JPH09232937A - バスライン駆動回路およびこれを具備する半導体記憶装置 - Google Patents

バスライン駆動回路およびこれを具備する半導体記憶装置

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JPH09232937A
JPH09232937A JP8354185A JP35418596A JPH09232937A JP H09232937 A JPH09232937 A JP H09232937A JP 8354185 A JP8354185 A JP 8354185A JP 35418596 A JP35418596 A JP 35418596A JP H09232937 A JPH09232937 A JP H09232937A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電流が低減できるとともに、低電圧動作
のマージンを確保でき、動作速度の向上を図ることので
きるバスライン駆動回路、およびこのバスライン駆動回
路を搭載した半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 バスライン駆動回路は、夫々のゲートに
読み出しデータが入力されるインバータと、該インバー
タの出力信号を受ける遅延回路と、前記遅延回路の出力
を受けるデプリーション型トランジスタとを含む。デー
タがローレベルからハイレベルに変化する時に、前記遅
延回路により前記デプリーション型トランジスタのゲー
トに印加される信号電位が高いままなので大きな電流供
給能力をもってバスラインを充電し、その後遅延回路に
よりトランジスタのゲート電位はローレベルとなるた
め、バスラインを電源電圧に依存させずに、徐々に電源
電圧よりも低い一定電位に収束できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関するものであり、特に、バスライン等の負荷容量,負
荷抵抗の大きいバスラインを駆動する回路に関する。
【0002】
【背景技術】近年、半導体記憶装置、半導体記憶装置を
内蔵するロジック等においては動作時における低消費電
力化が大きな技術課題となっている。そのための一方法
として、バスライン等、負荷容量の大きい信号ラインを
駆動する場合には、その負荷容量に対する充放電電流を
抑えるために、以下のような方法を利用している。すな
わち、電源電圧を外部端子から供給し、この電源電圧よ
りも低い電圧を半導体記憶装置内で形成してメモリアレ
イ等の内部回路に供給している。このことによって、前
記内部回路を低電圧で駆動させ、製品全体としての消費
電流を抑えている。
【0003】例えば、『IEEE JOURNAL O
F SOLID−STATE CIRCUITS,VO
L.30,NO.4,P397,APRIL 199
5』にはクロック容量と振幅を半分にしてクロック電力
を1/4にした回路が記載されている。この回路は、十
分に大きな、同等の容量を電源電圧(VDD)と接地電圧
(GND)の間に設けて、クロック線の容量を半分にし
て、ドライバ回路を構成する2つのインバータをそれぞ
れ異なる電圧にて動作させるものである。
【0004】すなわち、この回路においては、電源電圧
用端子側に設けられたインバータを、VDD,VDD/2の
電圧間で振幅させ、接地電圧用端子側に設けられたイン
バータをVDD/2,GNDの電圧間で振幅させるもので
ある。そして、このことによって、この回路において、
信号振幅の深さを浅くし、チップ内に引き回されるバス
ラインの充放電における消費電力を低減している。
【0005】近年は回路の高集積化、大規模化に伴い、
1チップ当たりのトランジスタ数が増加していることか
ら、低消費電力化のために電源電圧自体を下げるという
検討が進んでいる。例えば、半導体記憶装置の電源電圧
の仕様が5Vであったものが、電源電圧仕様を3.3V
へ移行するといった電源電圧の低電圧化がすすめられて
いる。そして、この低電圧化によって、たとえば、MO
Sトランジスタのしきい値電圧分の電源電圧の低下でさ
えも問題となってくる。すなわち、電源電圧VDDのう
ち、MOSトランジスタのしきい値電圧Vthnの占める
割合が大きくなってしまうため、トランジスタの動作マ
ージンの確保が困難となる。たとえば、VDD=5V,V
thn=0.7Vであれば、Vthnは電源電圧の14%に相
当するのに対し、VDD=3.3V,Vthn=0.7Vで
あれば、Vthnは約21.2%の電圧に相当する。
【0006】つまり、電源電圧VDDが低い仕様の半導体
記憶装置を構成することは、出力電圧の低下に伴う動作
不良や、MOSトランジスタが導通時の電流供給能力の
低下に伴うバスラインの充電速度の低下という問題を引
き起こすこととなる。
【0007】ところで、スタティック型RAMにおいて
は、高速であるという性能を利用して、コンピュータ等
の高速性が要求される機器においてキャッシュメモリ等
に内蔵されるケースが多い。このスタティック型RAM
は、周辺回路がCMOSトランジスタにより構成されて
いるが、メモリセルの構成によっては、メモリアレイ等
の内部回路において消費電力が大きくなってしまう。こ
のため、スタティック型RAMの消費電力をダイナミッ
クRAMよりも低消費電力とすることが大きな課題とな
っている。
【0008】さらに、ダイナミック型RAMにおいて
は、安価で大きな記憶容量をもつため、コンピュータの
主記憶装置,画像メモリ等に内蔵されるなど適用範囲が
大きいが、ダイナミック型RAMは、一定時間間隔をも
って、リフレッシュ動作によりメモリセルのデータの書
き替えが行われるので、リフレッシュ時の充放電に電流
を消費する。したがって、ダイナミックRAMにおいて
も、バッテリバックアップ方式を採る場合には、さらな
る低消費電力化が重要な課題となっている。このよう
に、ダイナミック型RAMは、低価格で構成できるとい
う点と、高集積度に構成することができるという点か
ら、多方面にわたって活用されているが、一方、スタテ
ィック型RAMのような高速性も要求されるようになっ
てきている。このため、ダイナミック型RAMの高速化
および低消費電力化は大きな課題となっている。
【0009】このように、現在、半導体記憶装置の低消
費電力化,高速化について着目され、さまざまな検討が
行われている。特に、半導体記憶装置のバスラインは、
例えばアルミニウム,ポリシリコンなどで形成されてい
るが、バスラインは非常に長い配線であるため大きな負
荷抵抗および負荷容量を有する。一方、回路レイアウト
を変更しても長い配線をなくすことは困難であり、ま
た、抵抗値の低い配線材料に変更することも、デバイス
の特性が変わってしまうことになり、実現することが難
しい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、消
費電流が低減できるとともに、低電圧動作のマージンを
確保でき、動作速度の向上を図ることのできるバスライ
ン駆動回路、およびこのバスライン駆動回路を搭載した
半導体記憶装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のバスライ
ン駆動回路は、第1導電型のトランジスタと第2導電型
のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1導電型
のトランジスタのドレインと前記バスラインの一端の間
にデプリーション型の第2導電型のトランジスタが接続
され、該バスラインの一端と前記第2導電型のトランジ
スタのドレインとが接続されてなり、前記デプリーショ
ン型の第2導電型のトランジスタのゲートに、電源電圧
以下であって該デプリーション型の第2導電型のトラン
ジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧が印加される
ことを特徴とする。
【0012】したがって、請求項1記載のバスライン駆
動回路によれば、前記バスラインの電位は、前記デプリ
ーション型の第2導電型のトランジスタのしきい値電圧
の絶対値のみに依存するものであって、電源電圧の影響
を受けることがない。このため、上述した電源電圧の低
電圧化に対応でき、この電源電圧が低く設定されても安
定した回路動作が可能である。また、前記バスラインに
おいては、すべてのバスラインの充放電が高速にでき、
かつ、消費電力が小さくなる。
【0013】請求項2記載のバスライン駆動回路は、請
求項1記載のバスライン駆動回路において、前記デプリ
ーション型の第2導電型のトランジスタのゲートには、
前記第1導電型のトランジスタのゲートに入力される信
号を遅延した信号が入力されてなることを特徴とする。
【0014】したがって、請求項2記載のバスライン駆
動回路によれば、デプリーション型の第2導電型のトラ
ンジスタのゲートに印加される電圧は、入力電圧レベル
変化直後は、電源電圧レベルの信号が遅延されて転送さ
れるため、比較的高い電圧レベルとなり、この電圧が前
記デプリーション型NMOSトランジスタのゲートに印
加されることとなる。このため、前記デプリーション型
の第2導電型のトランジスタは、大きな電流供給能力を
もって、バスラインを充電することができる。
【0015】請求項3記載のバスライン駆動回路は、請
求項2記載のバスライン駆動回路において、前記デプリ
ーション型の第2導電型のトランジスタのゲートに、前
記第1導電型のトランジスタのゲートに入力される信号
と略同相の信号が入力されてなることを特徴とする。
【0016】したがって、請求項3記載のバスライン駆
動回路によれば、前記バスラインの電位は、前記第1導
電型のトランジスタのゲートに印加される電圧と、入力
電圧レベル変化直後は、同相の信号が遅延されて転送さ
れるため、前記デプリーション型の第2導電型のトラン
ジスタのしきい値電圧のみに依存するものであって、電
源電圧の影響を受けることがない。このため、上述した
電源電圧の低電圧化に対応でき、この電源電圧が低く設
定されても安定した回路動作が可能である。また、前記
バスラインにおいては、すべてのバスラインの充放電が
高速にでき、かつ、消費電力が小さくなる。
【0017】請求項4記載のバスライン駆動回路は、第
1導電型のトランジスタと第2導電型のトランジスタと
バスラインとを含み、前記第1導電型のトランジスタの
ドレインと前記バスラインの一端の間にデプリーション
型の第2導電型のトランジスタが接続され、該バスライ
ンの一端と前記第2導電型のトランジスタのドレインと
が接続されてなり、前記デプリーション型の第2導電型
のトランジスタのゲートに、接地電圧または電源電圧よ
りも低い電圧が供給されることを特徴とする。したがっ
て、請求項4記載のバスライン駆動回路によれば、遅延
回路を設けることなく、電源電圧に依存せずに電源を供
給することができるので、小型のチップにて構成でき、
遅延時間の設定も不要になり、使い勝手が向上できる。
【0018】請求項5記載のバスライン駆動回路は、第
1導電型のトランジスタと第2導電型のトランジスタと
バスラインとを含み、前記第1導電型のトランジスタの
ドレインと前記第2導電型のトランジスタのドレインと
前記バスラインの一端とを接続し、前記第1導電型のト
ランジスタのソースと電源端子との間にデプリーション
型の第2導電型のトランジスタが接続され、該デプリー
ション型の第2導電型のトランジスタのゲートに、電源
電圧以下の電圧であって該デプリーション型の第2導電
型のトランジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧を
印加することを特徴とする。
【0019】したがって、請求項5記載のバスライン駆
動回路によれば、遅延回路を設けることなく、さらに回
路素子数を低減させることができ、さらに電源電圧に依
存せずに電源を供給することができるので、大容量の半
導体記憶装置を小型のチップにて構成でき、遅延時間の
設定も不要になり、使い勝手が向上できる。
【0020】請求項6記載のバスライン駆動回路は、請
求項5記載のバスライン駆動回路において、複数のバス
ラインと複数の前記第1導電型のトランジスタとを含
み、前記デプリーション型の第2導電型のトランジスタ
のソースが、該複数の第1導電型のトランジスタのソー
スに共通接続されてなり、前記デプリーション型の第2
導電型のトランジスタは、前記複数のバスラインを駆動
する電源供給能力を有することを特徴とする。
【0021】したがって、請求項6記載のバスライン駆
動回路によれば、すべてのバスラインが導通状態となっ
たときに、前記デプリーション型の第2導電型のトラン
ジスタのサイズが充分大きく構成されているので、前記
バスラインの電位の立ち上がりを高速にすることができ
る。
【0022】請求項7記載のバスライン駆動回路は、第
1導電型のトランジスタと第2導電型のトランジスタと
バスラインとを含み、前記第1導電型のトランジスタの
ドレインと前記第2導電型のトランジスタのドレインと
を接続し、前記第1導電型のトランジスタのドレインと
前記バスラインの一端の間にデプリーション型の第2導
電型のトランジスタが接続され、該デプリーション型の
第2導電型のトランジスタのゲートには、前記第1導電
型のトランジスタのゲートに入力される信号を遅延した
信号が入力されてなることを特徴とする。
【0023】したがって、請求項7記載のバスライン駆
動回路によれば、デプリーション型NMOSトランジス
タのゲートに印加される電圧は、入力電圧レベル変化直
後は、電源電圧レベルの信号が遅延されて転送されるた
め、比較的高い電圧レベルとなり、この電圧が前記デプ
リーション型の第2導電型のトランジスタのゲートに印
加されることとなる。このため、前記デプリーション型
の第2導電型のトランジスタは、大きな電流供給能力を
もって、バスラインを充電することができる。
【0024】請求項8記載のバスライン駆動回路は、第
2の第1導電型のトランジスタと第2の第2導電型のト
ランジスタとを含み、該第2の第1導電型のトランジス
タのドレインと該第2の第2導電型のトランジスタのド
レインとを接続し、該第2の第1導電型のトランジスタ
のソースと電源端子との間に第2のデプリーション型の
第2導電型のトランジスタを接続し、該第2のデプリー
ション型の第2導電型のトランジスタのゲートには、前
記第2の第1導電型のトランジスタのドレインから出力
される信号を入力してなるレベル変換回路を有すること
を特徴とする。
【0025】したがって、請求項8記載のバスライン駆
動回路によれば、第2の第1導電型のトランジスタのソ
ースと電源端子との間に第2のデプリーション型の第2
導電型のトランジスタが接続してなるレベル変換回路L
VCを有するため、データ書き込み/読み出しのどちら
の動作の場合にも電源VDDからデプリーション型の第2
導電型のトランジスタDQ2,第1導電型のトランジス
タQ10,第2導電型のトランジスタQ11を通してG
NDへの定常的な貫通電流はなく、消費電流の増加は生
じない。
【0026】請求項9記載の半導体記憶装置は、スタテ
ィック型のメモリセルにバスラインを介して所定のデー
タを書き込み又は該メモリセルに記憶されたデータを読
み出す半導体記憶装置において、前記バスラインの一方
の端部を接続した請求項1、4、5又は7記載のバスラ
イン駆動回路を具備することを特徴とする。
【0027】したがって、請求項9記載の半導体記憶装
置によれば、スタティック型のメモリ内に設けられた回
路間の長いバスラインの電位を、前記デプリーション型
の第2導電型のトランジスタのしきい値電圧のみに依存
