JPH08274612A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH08274612A JPH08274612A JP7075135A JP7513595A JPH08274612A JP H08274612 A JPH08274612 A JP H08274612A JP 7075135 A JP7075135 A JP 7075135A JP 7513595 A JP7513595 A JP 7513595A JP H08274612 A JPH08274612 A JP H08274612A
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- boost voltage
- voltage
- circuit
- transmission line
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00369—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
- H03K19/00384—Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ブーストレシオの値を大きくすると共に、動作
の高速化及び消費電力の低減をはかる。 【構成】ブーストブロック選択回路2を、ブロック選択
信号BKSが非選択レベルのときには電源電圧Vcc
を、選択レベルのときにはブースト電圧発生回路1から
のブースト電圧Vbstを対応するブースト電圧伝達線
BTLに供給する回路とする。このブーストブロック選
択回路2は、ブロック選択信号BKSが選択レベルのと
きにオンとなりブースト電圧伝達線BTLにブースト電
圧Vbstを供給するトランジスタQ24と、ブロック
選択信号BKSが非選択レベルのときにオンとなりブー
スト電圧伝達線BTLに電源電圧Vccを供給するトラ
ンジスタQ26とを含む。
の高速化及び消費電力の低減をはかる。 【構成】ブーストブロック選択回路2を、ブロック選択
信号BKSが非選択レベルのときには電源電圧Vcc
を、選択レベルのときにはブースト電圧発生回路1から
のブースト電圧Vbstを対応するブースト電圧伝達線
BTLに供給する回路とする。このブーストブロック選
択回路2は、ブロック選択信号BKSが選択レベルのと
きにオンとなりブースト電圧伝達線BTLにブースト電
圧Vbstを供給するトランジスタQ24と、ブロック
選択信号BKSが非選択レベルのときにオンとなりブー
スト電圧伝達線BTLに電源電圧Vccを供給するトラ
ンジスタQ26とを含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
電源電圧を昇圧して所定の内部回路に所定のタイミング
で供給するブースト電圧供給手段を備えた半導体装置に
関する。
電源電圧を昇圧して所定の内部回路に所定のタイミング
で供給するブースト電圧供給手段を備えた半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体メモリなどの半導体装置の
動作電源電圧(以下、単に動作電圧という)は、通常
5.0V±10%であり、この動作電圧より低い低電圧
対応品においては3.0V±10%、3.3V±10%
などが一般的である。低電圧対応品に対しては、例えば
ワード線の電圧を電源電圧以上に昇圧するブースト技術
が提案されている。低電圧対応品においてワード線を昇
圧すれば、メモリセルのトランスファトランジスタの電
圧伝達線能力が上がるので、メモリセルの書込みデータ
の高レベルも上がり、メモリセルの安定性が向上すると
いう利点があるからである。
動作電源電圧(以下、単に動作電圧という)は、通常
5.0V±10%であり、この動作電圧より低い低電圧
対応品においては3.0V±10%、3.3V±10%
などが一般的である。低電圧対応品に対しては、例えば
ワード線の電圧を電源電圧以上に昇圧するブースト技術
が提案されている。低電圧対応品においてワード線を昇
圧すれば、メモリセルのトランスファトランジスタの電
圧伝達線能力が上がるので、メモリセルの書込みデータ
の高レベルも上がり、メモリセルの安定性が向上すると
いう利点があるからである。
【0003】このブースト技術を使う場合、半導体装置
全体の消費電流が増えることになるが、消費電流の増大
を少なく抑えるために、例えばメモリセルアレイ全体を
いくつかのブロックに分け、各ブロック毎にブーストを
行なう回路(以下ブーストブロック選択回路という)を
用いる方法が採用されるようになってきた。また、いく
つかのブロックに分けることにより、一度にブーストす
る回路の寄生容量を少なくすることができ、より大きい
ブースト電圧を得ることができる。
全体の消費電流が増えることになるが、消費電流の増大
を少なく抑えるために、例えばメモリセルアレイ全体を
いくつかのブロックに分け、各ブロック毎にブーストを
行なう回路(以下ブーストブロック選択回路という)を
用いる方法が採用されるようになってきた。また、いく
つかのブロックに分けることにより、一度にブーストす
る回路の寄生容量を少なくすることができ、より大きい
ブースト電圧を得ることができる。
【0004】このようなブースト電圧供給手段を備えた
半導体装置の代表的な一例を図6に示す。
半導体装置の代表的な一例を図6に示す。
【0005】この半導体装置は、ブースト容量C11、
制御信号PCに従って所定のタイミングでブースト容量
C11の出力端側を電源電圧Vccにプリチャージする
プリチャージ回路12、及び制御信号BDに従ってブー
スト容量C11の入力端側を電源電圧Vccに駆動する
ブーストドライブ回路11を備え所定のタイミングで電
源電圧Vccより高いブースト電圧Vbstを発生する
ブースト電圧発生回路1と、ブロック選択信号BKSを
ゲートに受けソースを接地電位点と接続するNチャネル
型のトランジスタQ21、電源電圧Vccをゲートに受
けソースにブロック選択信号BKSを受けるNチャネル
