キは生じない。
【0063】したがって、本実施例においては、製造バ
ラツキがある場合においても、試験モード選択回路38
のスレッショルド電圧VTH-TEST=6.3[V]にバラツ
キが生じることはなく、試験モード選択時、VIN=VHH
=7[V]とした場合、VTE ST=Lレベルとし、試験モ
ードを選択することができる。
【0064】また、通常動作モード時、Xアドレス信号
0がHレベルで、5.5[V]の場合においても、V
TEST=Lレベルとなることはなく、VTEST=Hレベルを
維持し、試験モードが設定されてしまうことがない。
【0065】このように、本実施例によれば、製造バラ
ツキがある場合においても、これを原因として試験モー
ド選択回路38のスレッショルド電圧VTH-TESTに変動
が生じることはなく、試験モードの選択を安定して行う
ことができる。
【0066】また、本実施例によれば、PNPトランジ
スタ39は、pMOSトランジスタ63、64を利用し
たラテラルPNPトランジスタで構成されているので、
本実施例のSRAMをCMOS構成とする場合には、製
造プロセスの増加を招くことなく、試験モード選択回路
38を構成することができる。
【0067】なお、PNPトランジスタ39は、図6に
断面図を示すように構成することもできる。図中、67
はP型シリコン基板、68はNウエル、69〜74はフ
ィールド酸化膜、75〜77はP型拡散層、78〜82
はアルミニウム層である。
【0068】この場合、PNPトランジスタ39は、N
ウエル68をベース領域、P形拡散層76をエミッタ領
域、P形拡散層75、77をコレクタ領域として構成さ
れることになる。
【0069】
【発明の効果】本発明によれば、試験モード選択信号の
電圧値は、第1の負荷手段(36)と第2の負荷手段
(37)との抵抗比と、PNPトランジスタ(35)の
ベースに供給する所定の電圧(VR)と、PNPトラン
ジスタ(35)のベース・エミッタ間電圧とで決定され
る試験モード選択回路(34)を内蔵するという構成を
採用したことにより、製造バラツキがある場合において
も、これを原因として試験モード選択回路(34)のス
レッショルド電圧(VTH-TEST)に変動が生じることは
ないので、試験モードの選択を安定して行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明が内蔵する試験モード選択回路の入出力
特性を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の要部を示す回路図である。
【図4】本発明の一実施例が内蔵する試験モード選択回
路を構成するPNPトランジスタの構成例を示す断面図
である。
【図5】本発明の一実施例が内蔵する試験モード選択回
路の入出力特性を示す図である。
【図6】本発明の一実施例が内蔵する試験モード選択回
路を構成するPNPトランジスタの他の構成例を示す断
面図である。
【図7】従来のSRAMの一例の要部を示す回路図であ
る。
【図8】図7に示すSRAMが内蔵する試験モード選択
回路を示す回路図である。
【図9】図8に示す試験モード選択回路の入出力特性を
示す図である。
【符号の説明】
32 半導体集積回路本体 33 外部端子 34 試験モード選択回路 35 PNPトランジスタ 36、37 負荷手段 VB 高電圧 SA 二値信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】通常動作モード時には二値信号(SA)が
    入力される外部端子(33)に一端(36A)を接続さ
    れた第1の負荷手段(36)と、エミッタを前記第1の
    負荷手段(36)の他端(36B)に接続され、ベース
    に第1の所定の電圧(VR)が供給されるPNPトラン
    ジスタ(35)と、一端(37A)を前記PNPトラン
    ジスタ(35)のコレクタに接続され、他端(37B)
    を接地された第2の負荷手段(37)とを設け、前記外
    部端子(33)に前記二値信号(SA)よりも高電圧の
    第2の所定の電圧(VB)が印加された場合には、前記
    PNPトランジスタ(35)のコレクタに試験モード選
    択信号(STEST)を得るようにされている試験モード選
    択回路(34)を内蔵して構成されていることを特徴と
    する半導体集積回路。
  2. 【請求項2】前記PNPトランジスタ(35)は、ラテ
    ラルPNPトランジスタであることを特徴とする請求項
    1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】前記ラテラルPNPトランジスタは、N層
    にPチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを形成
    し、前記N層をベース領域、前記Pチャネル絶縁ゲート
    形電界効果トランジスタのソース領域をエミッタ領域、
    前記Pチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのド
    レイン領域をコレクタ領域とすると共に、前記Pチャネ
    ル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのソース領域を前
    記Pチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲー
    トに電気的に接続して構成されていることを特徴とする
    請求項2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】前記第1の所定の電圧(VR)は、電源電
    圧であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の半
    導体集積回路。
  5. 【請求項5】前記半導体集積回路は、半導体記憶装置で
    あり、前記外部端子(33)はアドレス信号入力端子の
    1個であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記
    載の半導体集積回路。
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