させるようにして、電源電圧の影響を受けることをなく
し、電源電圧の低電圧化に対応できるようにし、この電
源電圧が低く設定されても安定した回路動作を可能とす
る。
【0028】請求項10記載の半導体記憶装置は、請求
項9記載の半導体記憶装置において、さらに、前記バス
ライン駆動回路の出力信号が前記バスラインを介して入
力される請求項8記載のレベル変換回路を具備すること
を特徴とする。
【0029】したがって、請求項10記載の半導体記憶
装置によれば、スタティック型のメモリ内に設けられた
回路間の長いバスラインの電位を、回路内部では低電圧
とし、外部には所定の電源電圧レベルのデータ信号を出
力し、又は外部から所定の電源電圧レベルのデータ信号
を入力することができ、外部機器や外部の回路とのイン
ターフェースが容易となる。
【0030】請求項11記載の半導体記憶装置は、請求
項9記載の半導体記憶装置において、該半導体記憶装置
は複数のセンスアンプとデータ入力バッファとを含み、
前記バスライン駆動回路は、前記センスアンプの出力段
又は前記データ入力バッファの出力段に設けられること
を特徴とする。
【0031】したがって、請求項11記載の半導体記憶
装置によれば、データ読み出し又は書き込みにおいて消
費電力を低減することができる。また、データ出力バ
ス,データ入力バスにおいては、データ書き込み時又は
読み出し時においてデータ転送が速くなるため、半導体
記憶装置の応答性が向上できる。
【0032】請求項12記載の半導体記憶装置は、請求
項9記載の半導体記憶装置において、前記バスライン駆
動回路は、電源電圧よりも低い電圧を供給するバスライ
ンへの電源供給回路として使用されることを特徴とす
る。
【0033】したがって、請求項12記載の半導体記憶
装置によれば、前記バスライン駆動回路を低電圧動作を
行なう回路の電源供給回路として使用することで、回路
の応用範囲を広げることができ、種々の低電圧供給回路
に応用できる。
【0034】請求項13記載の半導体記憶装置は、請求
項9記載の半導体記憶装置において、該半導体記憶装置
は複数のセンスアンプとデータ出力バッファとを含み、
前記データ出力バッファは、前記センスアンプから転送
された読み出しデータを受け、該読み出しデータの電圧
振幅を変換する回路を含むことを特徴とする。
【0035】したがって、請求項13記載の半導体記憶
装置によれば、前記回路に転送された小振幅の信号の電
圧振幅を大きくすることができ、外部装置の電源仕様に
合わせた信号振幅にすることができる。
【0036】請求項14記載の半導体記憶装置は、ダイ
ナミック型のメモリセルにバスラインを介して所定のデ
ータを書き込み又は該メモリセルに記憶されたデータを
読み出す半導体記憶装置において、前記バスラインの一
方の端部を接続した請求項1、4、5又は7記載のバス
ライン駆動回路を具備することを特徴とする。
【0037】したがって、請求項14記載の半導体記憶
装置によれば、ダイナミック型のメモリ内に設けられた
回路間の長いバスラインの電位を、前記デプリーション
型NMOSトランジスタのしきい値電圧のみに依存させ
るようにして、電源電圧の影響を受けることをなくし、
電源電圧の低電圧化に対応できるようにし、この電源電
圧が低く設定されても安定した回路動作を可能とする。
【0038】請求項15記載の半導体記憶装置は、請求
項14記載の半導体記憶装置において、さらに、前記バ
スライン駆動回路の出力信号が前記バスラインを介して
入力される請求項8記載のレベル変換回路を具備するこ
とを特徴とする。
【0039】したがって、請求項15記載の半導体記憶
装置によれば、ダイナミック型のメモリ内に設けられた
回路間の長いバスラインの電位を、回路内部では低電圧
とし、外部には所定の電源電圧レベルのデータ信号を出
力し、又は外部から所定の電源電圧レベルのデータ信号
を入力することができ、外部機器や外部の回路とのイン
ターフェースが容易となる。
【0040】請求項16記載の半導体記憶装置は、請求
項14記載の半導体記憶装置において、該半導体記憶装
置は複数のセンスアンプとデータ入力バッファとを含
み、前記バスライン駆動回路は、前記センスアンプの出
力段又は前記データ入力バッファの出力段に設けられる
ことを特徴とする。
【0041】したがって、請求項16記載の半導体記憶
装置によれば、データ読み出し又は書き込みにおいて消
費電力を低減することができる。また、データ出力バ
ス,データ入力バスにおいては、データ書き込み時又は
読み出し時においてデータ転送が速くなるため、半導体
記憶装置の応答性が向上できる。
【0042】請求項17記載の半導体記憶装置は、請求
項14記載の半導体記憶装置において、前記バスライン
駆動回路は、電源電圧よりも低い電圧を供給するバスラ
インへの電源供給回路として使用されることを特徴とす
る。
【0043】したがって、請求項17記載の半導体記憶
装置によれば、前記バスライン駆動回路を低電圧動作を
行なう回路の電源供給回路として使用することで、回路
の応用範囲を広げることができ、種々の低電圧供給回路
に応用できる。
【0044】請求項18記載の半導体記憶装置は、請求
項14記載の半導体記憶装置において、該半導体記憶装
置は複数のセンスアンプとデータ出力バッファとを含
み、前記データ出力バッファは、前記センスアンプから
転送された読み出しデータを受け、該読み出しデータの
電圧振幅を変換する回路を含むことを特徴とする。
【0045】したがって、請求項18記載の半導体記憶
装置によれば、前記回路に転送された小振幅の信号の電
圧振幅を大きくすることができ、外部装置の電源仕様に
合わせた信号振幅にすることができる。
【0046】請求項19記載の半導体記憶装置は、複数
のデータ線対と、複数のワード線と、前記データ線対と
前記ワード線の交点にそれぞれ設けられた複数のスタテ
ィック型メモリセルと、を含む複数のメモリブロック
と、アドレス信号を入力するアドレス端子と、前記アド
レス信号を取り込んで、前記メモリブロック内のカラム
アドレスを指定するカラムアドレスバッファ並びにカラ
ムアドレスデコーダと、前記アドレス信号を取り込ん
で、前記メモリブロック内のローアドレスを指定するロ
ーアドレスバッファならびにローアドレスデコーダと、
前記アドレス信号を取り込んで、前記複数のメモリブロ
ックのうち一つのメモリブロックを選択するブロック入
力バッファ並びにブロックプリデコーダと、前記メモリ
ブロックへの書き込みデータあるいは前記メモリブロッ
クからの読み出しデータを増幅する複数のセンスアンプ
と、外部データが入力されるデータ入力端子と、記憶デ
ータが出力されるデータ出力端子と、外部端子から入力
される書き込み制御信号、アウトプットイネーブル信
号、チップセレクト信号により、前記それぞれの回路の
動作タイミングを制御するタイミング制御信号を生成す
るクロックジェネレータと、前記アウトプットイネーブ
ル信号により制御され、データ出力時に、前記センスア
ンプを介してメモリセルから読み出した読み出しデータ
を取り込み、データ出力バスを介して、前記データ出力
端子へ前記読み出しデータを転送するデータ出力バッフ
ァと、前記書き込み制御信号により制御され、データ入
力時に、前記データ入力端子からの書き込みデータを取
り込み、データ入力バスを介して、前記センスアンプへ
前記書き込みデータを転送するデータ入力バッファと、
前記それぞれの回路間に設けられた複数のバスライン
と、前記バスラインの一部または全部において、前記バ
スラインの一方の端部に設けられたバスライン駆動回路
と、により構成される半導体記憶装置であって、前記バ
スライン駆動回路は、第1導電型のトランジスタと第2
導電型のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1