型のトランジスタQ22、ブースト電圧発生回路1から
のブースト電圧Vbstをソース及び基板に受けドレイ
ンをトランジスタQ22のドレインと接続しゲートをト
ランジスタQ21のドレインと接続するPチャネル型の
トランジスタQ23、並びにソース及び基板にブースト
電圧Vbstを受けドレインをトランジスタQ21のド
レインと接続しゲートをトランジスタQ22のドレイン
と接続するPチャネル型のトランジスタQ24を備えブ
ロック選択信号BKSが選択レベル(低レベル)のとき
にブースト電圧Vbstをブースト電圧伝達線BTLに
供給するブーストブロック選択回路2xと、ワード線選
択信号WSj(j=1〜m)が選択レベル(低レベル)
のときに対応するワード線WLjにブースト電圧伝達線
BTLのブースト電圧を供給するワードドライバ回路3
jを備えたブースト対象回路ブロック3とを有する構成
となっている。
制御信号PCに従って所定のタイミングでブースト容量
C11の出力端側を電源電圧Vccにプリチャージする
プリチャージ回路12、及び制御信号BDに従ってブー
スト容量C11の入力端側を電源電圧Vccに駆動する
ブーストドライブ回路11を備え所定のタイミングで電
源電圧Vccより高いブースト電圧Vbstを発生する
ブースト電圧発生回路1と、ブロック選択信号BKSを
ゲートに受けソースを接地電位点と接続するNチャネル
型のトランジスタQ21、電源電圧Vccをゲートに受
けソースにブロック選択信号BKSを受けるNチャネル
型のトランジスタQ22、ブースト電圧発生回路1から
のブースト電圧Vbstをソース及び基板に受けドレイ
ンをトランジスタQ22のドレインと接続しゲートをト
ランジスタQ21のドレインと接続するPチャネル型の
トランジスタQ23、並びにソース及び基板にブースト
電圧Vbstを受けドレインをトランジスタQ21のド
レインと接続しゲートをトランジスタQ22のドレイン
と接続するPチャネル型のトランジスタQ24を備えブ
ロック選択信号BKSが選択レベル(低レベル)のとき
にブースト電圧Vbstをブースト電圧伝達線BTLに
供給するブーストブロック選択回路2xと、ワード線選
択信号WSj(j=1〜m)が選択レベル(低レベル)
のときに対応するワード線WLjにブースト電圧伝達線
BTLのブースト電圧を供給するワードドライバ回路3
jを備えたブースト対象回路ブロック3とを有する構成
となっている。
【0006】なお、ブースト対象回路ブロック3は、前
述したように、複数ブロック設けられ、これと対応し
て、ブーストブロック選択回路2x及びブースト電圧伝
達線BTLも複数設けられている。
述したように、複数ブロック設けられ、これと対応し
て、ブーストブロック選択回路2x及びブースト電圧伝
達線BTLも複数設けられている。
【0007】次に、この半導体装置のブーストブロック
選択回路2xの動作について説明する。
選択回路2xの動作について説明する。
【0008】まず、ブロック選択信号BKSが高レベル
の非選択レベルのときは、トランジスタQ21がオンと
なってブースト電圧伝達線BTLは接地電位レベルとな
る。これに伴い、トランジスタQ23がオンとなり、ト
ランジスタQ24のゲートが高レベルとなってトランジ
スタQ24はオフとなる。従ってブースト電圧伝達線B
TLは接地電位に保たれる。
の非選択レベルのときは、トランジスタQ21がオンと
なってブースト電圧伝達線BTLは接地電位レベルとな
る。これに伴い、トランジスタQ23がオンとなり、ト
ランジスタQ24のゲートが高レベルとなってトランジ
スタQ24はオフとなる。従ってブースト電圧伝達線B
TLは接地電位に保たれる。
【0009】次に、ブロック選択信号BKSが低レベル
の選択レベルのときは、トランジスタQ22はノーマリ
オンとなるので、そのドレイン、すなわちトランジスタ
Q24のゲートが低レベルとなってトランジスタQ24
がオンとなり、一方トランジスタQ21はオフとなって
いるのでブースト電圧伝達線BTLはブースト電圧Vb
stに引き上げられる。これに伴い、トランジスタQ2
3はオフとなり、トランジスタQ24のゲートが低レベ
ルに保たれ、ブースト電圧伝達線BTLはブースト電圧
Vbstに保たれる。このとき、ワード線選択信号WS
jのうちの1本が選択レベルになると、対応するワード
線がブースト電圧Vbstの選択レベルとなる。
の選択レベルのときは、トランジスタQ22はノーマリ
オンとなるので、そのドレイン、すなわちトランジスタ
Q24のゲートが低レベルとなってトランジスタQ24
がオンとなり、一方トランジスタQ21はオフとなって
いるのでブースト電圧伝達線BTLはブースト電圧Vb
stに引き上げられる。これに伴い、トランジスタQ2
3はオフとなり、トランジスタQ24のゲートが低レベ
ルに保たれ、ブースト電圧伝達線BTLはブースト電圧
Vbstに保たれる。このとき、ワード線選択信号WS
jのうちの1本が選択レベルになると、対応するワード
線がブースト電圧Vbstの選択レベルとなる。
【0010】次に、この半導体装置において、ブースト
電圧Vbstが電源電圧Vccに対してどの程度上昇す
るか、すなわちブーストレシオについて説明する。
電圧Vbstが電源電圧Vccに対してどの程度上昇す
るか、すなわちブーストレシオについて説明する。
【0011】図7はこのブーストレシオを説明するため
の等価回路図である。図7において、節点N1はブース
ト容量C11の入力端、節点N2はブースト容量C11
の出力端、すなわちブースト電圧発生回路1の出力端で
あり、かつブーストブロック選択回路2xの入力端であ
り、節点N3はブーストブロック選択回路2xの出力端
と接続するブースト電圧伝達線BTL、Csはブースト
電圧伝達線BTLに寄生する寄生容量の総和である。ま
た、各節点N1,N2,N3それぞれの電圧をVN1,
VN2,VN3とする。
の等価回路図である。図7において、節点N1はブース
ト容量C11の入力端、節点N2はブースト容量C11
の出力端、すなわちブースト電圧発生回路1の出力端で