導電型のトランジスタのドレインと前記バスラインの一
端の間にデプリーション型の第2導電型のトランジスタ
が接続され、該バスラインの一端と前記第2導電型のト
ランジスタのドレインとが接続されてなり、前記デプリ
ーション型の第2導電型のトランジスタのゲートに、電
源電圧以下であって該デプリーション型の第2導電型の
トランジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧が印加
されることを特徴とする。
【0047】したがって、請求項19記載の半導体記憶
装置によれば、スタティック型のメモリ内に設けられた
回路間の長いバスラインの電位を、前記デプリーション
型NMOSトランジスタのしきい値電圧のみに依存させ
るようにして、電源電圧の影響を受けることをなくし、
電源電圧の低電圧化に対応できるようにし、この電源電
圧が低く設定されても安定した回路動作を可能とする。
【0048】請求項20記載の半導体記憶装置は、複数
のビット線対と、複数のワード線と、前記ビット線対と
前記ワード線の交点にそれぞれ設けられた複数のダイナ
ミック型メモリセルと、を含む複数のメモリアレイと、
アドレス信号を入力するアドレス端子と、前記アドレス
信号を取り込んで、前記メモリアレイ内のカラムアドレ
スを指定するカラムアドレスバッファ、カラムアドレス
プリデコーダ、カラムアドレスデコーダと、前記アドレ
ス信号を取り込んで、前記メモリアレイ内のローアドレ
スを指定するローアドレスバッファ、ローアドレスプリ
デコーダ、ローアドレスデコーダと、前記メモリアレイ
への書き込みデータあるいは前記メモリブロックからの
読み出しデータを増幅する複数のセンスアンプと、外部
データが入力されるデータ入力端子と、記憶データが出
力されるデータ出力端子と、外部端子から入力されるカ
ラムアドレスストローブ信号、ローアドレスストローブ
信号、ライトイネーブル信号の、それぞれの信号の組み
合わせによって、ダイナミック型RAMのモードを設定
し、前記それぞれの回路の動作タイミングを制御するタ
イミング制御信号を生成するロー系,カラム系,ライト
系のそれぞれのクロックジェネレータと、前記アウトプ
ットイネーブル信号により制御され、データ出力時に、
前記センスアンプを介してメモリセルから読み出した読
み出しデータを取り込み、データ出力バスを介して、前
記データ出力端子へ前記読み出しデータを転送するデー
タ出力バッファと、前記ライトイネーブル信号により制
御され、データ入力時に、前記データ入力端子からの書
き込みデータを取り込み、データ入力バスを介して、前
記センスアンプへ前記書き込みデータを転送するデータ
入力バッファと、前記それぞれの回路間に設けられた複
数のバスラインと、前記バスラインの一部または全部に
おいて、前記バスラインの一方の端部に設けられたバス
ライン駆動回路と、により構成される半導体記憶装置で
あって、前記バスライン駆動回路は、第1導電型のトラ
ンジスタと第2導電型のトランジスタとバスラインとを
含み、前記第1導電型のトランジスタのドレインと前記
バスラインの一端の間にデプリーション型の第2導電型
のトランジスタが接続され、該バスラインの一端と前記
第2導電型のトランジスタのドレインとが接続されてな
り、前記デプリーション型の第2導電型のトランジスタ
のゲートに、電源電圧以下であって該デプリーション型
の第2導電型のトランジスタのしきい値電圧の絶対値以
上の電圧が印加されることを特徴とする。
【0049】したがって、請求項20記載の半導体記憶
装置によれば、ダイナミック型のメモリ内に設けられた
回路間の長いバスラインの電位を、前記デプリーション
型NMOSトランジスタのしきい値電圧のみに依存させ
るようにして、電源電圧の影響を受けることをなくし、
電源電圧の低電圧化に対応できるようにし、この電源電
圧が低く設定されても安定した回路動作を可能とする。
【0050】
【発明の実施の形態】
<実施の形態1>図2に本願発明者が検討した比較例の
バスライン駆動回路を示す。このバスライン駆動回路
は、半導体記憶装置に含まれるバスラインの数(n本)
と対応されて設けられるものであるが、ここでは省略
し、n本のバスラインの内の1本のバスラインL0の駆
動回路のみを示す。
【0051】図2のバスライン駆動回路は、PMOSト
ランジスタQ5のドレインとNMOSトランジスタQ6
のドレインが接続され、それらのゲートに同一の信号が
供給される電源供給回路PSを有する。そして、前記P
MOSトランジスタQ5のソースに電源電圧VDD,NM
OSトランジスタQ6のソースに接地電圧GNDが印加
されることによって、前記電源電圧VDDを分圧し、ライ
ンpの電位を前記電源電圧VDDよりも低い電位Vpとし
ている。たとえば、前記PMOSトランジスタQ5とN
MOSトランジスタQ6が同等の電流供給能力をもって
構成されれば、電源電圧VDDが5Vであれば、電圧Vp
は約2.5Vとなる。
【0052】図2のバスライン駆動回路では、PMOS
トランジスタQ5とNMOSトランジスタQ6により構
成される電源供給回路PSに定常的な貫通電流が流れて
しまい、その分だけ消費電流が大きくなってしまうこと
になる。
【0053】そして、前記ラインpの電位Vpは、サブ
ストレート(トランジスタの基板)とソースとが短絡さ
れたPMOSトランジスタQ9のソースに供給される。
また、前記PMOSトランジスタQ9のドレインとNM
OSトランジスタQ8のドレインがラインqにおいて共
通接続されると共に、前記2つのトランジスタQ8,Q
9のゲートは共通接続されている。
【0054】このPMOSトランジスタQ9と、NMO
SトランジスタQ8とが直列接続された回路Xは、たと
えば、データ出力にかかるバスライン駆動回路として
は、バスラインL0の端部かつ内部回路側(メモリアレ
イ側)に接続される回路である。また、この回路Xは、
たとえば、データ入力にかかるバスライン駆動回路とし
ては、バスラインL0の端部かつ入力バッファ側に接続
される回路である。ここでは、前記データ出力にかかる
バスライン駆動回路として、比較例のバスライン駆動回
路を用いた場合について説明する。
【0055】ここで、前記PMOSトランジスタQ9,
NMOSトランジスタQ8のそれぞれのゲートには、P
MOSトランジスタQ1およびNMOSトランジスタQ
2からなるインバータINV1からの出力信号が入力さ
れる。このインバータINV1は、内部回路からの内部
読み出しデータd0を入力信号として、この内部読み出
しデータd0をバスライン駆動回路に取り込むものであ
る。
【0056】そして、前記PMOSトランジスタQ9,
NMOSトランジスタQ8からなる回路Xの出力信号
は、ラインqから長く引き延ばされたバスラインL0
に出力され、データ出力部の初段に設けられたレベル変
換回路LVCに入力される。
【0057】このレベル変換回路LVCは、電源電圧を
DDとし、レベル変換回路のLVCの入力段の回路を構
成するトランジスタのしきい値電圧を適切に設定すれ
ば、バスラインL0上にラインqから出力されたVpと
0Vとを振幅とする信号をフルスイング(VDDレベルと
GNDレベルを振幅とするスイング)させることによ
り、外部装置の入力電圧仕様の電圧振幅に適合した電圧
レベルに変換する。すなわち、前記バスラインL0上に
出力される信号の振幅を電源電圧VDDまたは接地電圧G
NDにするものである。このレベル変換回路LVCにつ
いては図10に示し、この詳細な構成及び動作について
は後に説明する。ここで、前記外部装置は、たとえば、
磁気ディスク等のインターフェース回路やマイクロプロ
セッサ等を示している。
【0058】ここで、このバスラインL0は、前記した
ように長く引き延ばされているため、負荷容量CL,負
荷抵抗RLが形成されてしまうことになる。
【0059】次に図2に示す回路の動作について説明す