あり、かつブーストブロック選択回路2xの入力端であ
り、節点N3はブーストブロック選択回路2xの出力端
と接続するブースト電圧伝達線BTL、Csはブースト
電圧伝達線BTLに寄生する寄生容量の総和である。ま
た、各節点N1,N2,N3それぞれの電圧をVN1,
VN2,VN3とする。
【0012】ブースト前(トランジスタQ24はオフ)
の各節点N1〜N3の電圧を VN1=0V,VN2=Vcc,VN3=Va……(1) とし、ブースト後(トランジスタQ24はオン)の各節
点N1〜N3の電圧を VN1=Vcc,VN2=Vcc+α,VN3=Vcc+α……(2) とすれば、ブーストの前後で電荷量は不変(保存)であ
るから、ブースト容量C11及び寄生容量Csの容量値
を記号と同様C11,Csとすると、 (Vcc−0)C11+VaCs =(Vcc+α−Vcc)C11+(Vcc+α)Cs……(3) となる。ここで、左辺はブースト前、右辺はブースト後
を示す。この(3)式より、 α=〔Vcc(C11−Cs)+VaCs〕/(C11+Cs)……(4) となる。
の各節点N1〜N3の電圧を VN1=0V,VN2=Vcc,VN3=Va……(1) とし、ブースト後(トランジスタQ24はオン)の各節
点N1〜N3の電圧を VN1=Vcc,VN2=Vcc+α,VN3=Vcc+α……(2) とすれば、ブーストの前後で電荷量は不変(保存)であ
るから、ブースト容量C11及び寄生容量Csの容量値
を記号と同様C11,Csとすると、 (Vcc−0)C11+VaCs =(Vcc+α−Vcc)C11+(Vcc+α)Cs……(3) となる。ここで、左辺はブースト前、右辺はブースト後
を示す。この(3)式より、 α=〔Vcc(C11−Cs)+VaCs〕/(C11+Cs)……(4) となる。
【0013】ここで、αはブースト電圧伝達線BTLに
供給される電圧の増分であり、これがブーストレシオで
ある。ブースト技術においては、このブーストレシオが
回路の有効性の判断の一基準となる。また、図6に示さ
れた半導体装置では、ブロック選択信号BKSが非選択
レベルのときブースト電圧伝達線BTLは接地電位であ
るので、Va=0である。
供給される電圧の増分であり、これがブーストレシオで
ある。ブースト技術においては、このブーストレシオが
回路の有効性の判断の一基準となる。また、図6に示さ
れた半導体装置では、ブロック選択信号BKSが非選択
レベルのときブースト電圧伝達線BTLは接地電位であ
るので、Va=0である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
では、ブースト電圧伝達線BTLの電圧が、ブロック選
択信号BKSが非選択レベルのときには接地電位、選択
レベルのときには電源電圧Vccより高い(+α)ブー
スト電圧となるので、選択/非選択切換え時の充放電時
間が長くなって動作速度が遅いという欠点と充放電のた
めの消費電力が大きいという欠点があり、また非選択か
ら選択への切換え時の電位振幅が大きいのでブーストレ
シオの値を大きくすることができないとう問題点があ
る。
では、ブースト電圧伝達線BTLの電圧が、ブロック選
択信号BKSが非選択レベルのときには接地電位、選択
レベルのときには電源電圧Vccより高い(+α)ブー
スト電圧となるので、選択/非選択切換え時の充放電時
間が長くなって動作速度が遅いという欠点と充放電のた
めの消費電力が大きいという欠点があり、また非選択か
ら選択への切換え時の電位振幅が大きいのでブーストレ
シオの値を大きくすることができないとう問題点があ
る。
【0015】本発明の目的は、動作の高速化及び消費電
力の低減をはかることができ、かつブーストレシオの値
を大きくすることができる半導体装置を提供することに
ある。
力の低減をはかることができ、かつブーストレシオの値
を大きくすることができる半導体装置を提供することに
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
所定のタイミングで電源電圧より高いブースト電圧を発
生するブースト電圧発生回路と、伝達された前記ブース
ト電圧を所定のタイミングで所定の内部回路に供給する
少なくとも1つのブースト対象回路ブロックと、これら
ブースト対象回路ブロックそれぞれと対応して設けられ
対応するブースト対象回路ブロックに前記ブースト電圧
を伝達する少なくとも1つのブースト電圧伝達線と、こ
れらブースト電圧伝達線それぞれと対応して設けられ対
応するブースト電圧伝達線に対し、対応するブロック選
択信号が非選択レベルのときは前記電源電圧を供給し選
択レベルのときは前記ブースト電圧発生回路からのブー
スト電圧を供給する少なくとも1つのブーストブロック
選択回路とを有している。
所定のタイミングで電源電圧より高いブースト電圧を発
生するブースト電圧発生回路と、伝達された前記ブース
ト電圧を所定のタイミングで所定の内部回路に供給する
少なくとも1つのブースト対象回路ブロックと、これら
ブースト対象回路ブロックそれぞれと対応して設けられ
対応するブースト対象回路ブロックに前記ブースト電圧
を伝達する少なくとも1つのブースト電圧伝達線と、こ
れらブースト電圧伝達線それぞれと対応して設けられ対
応するブースト電圧伝達線に対し、対応するブロック選
択信号が非選択レベルのときは前記電源電圧を供給し選
択レベルのときは前記ブースト電圧発生回路からのブー
スト電圧を供給する少なくとも1つのブーストブロック
選択回路とを有している。
【0017】また、ブーストブロック選択回路を、対応
するブロック選択信号が選択レベルのときにオン状態と
なりブースト電圧発生回路からのブースト電圧を対応す
るブースト電圧伝達線に供給する第1のトランジスタ
と、前記対応するブロック選択信号が非選択レベルのと
きにオン状態となり電源電圧を前記対応するブースト電
圧伝達線に供給する第2のトランジスタとを備えた回路
として構成され、更にまた、ブースト電圧伝達線及び対
応するブースト対象回路ブロックが第1及び第2のブー
スト電圧伝達線及び対応するブースト対象回路ブロック
から成り、ブーストブロック選択回路を、前記第1のブ
ースト電圧伝達線と対応する第1のブロック選択信号が
選択レベルのときにオン状態となりブースト電圧発生回
路からのブースト電圧を前記第1のブースト電圧伝達線
に供給する第1のトランジスタと、前記第1のブロック
選択が非選択レベルのときにオン状態となり電源電圧を
前記第1のブースト電圧伝達線に供給する第2のトラン
ジスタと、前記第1のブロック選択信号と相補のレベル
関係にある第2のブロック選択信号が選択レベルのとき
にオン状態となり前記ブースト電圧発生回路からのブー
スト電圧を前記第2のブースト電圧伝達線に供給する第
3のトラジスタと、前記第2のブロク選択信号が非選択
レベルのときにオン状態となり前記電源電圧を前記第2
のブースト電圧伝達線に供給する第4のトランジスタと
を備えた回路として構成される。
するブロック選択信号が選択レベルのときにオン状態と
なりブースト電圧発生回路からのブースト電圧を対応す
るブースト電圧伝達線に供給する第1のトランジスタ
と、前記対応するブロック選択信号が非選択レベルのと
きにオン状態となり電源電圧を前記対応するブースト電
圧伝達線に供給する第2のトランジスタとを備えた回路
として構成され、更にまた、ブースト電圧伝達線及び対
応するブースト対象回路ブロックが第1及び第2のブー
スト電圧伝達線及び対応するブースト対象回路ブロック
から成り、ブーストブロック選択回路を、前記第1のブ
ースト電圧伝達線と対応する第1のブロック選択信号が
選択レベルのときにオン状態となりブースト電圧発生回
路からのブースト電圧を前記第1のブースト電圧伝達線
に供給する第1のトランジスタと、前記第1のブロック
選択が非選択レベルのときにオン状態となり電源電圧を
前記第1のブースト電圧伝達線に供給する第2のトラン
ジスタと、前記第1のブロック選択信号と相補のレベル
関係にある第2のブロック選択信号が選択レベルのとき
にオン状態となり前記ブースト電圧発生回路からのブー
スト電圧を前記第2のブースト電圧伝達線に供給する第
3のトラジスタと、前記第2のブロク選択信号が非選択
レベルのときにオン状態となり前記電源電圧を前記第2
のブースト電圧伝達線に供給する第4のトランジスタと
を備えた回路として構成される。
【0018】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【0019】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。
である。
【0020】この実施例が図6に示された従来の半導体
装置と相違する点は、ブーストブロック選択回路2xに
代えて、ブロック選択信号BKSをゲートに受けソース
を接地電位点と接続するNチャネル型のトランジスタQ
21と、電源電圧Vccをゲートに受けソースにブロッ
ク選択信号BKSを受けるNチャネル型のトランジスタ
Q22と、ブースト電圧発生回路1からのブースト電圧
Vbstをソース及び基板に受けドレインをトランジス
タQ22のドレインと接続しゲートをトランジスタQ2
1のドレインと接続するPチャネル型のトランジスタQ
23と、ソース及び基板にブースト電圧Vbstを受け
ドレインをブースト電圧伝達線BTLと接続しゲートを
トランジスタQ22のドレインと接続するPチャネル型
のトランジスタQ24と、ソース及び基板をブースト電
圧伝達線BTLと接続しゲートをトランジスタQ22の
ドレインと接続しドレインをトランジスタQ21のドレ
インと接続するPチャネル型のトランジスタQ25と、
ソースに電源電圧Vccを受けゲートをトランジスタQ
21のドレインと接続しドレイン及び基板をブースト電
圧伝達線BTLと接続するPチャネル型のトランジスタ
Q26とを備え、対応するブロック選択信号BKSが選
択レベル(低レベル)のときはトランジスタQ24をオ
ンにしてブースト電圧発生回路1からのブースト電圧V
bstをブースト電圧伝達線BTLに供給し、非選択レ
ベル(高レベル)のときはトランジスタQ26をオンに
して電源電圧Vccをブースト電圧伝達線BTLに供給
するブーストブロック選択回路2を設けた点にある。
装置と相違する点は、ブーストブロック選択回路2xに
代えて、ブロック選択信号BKSをゲートに受けソース
を接地電位点と接続するNチャネル型のトランジスタQ
21と、電源電圧Vccをゲートに受けソースにブロッ
ク選択信号BKSを受けるNチャネル型のトランジスタ
Q22と、ブースト電圧発生回路1からのブースト電圧
Vbstをソース及び基板に受けドレインをトランジス
タQ22のドレインと接続しゲートをトランジスタQ2
1のドレインと接続するPチャネル型のトランジスタQ
23と、ソース及び基板にブースト電圧Vbstを受け
ドレインをブースト電圧伝達線BTLと接続しゲートを
トランジスタQ22のドレインと接続するPチャネル型
のトランジスタQ24と、ソース及び基板をブースト電
圧伝達線BTLと接続しゲートをトランジスタQ22の
ドレインと接続しドレインをトランジスタQ21のドレ
インと接続するPチャネル型のトランジスタQ25と、
ソースに電源電圧Vccを受けゲートをトランジスタQ
21のドレインと接続しドレイン及び基板をブースト電
圧伝達線BTLと接続するPチャネル型のトランジスタ
Q26とを備え、対応するブロック選択信号BKSが選
択レベル(低レベル)のときはトランジスタQ24をオ
ンにしてブースト電圧発生回路1からのブースト電圧V
bstをブースト電圧伝達線BTLに供給し、非選択レ
ベル(高レベル)のときはトランジスタQ26をオンに
して電源電圧Vccをブースト電圧伝達線BTLに供給
するブーストブロック選択回路2を設けた点にある。
【0021】次に、この実施例のブーストブロック選択
回路2の動作について説明する。
回路2の動作について説明する。
【0022】まず、ブロック選択信号BKSが高レベル
の非選択レベルのときは、トランジスタQ21がオンと
なるのでトランジスタQ26がオンとなる。一方、トラ
ンジスタQ22はオフであり、トランジスタQ23のゲ