る。まず、内部読み出しデータd0をローレベルからハ
イレベルに変化させた場合の動作について説明する。
【0060】内部読み出しデータd0をローレベルから
ハイレベルに変化させることにより、PMOSトランジ
スタQ1がオフされ、NMOSトランジスタQ2がオン
される。このことによって、ラインoにおける電位が接
地電圧GNDレベル(0V)とされる。
【0061】そして、インバータINV1からのローレ
ベルの出力信号を受けて、PMOSトランジスタQ9が
オンされ、NMOSトランジスタQ8がオフされる。こ
のため、前記接地電圧GNDレベルとされていたバスラ
インL0は電位Vp(=VDD/2=2.5V)に充電さ
れる。
【0062】そして、レベル変換回路LVCはバスライ
ンL0の電位変化を受けて、バスラインL0の出力電位V
pを電源電圧VDDレベルに変換し、読み出しデータD0
として出力する。この読み出しデータD0は、半導体記
憶装置の出力部を介して図示しないデータ出力端子から
出力され、外部装置へ転送される。
【0063】一方、前記内部読み出しデータd0をハイ
レベルからローレベルに変化させた場合は、PMOSト
ランジスタQ1がオンされ、NMOSトランジスタQ2
がオフされる。従って、ラインoの電位は電源電圧VDD
レベル(5V)となる。
【0064】そして、インバータINV1からのハイレ
ベルの出力信号を受けて、PMOSトランジスタQ9が
オフされ、NMOSトランジスタQ8がオンされる。こ
のため、電位Vpに充電されていた前記バスラインL0
のラインrの電荷は放電されて、ラインrの電位は接地
電圧GNDとなる。
【0065】そして、レベル変換回路LVCはこのバス
ラインL0の電位変化を受けて、接地電圧GNDレベル
の信号を読み出しデータD0として出力する。この読み
出しデータD0は、半導体記憶装置の出力部を介して図
示しないデータ出力端子から出力され、外部装置へ転送
される。
【0066】次に、図2のレベル変換回路LVCを図1
0を用いて説明する。図10のレベル変換回路は、バス
ラインL0のラインrの電位を入力信号とするNMOS
トランジスタQ31と、該NMOSトランジスタQ31
の出力がゲートに入力されるPMOSトランジスタQ3
3と、前記ラインrに出力される信号がゲートに入力さ
れるNMOSトランジスタQ34とを含み、PMOSト
ランジスタQ33のドレインとNMOSトランジスタQ
34のドレインと接続されている。また、ラインkの電
位をゲートに入力するPMOSトランジスタQ32を含
み、該PMOSトランジスタQ32のドレインがPMO
SトランジスタQ33のゲートに接続されている。ま
た、NMOSトランジスタQ31のゲートには、図2の
Vpが印加されている。ラインkからは信号が出力さ
れ、その信号はPMOSトランジスタQ35とNMOS
トランジスタQ36とからなるCMOSインバータに入
力され、CMOSインバータは読み出しデータD0を出
力する。
【0067】図10のレベル変換回路LVCの動作を説
明する。ラインrにハイレベル即ち電位Vpをもつ信号
が入力されると、NMOSトランジスタQ34はオンす
るため、ラインkの電位は接地電位GNDレベルとな
る。なお、ラインkの電位がGNDレベルになると、P
MOSトランジスタQ32はオンするため、ラインjに
はVDDの電位となり、PMOSトランジスタQ33はオ
フする。また、NMOSトランジスタQ31のゲートに
はラインrの電位と同じ電位Vpが印加されているた
め、NMOSQ31はオフ状態となり、ラインjからラ
インrへの定常的電流は流れない。
【0068】そして、ラインkがローレベルであるた
め、PMOSトランジスタQ35がオンし、NMOSト
ランジスタQ36がオフするため、読み出しデータD0
はハイレベル即ちVDDの電位を持つ信号として出力され
る。
【0069】次に、ラインrにローレベル即ち接地電位
GNDレベルの信号が入力された場合を説明する。ライ
ンrがローレベルであるため、NMOSトランジスタQ
34はオフする一方、NMOSトランジスタQ31はオ
ンする。また、PMOSトランジスタQ32はラインk
の電位の上昇の伴ってオフに移行するため、ラインjの
電位は接地電位に向けて低下する。ラインrの電位の低
下に伴ってPMOSトランジスタQ33がオンに移行
し、ラインkの電位はさらに上昇する。そして、ライン
kの電位はVDDまで上昇する。なお、ラインkがVDD
位となるとPMOSトランジスタQ32はオフ状態とな
り、PMOSトランジスタQ32を介してラインjから
ラインrへ定常的な電流が流れることはない。
【0070】そして、ラインkがハイレベルであるた
め、NMOSトランジスタQ36がオンし、PMOSト
ランジスタQ35がオフするため、読み出しデータD0
はローレベル即ち接地電位GNDレベルの電位を持つ信
号として出力される。
【0071】図1に本発明の実施の形態1のバスライン
駆動回路を示す。このバスライン駆動回路は、前記問題
を鑑みて本願発明者によって見出されたものである。こ
こで、前記PMOSトランジスタQ7と、デプリーショ
ン型NMOSトランジスタDQ1と、NMOSトランジ
スタQ8とにより構成される回路Yは、たとえば、デー
タ出力にかかるバスライン駆動回路としては、バスライ
ンL0の端部かつ内部回路側(メモリアレイ側)に接続
される回路である。また、この回路Yは、たとえば、デ
ータ入力にかかるバスライン駆動回路としては、バスラ
インL0の端部かつ入力バッファ側に接続される回路で
ある。ここでは、図2の比較例と対応させて、前記デー
タ出力にかかるバスライン駆動回路として、本発明のバ
スライン駆動回路を用いた場合について説明する。ま
た、このバスライン駆動回路は、半導体記憶装置に含ま
れるバスラインの数(n本)と対応されて設けられるも
のであるが、ここでは省略し、一本のバスラインL0
駆動回路のみを示す。また、説明の便宜上、電源電圧V
DDを5Vとし、接地電位GNDを0Vとして説明する
が、電圧はこれに限定されるものではない。また、MO
Sトランジスタを例として説明するが、MISトランジ
スタでもよく、本発明の趣旨を損なわない限り同等の機
能を有する能動素子であれば良いことは明らかである。
また、MOSトランジスタの導電型については、便宜
上、P型を第1導電型とし、N型を第2導電型として説
明する。
【0072】本発明の実施の形態1のバスライン駆動回
路の構成について以下に説明する。バスライン駆動回路
は、共通に接続されたそれぞれのゲートに内部読み出し
データd0が入力されるPMOSトランジスタQ1およ
びNMOSトランジスタQ2からなるインバータINV
1と、該インバータINV1の出力信号を受ける遅延回
路DLと、前記インバータINV1の出力信号をゲート
にて受ける、PMOSトランジスタQ7およびNMOS
トランジスタQ8と、前記遅延回路DLの出力を受ける
デプリーション型NMOSトランジスタDQ1とを含
む。
【0073】ここで、前記PMOSトランジスタQ7の
ソースには電源電圧VDDが印加され、前記NMOSトラ
ンジスタQ8のソースには接地電圧GNDが印加されて
いる。そして、前記デプリーション型NMOSトランジ
スタDQ1は、前記PMOSトランジスタQ7のドレイ
ンと、前記NMOSトランジスタQ8のドレインとの間
に設けられる。そして、前記デプリーション型NMOS
トランジスタDQ1のソースと、前記NMOSトランジ
スタQ8のドレインとを接続したラインdと、バスライ
ンL0とが接続されている。ここで、このバスラインL0
は、上述したように長く引き延ばされているため、負荷
容量CL,負荷抵抗RLが形成されてしまうことになる。
【0074】そして、前記長く引き延ばされたバスライ
ンL0上に出力された信号は、レベル変換回路LVCに