ートはトランジスタQ21により低レベルとなっている
のでトランジスタQ23がオンとなり、トランジスタQ
24,Q25のゲートに電源電圧Vccが伝達されてこ
れらトランジスタQ24,Q25はオフとなる。従って
ブースト電圧伝達線BTLと接続するトランジスタQ2
4,Q25,Q26はQ26のみがオンで他はオフであ
るので、ブースト電圧伝達線BTLは電源電圧Vccに
保たれる。
の非選択レベルのときは、トランジスタQ21がオンと
なるのでトランジスタQ26がオンとなる。一方、トラ
ンジスタQ22はオフであり、トランジスタQ23のゲ
ートはトランジスタQ21により低レベルとなっている
のでトランジスタQ23がオンとなり、トランジスタQ
24,Q25のゲートに電源電圧Vccが伝達されてこ
れらトランジスタQ24,Q25はオフとなる。従って
ブースト電圧伝達線BTLと接続するトランジスタQ2
4,Q25,Q26はQ26のみがオンで他はオフであ
るので、ブースト電圧伝達線BTLは電源電圧Vccに
保たれる。
【0023】次に、ブロック選択信号BKSが低レベル
の選択レベルのときは、トランジスタQ22はノーマル
オンとなりトランジスタQ24,Q25のゲートは低レ
ベルとなるのでこれらトランジスタQ24,Q25はオ
ンとなる。一方、トランジスタQ21はオフとなってい
るので、トランジスタQ23,Q26のゲートは高レベ
ルとなり、これらトランジスタQ23,Q26はオフと
なる。従ってトランジスタQ24,Q25のゲートは低
レベルに保たれてこれらトランジスタQ24,Q25は
オン状態を保ち、かつトランジスタQ25のドレインと
接続するトランジスタQ21はオフであるので、ブース
ト電圧伝達線BTLは、ブースト電圧発生回路1からの
ブースト電圧Vbstに保たれる。
の選択レベルのときは、トランジスタQ22はノーマル
オンとなりトランジスタQ24,Q25のゲートは低レ
ベルとなるのでこれらトランジスタQ24,Q25はオ
ンとなる。一方、トランジスタQ21はオフとなってい
るので、トランジスタQ23,Q26のゲートは高レベ
ルとなり、これらトランジスタQ23,Q26はオフと
なる。従ってトランジスタQ24,Q25のゲートは低
レベルに保たれてこれらトランジスタQ24,Q25は
オン状態を保ち、かつトランジスタQ25のドレインと
接続するトランジスタQ21はオフであるので、ブース
ト電圧伝達線BTLは、ブースト電圧発生回路1からの
ブースト電圧Vbstに保たれる。
【0024】次に、この実施例における、ブロック選択
信号BKSが非選択レベルから選択レベルに変化したと
きのブースト電圧伝達線BTLの電圧推移特性について
説明する。図2はこのブースト電圧伝達線BTLの電圧
推移特性を求めるための等価回路図、図3はその電圧推
移特性図(従来例を含む)である。
信号BKSが非選択レベルから選択レベルに変化したと
きのブースト電圧伝達線BTLの電圧推移特性について
説明する。図2はこのブースト電圧伝達線BTLの電圧
推移特性を求めるための等価回路図、図3はその電圧推
移特性図(従来例を含む)である。
【0025】図2の等価回路において、Rsはブースト
電圧伝達線BTLの寄生抵抗でありその抵抗値はR1 、
Csはその寄生容量であり容量値はC1 である。またこ
のブースト電圧伝達線BTLには電流iが流れ、寄生容
量Csに蓄えられる。
電圧伝達線BTLの寄生抵抗でありその抵抗値はR1 、
Csはその寄生容量であり容量値はC1 である。またこ
のブースト電圧伝達線BTLには電流iが流れ、寄生容
量Csに蓄えられる。
【0026】ブロック選択信号BKSが非選択レベルの
ときのブーストブロック選択回路2の出力端、すなわち
ブースト電圧伝達線BTLの入力端(以下、節点Nとい
う)の電圧をE1 とし、時間t=0のときブロック選択
信号BKSが選択レベルとなって節点Nの電圧がE
2 (ブースト電圧)になったとする。このときの電圧変
化特性はステップ関数u(t)を用いて、次のような微
分方程式で表現できる。
ときのブーストブロック選択回路2の出力端、すなわち
ブースト電圧伝達線BTLの入力端(以下、節点Nとい
う)の電圧をE1 とし、時間t=0のときブロック選択
信号BKSが選択レベルとなって節点Nの電圧がE
2 (ブースト電圧)になったとする。このときの電圧変
化特性はステップ関数u(t)を用いて、次のような微
分方程式で表現できる。
【0027】
【0028】Laplace変換して、
【0029】
【0030】初期条件は
【0031】
【0032】よって、
【0033】
【0034】
【0035】逆Laplace変換すると、
【0036】
【0037】節点Nの電位を時間tで表すと、
【0038】
【0039】となる。
【0040】ここで、(4)式と(11)式とにより、
ブーストレシオ及び節点N(図6ではN3)の電圧推移
特性を、この実施例と従来例とで比較する。
ブーストレシオ及び節点N(図6ではN3)の電圧推移
特性を、この実施例と従来例とで比較する。
【0041】まず、各パラメータは一例として、本発明
では、 C11=90pF,C1 =Cs=30pF, Va=E1 =Vcc=3V,R1 =30Ω……(13) 従来例では、 C11=90pF,C1 =Cs=30pF, Va=E1 =0V,R1 =30Ω……(14) とする。
では、 C11=90pF,C1 =Cs=30pF, Va=E1 =Vcc=3V,R1 =30Ω……(13) 従来例では、 C11=90pF,C1 =Cs=30pF, Va=E1 =0V,R1 =30Ω……(14) とする。
【0042】ブーストレシオは(4)式より、本発明で
は2.25Vとなるのに対し従来例では1.5Vとな
り、本発明の方がはるかに大きいことが分る。
は2.25Vとなるのに対し従来例では1.5Vとな
り、本発明の方がはるかに大きいことが分る。
【0043】また、節点Nの電圧推移特性は図3のとお
りとなり、ブースト電圧の静定値(本発明では5.25
V、従来例では4.5V)の90%に到達するまでの時
間は、本発明では1.3ms程度に対し従来例では2.