入力され、このレベル変換回路LVCによって、ライン
cの信号レベルをフルスイング(VDDレベルとGNDレ
ベルを振幅とするスイング)した信号に変換した上で、
読み出しデータD0として出力する。そして該読み出し
データD0は図示しないデータ出力端子から出力され、
外部装置へ転送される。
【0075】ところで、前記遅延回路DLは、例えば、
抵抗RdおよびキャパシタCdにより形成される。この場
合、半導体チップにおいて、前記抵抗Rdおよびキャパ
シタCdは、前記半導体チップ上の不活性領域におい
て、ポリシリコン等の導電層により形成された配線を使
用して、それを引き回すことにより、形成することがで
きる。 また、この遅延回路DLを前記抵抗,容量で構
成する代わりに、例えばPMOSトランジスタ,NMO
SトランジスタからなるCMOSインバータ回路を偶数
個接続させても良い。この場合、このインバータ回路は
チップ面積対策としては有効であり、前記PMOSトラ
ンジスタやNMOSトランジスタのチャネル幅やチャネ
ル長を所望の寸法にすることで所望の遅延時間を有する
遅延回路を構成することができる。また、このCMOS
インバータ回路は、精度がよく、特に、遅延時間を調整
するのには有効である。例えば、CMOSインバータ回
路を偶数個直列接続させ、複数のCMOSインバータ回
路間にヒューズを接続して、トリミングすることによ
り、チップ上にCMOSインバータ回路を形成してか
ら、仕様に合わせて遅延段数や遅延時間を調整すること
もできる。この遅延時間については、遅延回路からの出
力信号をそのゲートに受けるデプリーション型NMOS
トランジスタDQ1のチャンネル幅,チャンネル長に依
存してオン又はオフするタイミングが異なるために、最
適値を選択して遅延時間を設定するようにすればよい。
【0076】次に図1に示すバスライン駆動回路の動作
について、図1に加えて、図3に示す回路の動作波形図
(縦軸:電圧(V),横軸:時間),図4に示す図1中
のラインcにおける電圧(縦軸,V)と時間(横軸)と
の依存を示すグラフ及び図5に示すレベル変換回路LV
Cの回路図とを使用して以下に説明する。なお、説明の
便宜上、前記PMOSトランジスタQ1と、NMOSト
ランジスタQ2との電流供給能力を同一とし、直列接続
された前記PMOSトランジスタQ7およびデプリーシ
ョン型NMOSトランジスタDQ1のトータルの電流供
給能力と、前記NMOSトランジスタQ8の電流供給能
力とを同一とさせて構成したものとする。
【0077】まず、内部読み出しデータd0を、ローレ
ベルからハイレベルに変化させた場合について説明す
る。内部読み出しデータd0の電位をローレベル(GN
D=0V)からハイレベル(VDD=5V)に変化させる
ことにより、PMOSトランジスタQ1がオフされ、N
MOSトランジスタQ2がオンされる。このことによっ
て、インバータINV1の出力信号はローレベルとなる
ため、内部読み出しデータd0の電位のローレベルから
ハイレベルへの立ち上がりエッジに応答して、ラインa
の電位がハイレベルからローレベルに変化する。
【0078】そして、ラインaの電位が低下してゆく
と、PMOSトランジスタQ7がオンし,NMOSトラ
ンジスタQ8がオフ状態に移行する。したがって、PM
OSトランジスタQ7のドレインはVDDとなる。
【0079】一方、前記インバータINV1による出力
信号は、遅延回路DLによって所定の時間だけ遅延さ
れ、ラインbには遅延信号が伝播される。すなわち、図
3に示されるように、ラインaの電位の立ち下がりにお
いては、ラインbの電位は依然としてハイレベルである
ため、デプリーション型NMOSトランジスタDQ1は
該DQ1のソースをDQ1のドレインの電位即ちVDD
ベルにまで引き上げようとする。つまり、デプリーショ
ン型NMOSトランジスタDQ1のゲートには、内部読
み出しデータd0の電圧レベル変化直後は、電源電圧V
DDレベルの信号が図3に示されるように所定の遅延時間
分印加されるため、前記デプリーション型NMOSトラ
ンジスタDQ1は、大きな電流供給能力をもって、急速
にバスラインL0を充電することができる。なお、この
遅延時間とデプリーション型NMOSトランジスタDQ
1との関係については後に詳細に説明する。
【0080】その後、ラインbの電位が、ラインaの電
位とほぼ同等の電位即ち接地電位へ向けて低下し、該接
地電位が前記デプリーション型NMOSトランジスタD
Q1のゲートに印加され始めるとともに、バスラインL
0には十分な充電がされる。そして、ラインbの電位が
低下するにつれてラインd,cの電位が上昇し、該ライ
ンc,dの電位の上昇は、デプリーション型NMOSト
ランジスタDQ1の電流供給能力が無くなったところで
停止する。デプリーション型NMOSトランジスタDQ
1の電流供給能力は、ソース電位とゲート電位との相互
関係で定まり、デプリーション型NMOSトランジスタ
DQ1電流供給能力は最終的に0となる。このときのラ
インdの電位及びラインcの電位Vcは、デプリーショ
ン型NMOSトランジスタDQ1のしきい値電圧の絶対
値Vthd(たとえば1.5V)とほぼ等しい値に収束
し、それ以上の電位の上昇は生じない。
【0081】一方、レベル変換回路LVC内の初段の回
路は、該回路を構成するトランジスタのしきい値電圧を
たとえばVc/2としてレベル判定するように構成すれ
ば、前記ラインcの電位がVc/2以上に上昇すると、
レベル変換回路LVCは、ラインcの電位をハイレベ
ル、すなわち、電源電圧VDDレベルに変換した上で、読
み出しデータD0として、図示しないデータ出力端子か
ら出力し、外部装置へ転送する。そして、図1のバスラ
イン駆動回路のラインcにおける充電速度は図4に示す
ように図2の比較回路と比べてt1分だけ速くなるた
め、読み出しデータD0も高速に立ち上がることにな
る。
【0082】ここで、デプリーション型NMOSトラン
ジスタDQ1の性質について説明する。デプリーション
型NMOSトランジスタは、チャネルにおける不純物濃
度を制御すること等によって、しきい値電圧の絶対値V
thdを低く設定するものであって、ゲート電位VGが0
Vであっても導電性のチャネルを有するデバイスであ
る。すなわち、ゲート接合の内蔵電位でもって、チャネ
ル領域は充分反転しているものである。
【0083】よって、そのドレインに電源電圧VDDが印
加され、ゲートに電源電圧VDDが印加された場合には、
ソース電位は電源電圧VDDと同等の電圧レベルVDDとさ
れる。
【0084】また、そのドレインに電源電圧VDDが印加
され、ゲートに接地電圧GNDが印加された場合には、
ソース電位はしきい値電圧の絶対値Vthdと同等とされ
る。
【0085】また、そのドレインに電源電圧VDDが印加
され、ゲートに電源電圧VDDよりも低い正電圧Vxが印
加された場合には、ソース電位はしきい値電圧の絶対値
thdに電圧Vx分が加算された電圧とされる。
【0086】すなわち、VDDがVthdよりも大きいとき
に、前記デプリーション型NMOSトランジスタDQ1
のソース電位は、ドレイン電位の影響を受けず、前記デ
プリーション型NMOSトランジスタDQ1のゲート電
位VGおよびしきい値電圧の絶対値Vthdにのみしか依
存しない。
【0087】以上説明したように、本実施の形態の回路
においても、ラインcの電位Vcは、前記デプリーショ
ン型NMOSトランジスタDQ1のしきい値電圧の絶対
値Vthdのみに依存するものであって、電源電圧VDD
影響を受けることがない。このため、上述した電源電圧
の低電圧化に対応でき、この電源電圧が低く設定されて
も安定した回路動作が可能である。また、前記バスライ
ンにおいては、すべてのバスラインの充放電が高速にで
き、かつ、消費電力が小さくなる。
【0088】次に、内部読み出しデータd0の電圧レベ
ルをハイレベルからローレベルに変化させた場合につい