1ns程度となり、本発明の方がはるかに速いことが分
る。また、本発明においては、従来例の静定値の90%
と同一の電圧に到達するまでの時間は更に速く、0.6
ns程度となる。またこの場合、選択/非選択の切換え
時に、節点Nを充放電する電位振幅は、本発明が2.2
5Vに対し従来例では4.5Vであるので、その分、消
費電力を低減することができる。
りとなり、ブースト電圧の静定値(本発明では5.25
V、従来例では4.5V)の90%に到達するまでの時
間は、本発明では1.3ms程度に対し従来例では2.
1ns程度となり、本発明の方がはるかに速いことが分
る。また、本発明においては、従来例の静定値の90%
と同一の電圧に到達するまでの時間は更に速く、0.6
ns程度となる。またこの場合、選択/非選択の切換え
時に、節点Nを充放電する電位振幅は、本発明が2.2
5Vに対し従来例では4.5Vであるので、その分、消
費電力を低減することができる。
【0044】次に、本発明において、従来例と同一のブ
ーストレシオとした場合の節点Nの電圧推移特性を求め
る。この場合、ブースト容量C11の容量値は30pF
となり、その電圧推移特性は図4のとおりとなる。この
ように、ブースト容量C11を従来例の1/3の容量値
とすることができ、更に動作の高速化と消費電力の低減
をはかることができる。またブースト電圧の静定値の9
0%に到達するまでの時間も、前述の従来例の2.1n
s程度に比べ1.1ns程度となり、高速動作が得られ
ることがわかる。消費電力の低減は、選択/非選択切換
え時の充放電の電位振幅が1.5Vとなることからも明
らかである。
ーストレシオとした場合の節点Nの電圧推移特性を求め
る。この場合、ブースト容量C11の容量値は30pF
となり、その電圧推移特性は図4のとおりとなる。この
ように、ブースト容量C11を従来例の1/3の容量値
とすることができ、更に動作の高速化と消費電力の低減
をはかることができる。またブースト電圧の静定値の9
0%に到達するまでの時間も、前述の従来例の2.1n
s程度に比べ1.1ns程度となり、高速動作が得られ
ることがわかる。消費電力の低減は、選択/非選択切換
え時の充放電の電位振幅が1.5Vとなることからも明
らかである。
【0045】なお、この実施例において、ブーストブロ
ック選択回路2,ブースト電圧伝達線BTL、及びブー
スト対象回路ブロック3の設置数1組でも複数組でもよ
く、それぞれの組について、上述した効果が得られる。
ック選択回路2,ブースト電圧伝達線BTL、及びブー
スト対象回路ブロック3の設置数1組でも複数組でもよ
く、それぞれの組について、上述した効果が得られる。
【0046】図5は本発明の第2の実施例のブーストブ
ロック選択回路部分の回路図である。
ロック選択回路部分の回路図である。
【0047】この実施例は、ブースト電圧伝達線が互い
に対をなす第1及び第2のブースト電圧伝達線BTL
1,BTL2から成り(当然、これらそれぞれと対応す
るブースト対象回路ブロックが存在する)、ブーストブ
ロック選択回路2aから第1及び第2のブースト電圧伝
達線BTL1,BTL2に対し、互いに相補のレベル関
係にあるブロック選択信号BKS1,BKS2で選択制
御されたブースト電圧Vbstを供給するようにしたも
のである。
に対をなす第1及び第2のブースト電圧伝達線BTL
1,BTL2から成り(当然、これらそれぞれと対応す
るブースト対象回路ブロックが存在する)、ブーストブ
ロック選択回路2aから第1及び第2のブースト電圧伝
達線BTL1,BTL2に対し、互いに相補のレベル関
係にあるブロック選択信号BKS1,BKS2で選択制
御されたブースト電圧Vbstを供給するようにしたも
のである。
【0048】この実施例のブーストブロック選択回路2
aは、第1及び第2のブースト電圧伝達線BTL1,B
TL2に対して対象の回路構成となっており、第1の実
施例のブーストブロック選択回路2のトランジスタQ2
1,Q24,Q25,Q26の部分を左右(BTL2,
BTL1)対象に設け、これら左右対象の回路ブロック
へのブロック選択信号をBKS1(右,BTL1),B
KS2(左,BTL2)とした構成となっている。
aは、第1及び第2のブースト電圧伝達線BTL1,B
TL2に対して対象の回路構成となっており、第1の実
施例のブーストブロック選択回路2のトランジスタQ2
1,Q24,Q25,Q26の部分を左右(BTL2,
BTL1)対象に設け、これら左右対象の回路ブロック
へのブロック選択信号をBKS1(右,BTL1),B
KS2(左,BTL2)とした構成となっている。
【0049】次に、この実施例のブーストブロック選択
回路2aの動作について説明する。
回路2aの動作について説明する。
【0050】まず、ブロック選択信号BKS1が高レベ
ルの非選択レベル、ブロック選択信号BKS1が低レベ
ルの選択レベルのときには、トランジスタQ21はオ
ン、トランジスタQ27はオフとなる。トランジスタQ
21がオンとなることによりトランジスタQ26,Q2
8,Q23のゲートは低レベルとなるので、これらトラ
ンジスタQ26,Q28,Q23はオンとなり、一方、
トランジスタQ24,Q25,Q29のゲートにはトラ
ンジスタQ23,28を介してブースト電圧Vbstが
供給されるので、これらトランジスタQ24,Q25,
Q29はオフとなる。従って、ブースト電圧伝達線BT
L1と接続するトランジスタQ24,Q25,Q26の
うちQ26がオン、Q24,Q25がオフであるので、
このブースト電圧伝達線BTL1の電圧は電源電圧Vc
cとなり、また、ブースト電圧伝達線BTL2と接続す
るトランジスタQ23,Q28,Q29のうちQ23,
Q28がオン、Q29がオフであり、かつQ27もオフ
であるので、ブースト電圧伝達線BTL2の電圧はブー
スト電圧Vbstとなる。
ルの非選択レベル、ブロック選択信号BKS1が低レベ
ルの選択レベルのときには、トランジスタQ21はオ
ン、トランジスタQ27はオフとなる。トランジスタQ
21がオンとなることによりトランジスタQ26,Q2
8,Q23のゲートは低レベルとなるので、これらトラ
ンジスタQ26,Q28,Q23はオンとなり、一方、
トランジスタQ24,Q25,Q29のゲートにはトラ
ンジスタQ23,28を介してブースト電圧Vbstが
供給されるので、これらトランジスタQ24,Q25,
Q29はオフとなる。従って、ブースト電圧伝達線BT
L1と接続するトランジスタQ24,Q25,Q26の
うちQ26がオン、Q24,Q25がオフであるので、
このブースト電圧伝達線BTL1の電圧は電源電圧Vc
cとなり、また、ブースト電圧伝達線BTL2と接続す
るトランジスタQ23,Q28,Q29のうちQ23,
Q28がオン、Q29がオフであり、かつQ27もオフ
であるので、ブースト電圧伝達線BTL2の電圧はブー
スト電圧Vbstとなる。
【0051】ブロック選択信号BKS1が低レベルの選
択レベル、ブロック選択信号BKS2が高レベルの非選
択レベルのときには、構成トランジスタのオン,オフが
前述の場合と全く逆になり、第1のブースト電圧伝達線
BTL1はブースト電圧Vbstに、第2のブースト電
圧伝達線BTL2は電源電圧Vccとなる。
択レベル、ブロック選択信号BKS2が高レベルの非選
択レベルのときには、構成トランジスタのオン,オフが
前述の場合と全く逆になり、第1のブースト電圧伝達線
BTL1はブースト電圧Vbstに、第2のブースト電
圧伝達線BTL2は電源電圧Vccとなる。
【0052】この実施例においても、当然、第1の実施
例と同様の効果があるほか、2つのブースト電圧伝達線
BTL1,BTL2(従って2つのブースト対象回路ブ
ロック)に対し1つのブーストブロック選択回路2aか
らブースト電圧Vbst,電源電圧Vccを選択,供給
することができ、第1の実施例のブーストブロック選択
回路2を2つ設ける場合に比べ、回路素子数を少なくす
ることができるという利点がある。すなわち、第1の実
施例の場合には回路素子数が6×2=12個であるのに
対し、第2の実施例では8個に削減することができる。
例と同様の効果があるほか、2つのブースト電圧伝達線
BTL1,BTL2(従って2つのブースト対象回路ブ
ロック)に対し1つのブーストブロック選択回路2aか
らブースト電圧Vbst,電源電圧Vccを選択,供給
することができ、第1の実施例のブーストブロック選択
回路2を2つ設ける場合に比べ、回路素子数を少なくす
ることができるという利点がある。すなわち、第1の実
施例の場合には回路素子数が6×2=12個であるのに
対し、第2の実施例では8個に削減することができる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ブースト
ブロック選択回路を、ブロック選択信号が非選択レベル
のときには電源電圧を、選択レベルのときにはブースト
電圧発生回路からのブースト電圧を対応するブースト電
圧伝達線に供給する構成としたので、ブーストレシオの
値を大きくすることができ、かつ、選択/非選択切換え
時のブースト電圧伝達線の充放電の電位振幅が小さいの
で、その分、消費電力の低減及び動作の高速化をはかる
ことができる効果がある。また、ブーストレシオを従来
例と同一にした場合には、ブースト電圧発生回路のブー
スト容量の値を小さくすることができ、更に消費電力の
低減及び動作の高速化をはかることができる効果があ
る。
ブロック選択回路を、ブロック選択信号が非選択レベル
のときには電源電圧を、選択レベルのときにはブースト
電圧発生回路からのブースト電圧を対応するブースト電
圧伝達線に供給する構成としたので、ブーストレシオの
値を大きくすることができ、かつ、選択/非選択切換え
時のブースト電圧伝達線の充放電の電位振幅が小さいの
で、その分、消費電力の低減及び動作の高速化をはかる
ことができる効果がある。また、ブーストレシオを従来
例と同一にした場合には、ブースト電圧発生回路のブー
スト容量の値を小さくすることができ、更に消費電力の
低減及び動作の高速化をはかることができる効果があ
る。
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示された実施例のブースト電圧伝達線の
電圧推移特性を求めるための等価回路図である。
電圧推移特性を求めるための等価回路図である。
【図3】図1に示された実施例のブースト電圧伝達線の
電圧推移特性図である。
電圧推移特性図である。
【図4】図1に示された実施例のブーストレシオを従来
例と同一としたときのブースト電圧伝達線の電圧推移特
性図である。
例と同一としたときのブースト電圧伝達線の電圧推移特
性図である。
【図5】本発明の第2の実施例のブーストブロック選択
回路部分の回路図である。
回路部分の回路図である。
【図6】従来の半導体装置の一例を示す回路図である。
【図7】図6に示された半導体装置のブーストレシオを
説明するための等価回路図である。
説明するための等価回路図である。
1 ブースト電圧発生回路 2,2a,2x ブーストブロック選択回路 3 ブースト対象回路ブロック 11 ブーストドライブ回路 12 プリチャージ回路 3j ワードドライバ回路 BTL,BTL1,BTL2 ブースト電圧伝達線 C11 ブースト容量 Cs 寄生容量 Q11,Q21〜Q29,Q31,Q32 トランジ
スタ Rs 寄生抵抗 WLj ワード線
スタ Rs 寄生抵抗 WLj ワード線
Claims (3)
- 【請求項1】 所定のタイミングで電源電圧より高いブ
ースト電圧を発生するブースト電圧発生回路と、伝達さ
れた前記ブースト電圧を所定のタイミングで所定の内部
回路に供給する少なくとも1つのブースト対象回路ブロ
ックと、これらブースト対象回路ブロックそれぞれと対
応して設けられ対応するブースト対象回路ブロックに前
記ブースト電圧を伝達する少なくとも1つのブースト電
圧伝達線と、これらブースト電圧伝達線それぞれと対応
して設けられ対応するブースト電圧伝達線に対し、対応
するブロック選択信号が非選択レベルのときは前記電源
電圧を供給し選択レベルのときは前記ブースト電圧発生
回路からのブースト電圧を供給する少なくとも1つのブ
ーストブロック選択回路とを有することを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項2】 ブーストブロック選択回路を、対応する
ブロック選択信号が選択レベルのときにオン状態となり
ブースト電圧発生回路からのブースト電圧を対応するブ
ースト電圧伝達線に供給する第1のトランジスタと、前
記対応するブロック選択信号が非選択レベルのときにオ
ン状態となり電源電圧を前記対応するブースト電圧伝達
線に供給する第2のトランジスタとを備えた回路とする
請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 ブースト電圧伝達線及び対応するブース
ト対象回路ブロックが第1及び第2のブースト電圧伝達
線及び対応するブースト対象回路ブロックから成り、ブ
ーストブロック選択回路を、前記第1のブースト電圧伝
達線と対応する第1のブロック選択信号が選択レベルの
ときにオン状態となりブースト電圧発生回路からのブー
スト電圧を前記第1のブースト電圧伝達線に供給する第
1のトランジスタと、前記第1のブロック選択が非選択
レベルのときにオン状態となり電源電圧を前記第1のブ