て説明する。
【0089】内部読み出しデータd0の電位をハイレベ
ル(VDD=5V)からローレベル(GND=0V)に変
化させると、PMOSトランジスタQ1がオンに移行
し、NMOSトランジスタQ2がオフに移行する。その
ため、インバータINV1の出力信号はハイレベルとな
り、内部読み出しデータd0の電位のハイレベルからロ
ーレベルへの立ち下がりエッジに応答して、前記ライン
aの電位がローレベルからハイレベルに変化する。
【0090】そして、このラインaがハイレベルに変化
するため、PMOSトランジスタQ7がオフし、NMO
SトランジスタQ8がオンする。したがって、バスライ
ンL0に充電されていた電荷はNMOSトランジスタQ
8を介して速やかに放電され、ラインd,ラインcの電
位は接地電位となる。
【0091】一方、前記ラインcの電位がVc/2以下
に低下すると、レベル変換回路LVC内の初段の回路
は、該回路を構成するトランジスタのしきい値電圧をた
とえばVc/2としてレベル判定するように構成すれ
ば、ラインcの電位をローレベル、すなわち、接地電位
0Vに変換した上で、読み出しデータD0として、図示
しないデータ出力端子から出力し、外部装置へ転送す
る。
【0092】次に、前記遅延時間とデプリーション型N
MOSトランジスタDQ1の関係について説明する。こ
の遅延時間による電位の判定レベルについて図2の比較
例と図1の回路について説明する。
【0093】このとき、比較例の回路において、バスラ
インL0の負荷抵抗RLが0オームであるとし、ゲート入
力はステップ関数として計算する。ここで、式中の記号
は、バスラインの電位をV,負荷容量をC,PMOSト
ランジスタQ9のしきい値電圧の絶対値をVthp,飽和
・非飽和の境界をtc,判定レベルに達するまでの時間
をt,Fを周波数,Iを電流とし、図1のPMOSトラ
ンジスタQ9の電流増幅率をβp,デプリーション型N
MOSトランジスタDQ1の電流増幅率をβDEとする。
I=CVFであるから、CV(=I/F)について求め
ると、式1のようになる。
【0094】
【数1】 また、この式1を解いてPMOSトランジスタQ9の遅
延時間tpについて求めると、式2のようになる。
【0095】
【数2】 一方、図1の回路において、バスラインL0の負荷抵抗
Lがないものとし、ゲート入力はステップ関数とし、
デプリーション型NMOSトランジスタDQ1のゲート
には遅延により電源電圧VDDが印加されているものとす
る。さらに、前記デプリーション型NMOSトランジス
タDQ1のドレインに接続されたPMOSトランジスタ
Q7の遅延時間を無視し、前記デプリーション型NMO
SトランジスタDQ1のボディー効果によるしきい値電
圧の絶対値Vthdの変化は無視するものとする。そし
て、CV(=I/F)について求めると、式3のように
なる。
【0096】
【数3】 この場合、デプリーション型NMOSDQ1が常に非飽
和状態であるので、このような式が算出される。
【0097】そして、この式を解いてデプリーション型
NMOSトランジスタDQ1の遅延時間を求めると、式
4のようになる。
【0098】
【数4】 そして、前記式2と、式3を利用して、判定レベルに達
するまでの時間を同一にするための条件を求める。この
場合、式2にV=VDD/2を代入し、式4にV=2V
thd/2を代入し、tp=tdeであるから、遅延量t
rは、式5のようになる。
【0099】
【数5】 そして、この式をβDE(βDE<βp)について解くこと
により、遅延量を設定することができる。
【0100】また、前記デプリーション型NMOSトラ
ンジスタDQ1のゲート電圧を、判定レベルまで電源電
圧VDDレベルを保持する、RG,CG,trの関係を示す
と式6のようになる。ここで、RG,CGは、夫々図1の
バスライン駆動回路のRd,Cdの値を表わしている。
【0101】
【数6】
【数7】 ここで、αの値は、およそ0.4から1.0程度の値と
なる。例えば、図1のRd、Cdを集中定数とし、ライ
ンbの電位Vbがラインaの電位Vaの90%の電位に
なるまで充電する場合を考えると、式7においてVb/
Vaを0.9とするとCd・Rd=0.43tとなり、
αの値は、およそ0.43となる。また、分布定数モデ
ルを用い、他の条件を同じにして計算すると、Cd・R
d=1.00tとなり、αの値は、およそ1.00とな
る。従って、このようなαの値を前記求めた式5の遅延
量trに設定すればよい。
【0102】図5に、本発明のレベル変換回路LVCの
一例を示す。この回路は、インバータINV2と、レベ
ル変換回路LVCに電源を供給するデプリーション型N
MOSトランジスタDQ2と、出力信号の波形整形を行
なうインバータINV3により構成される。
【0103】前記インバータINV2は、PMOSトラ
ンジスタQ10と、NMOSトランジスタQ11とを含
み、それぞれのゲートとドレインがそれぞれ共通接続さ
れて構成される。
【0104】前記デプリーション型NMOSトランジス
タDQ2のゲートには、PMOSトランジスタQ10の
ドレインとNMOSトランジスタQ11のドレインとが
共通接続されたラインfに出力される信号が印加され、
DQ2のドレインには電源電圧VDDが、ソースにはQ1
0のソースがそれぞれ接続されている。
【0105】そして、前記インバータINV3は、それ
ぞれのゲート、ドレインが共通接続されたPMOSトラ
ンジスタQ12とNMOSトランジスタQ13とを含
む。そして、前記インバータINV2は、前記バスライ
ンL0上の図1に示すラインc上の信号、すなわち、内
部読み出しデータd0に相当する信号をそのゲートに受
け、前記インバータINV3は、該内部読み出しデータ
0に相当する信号の振幅をフルスイング(VDDレベル
とGNDレベルを振幅とするスイング)させて読み出し
データD0を生成する。そして、前記読み出しデータD0
は、図示しないデータ出力端子を介して出力され、外部
装置へ転送される。
【0106】次にこのレベル変換回路LVCの動作につ
いて説明する。まず、内部読み出しデータd0をローレ
ベル(GND=0V)からハイレベル(VDD=5V)に
変化させた場合、すなわち、バスラインL0のラインc
の電位をローレベル(GND)から前記電位Vc(=V
thd)に変化させた場合について説明する。この場合に
は、PMOSトランジスタQ10がオフとなり、NMO
SトランジスタQ11はオンとなるため、ラインfの電
位は低下してローレベル(接地電位)となる。そして、
このローレベルの信号がインバータINV3に入力さ
れ、PMOSトランジスタQ12がオンするため、ハイ
レベルすなわち電源電圧VDDレベルの読み出しデータD
0がラインeから出力される。そして、前記ハイレベル
のデータD0が図示しないデータ出力端子を介して出力
され、外部装置へ転送される。
【0107】次に、内部読み出しデータd0をハイレベ
ル(VDD=5V)からローレベル(GND=0V)に変
化させた場合、すなわち、バスラインL0のラインcの
電位をハイレベル(Vthd)からローレベル(GND)
に変化させた場合について説明する。この場合、NMO
SトランジスタQ11はオフされ、PMOSトランジス
タQ10はオンに移行する。デプリーション型NMOS
トランジスタDQ2は、ゲート電位に該デプリーション
型NMOSトランジスタDQ2のしきい値電圧の絶対値
thdを加えた値分の電圧をPMOSトランジスタQ1
0のソースに印加する。従って、PMOSトランジスタ
Q10がオンされ、ラインfの電位はGNDから徐々に
上昇して、最終的にラインfの電位は電源電圧VDDレベ
ルにまで達する。
【0108】そして、ラインfに出力された信号はイン
バータINV3に入力され、ラインeには接地電圧GN
Dレベルの読み出しデータD0が、図示しないデータ出