ースト電圧伝達線に供給する第2のトランジスタと、前
記第1のブロック選択信号と相補のレベル関係にある第
2のブロック選択信号が選択レベルのときにオン状態と
なり前記ブースト電圧発生回路からのブースト電圧を前
記第2のブースト電圧伝達線に供給する第3のトラジス
タと、前記第2のブロク選択信号が非選択レベルのとき
にオン状態となり前記電源電圧を前記第2のブースト電
圧伝達線に供給する第4のトランジスタとを備えた回路
とする請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7075135A JPH08274612A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 半導体装置 |
US08/625,916 US5789967A (en) | 1995-03-31 | 1996-04-01 | Semiconductor device with boost voltage supply means |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7075135A JPH08274612A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08274612A true JPH08274612A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13567454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7075135A Pending JPH08274612A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5789967A (ja) |
JP (1) | JPH08274612A (ja) |
Families Citing this family (19)
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---|---|---|---|---|
US5909618A (en) | 1997-07-08 | 1999-06-01 | Micron Technology, Inc. | Method of making memory cell with vertical transistor and buried word and body lines |
US6072209A (en) | 1997-07-08 | 2000-06-06 | Micro Technology, Inc. | Four F2 folded bit line DRAM cell structure having buried bit and word lines |
US5973356A (en) * | 1997-07-08 | 1999-10-26 | Micron Technology, Inc. | Ultra high density flash memory |
US6150687A (en) | 1997-07-08 | 2000-11-21 | Micron Technology, Inc. | Memory cell having a vertical transistor with buried source/drain and dual gates |
US6191470B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-02-20 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor-on-insulator memory cell with buried word and body lines |
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US5907170A (en) | 1997-10-06 | 1999-05-25 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for an open bit line memory cell with a vertical transistor and trench plate trench capacitor |
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US5963469A (en) | 1998-02-24 | 1999-10-05 | Micron Technology, Inc. | Vertical bipolar read access for low voltage memory cell |
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US6097242A (en) | 1998-02-26 | 2000-08-01 | Micron Technology, Inc. | Threshold voltage compensation circuits for low voltage and low power CMOS integrated circuits |
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1995
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JPS62143518A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Hitachi Micro Comput Eng Ltd | 給電回路 |
JPH03176888A (ja) * | 1989-12-04 | 1991-07-31 | Fujitsu Ltd | 半導体記憶装置 |
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JPH0686458A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-25 | Nec Corp | 電源選択回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US5789967A (en) | 1998-08-04 |
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