力端子を介して出力され、外部装置へ転送される。
【0109】このレベル変換回路LVCにおいては、デ
ータ書き込み/読み出しのどちらの動作の場合にも電源
DDからデプリーション型NMOSトランジスタDQ
2,PMOSトランジスタQ10,NMOSトランジス
タQ11を通してGNDへの定常的な貫通電流はなく、
消費電流の増加は生じない。
【0110】ところで、本実施の形態のバスライン駆動
回路は、すでに触れたように、データ入力部においても
適用することができる。ただし、この場合、内部回路に
は低振幅の電圧が印加されていれば良いので、レベル変
換回路LVCは不要であリ、バスラインL0の電位をそ
のまま内部回路に供給すれば良い。そして、この場合、
図1の内部読み出しデータd0が信号振幅の大きい書き
込みデータに対応し、読み出しデータD0が信号振幅の
小さい内部書き込みデータに対応する。つまり、特に図
示しないが、図1のインバータINV1のゲートには書
き込みデータがd0として供給され、INV1は、図1
のPMOSトランジスタQ7,デプリーション型NMO
SトランジスタDQ1,NMOSトランジスタQ8によ
り構成される回路Yを駆動する。そして、データ読み出
し時と同様に、デプリーション型NMOSトランジスタ
DQ1のゲートへの信号は所定の遅延時間分遅延されて
伝播される。そして、ラインcの電位は、前記デプリー
ション型NMOSトランジスタDQ1のしきい値電圧の
みにしか依存しなくなるので、電源電圧の影響を受ける
ことがなくなるので、低電圧動作マージンを確保するこ
とができ、バスラインを高速に駆動することができる。
【0111】また、本実施の形態は、バスラインL0
みに着目して記載したが、n本のうちのいずれのバスラ
インにおいても共通であり、夫々のデータの電位レベル
にしたがった動作を行なうものである。そして、特に、
バスラインを一括充放電するときに、本実施の形態のバ
ス駆動回路は大きな効果を奏する。
【0112】このように、本発明のバス駆動回路は、電
源電圧VDDが低い電圧仕様の半導体記憶装置を構成する
ことによる、出力電圧の低下に伴う動作不良や、NMO
Sトランジスタのオンによる電流供給能力の低下に伴う
バスラインの充電速度の低下という問題を完全に解決す
ることができ、半導体記憶装置を高性能に構成できる。
【0113】<実施の形態2>図6は、本発明の実施の
形態2を示すバスライン駆動回路である。本実施の形態
の回路によれば、デプリーション型NMOSトランジス
タDQ3のゲート電位が接地電圧GNDに固定されてい
る。そのため、デプリーション型NMOSトランジスタ
DQ3は入力信号としての内部読み出しデータd0の電
圧レベルの変化直後の大きな電流供給能力を有しないた
め、実施の形態1に比べ、図4に示すように充電速度の
低下t2が生じる。しかしながら、この実施の形態によ
れば、図1における遅延回路を不要にできるという利点
がある。
【0114】つまり、このバスライン駆動回路は、PM
OSトランジスタQ7のソースが電源VDDに接続され、
ドレインはデプリーション型NMOSトランジスタDQ
3のドレインに接続されている。また、デプリーション
型NMOSトランジスタDQ3のソースは、ラインdに
おいてNMOSトランジスタQ8のドレインに接続さ
れ、NMOSトランジスタQ8のソースは接地されてい
る。そして、ラインdに長く引き回されたバスラインL
0が接続されている。
【0115】つまり、このバスライン駆動回路は、前記
PMOSトランジスタQ7のドレインと、NMOSトラ
ンジスタQ8のドレインの間に、前記デプリーション型
NMOSトランジスタDQ3が設けられるものである。
そして、前記デプリーション型NMOSトランジスタD
Q3のソースと、NMOSトランジスタQ8のドレイン
との間にて、長く引き回されたバスラインL0と接続さ
れるものである。
【0116】そして、図1に示した回路と同様に、前記
長く引き延ばされて負荷容量CL,負荷抵抗RLが形成さ
れたバスラインL0上に出力された信号は、レベル変換
回路LVCに入力されるものである。
【0117】ただし、この場合も実施の形態1と同様
に、前記PMOSトランジスタQ7と、デプリーション
型NMOSトランジスタDQ3と、NMOSトランジス
タQ8とを含む回路Zは、たとえば、データ出力にかか
るバスライン駆動回路としては、バスラインL0の端部
かつ内部回路側(メモリアレイ側)に接続される回路で
ある。そして、データ入力に係るバスライン駆動回路と
しては、バスラインL0の端部かつ入力バッファ側に接
続される回路である。また、このバスライン駆動回路
は、半導体記憶装置に含まれるバスラインの数と、対応
されて設けられるものであるが、ここでは省略し、1本
のバスラインL0の駆動回路のみを示す。ここでは、前
記データ出力にかかるるバス駆動回路として、本発明の
バスライン駆動回路を用いた場合について説明する。
【0118】まず、図6の回路動作について説明する。
まず、内部読み出しデータd0をローレベルからハイレ
ベルに変化させた場合について説明する。この場合、前
記内部読み出しデータd0の電位をローレベル(GND
=0V)からハイレベル(VDD=5V)に変化させる
と、ラインaの電位は、前記内部読み出しデータd0
立ち上がりに応答してハイレベルからローレベルに変化
する。したがって、PMOSトランジスタQ7がオンに
移行し、NMOSトランジスタQ8はオフに移行する。
【0119】一方、デプリーション型NMOSトランジ
スタDQ3のゲートは常に接地電位GNDに固定されて
いるために、デプリーション型NMOSトランジスタD
Q3のソース電位は、しきい値電圧の絶対値Vthdとな
る。そのため、バスラインL0の電位はVc即ちしきい
値電圧の絶対値Vthdに達するまで充電される。レベル
変換回路LVC内の初段の回路は、該回路を構成するト
ランジスタのしきい値電圧をたとえばVc/2としてレ
ベル判定するように構成すれば、前記ラインcの電位が
Vc/2以上に上昇すると、レベル変換回路LVCは、
ラインcの電位をハイレベル、すなわち、電源電圧VDD
レベルに変換した上で、読み出しデータD0として、図
示しないデータ出力端子から出力し、外部装置へ転送す
る。
【0120】次に、内部読み出しデータd0をハイレベ
ルからローレベルに変化させた場合について説明する。
【0121】この場合、前記内部読み出しデータd0
電位をハイレベル(VDD=5V)からローレベル(GN
D=0V)に変化させると、ラインaの電位は、前記内
部読み出しデータd0の立ち下がりエッジに応答してロ
ーレベルからハイレベルとなる。従って、NMOSトラ
ンジスタQ8がオンとなり、PMOSトランジスタQ7
がオフとなる。その結果、バスラインL0の電位は接地
電位となる。レベル変換回路LVC内の初段の回路は、
該回路を構成するトランジスタのしきい値電圧をたとえ
ばVc/2としてレベル判定するように構成すれば、前
記ラインcの電位がVc/2以下に低下すると、レベル
変換回路LVCは、ラインcの電位をローレベル、すな
わち、接地電位GNDに変換した上で、読み出しデータ
0として、図示しないデータ出力端子から出力し、外
部装置へ転送する。
【0122】また、実施の形態2ではデプリーション型
NMOSトランジスタDQ3のゲート電位を接地電圧G
NDに固定したが、これは接地電圧GNDに限らず電源
電圧VDDよりも低い任意の電位Vdであってもよい。こ
の場合は、ラインcの電位Vcは約Vd分だけ増加す
る。そして、その分消費電流は増えるが、充電速度は速
くなる。
【0123】また、デプリーション型NMOSトランジ
スタDQ3のゲートをPMOSトランジスタQ7,NM
OSトランジスタQ8のゲート信号に接続してもよく、
図1に示したバス駆動回路と同様の効果が得られる。
【0124】また、本実施の形態2ではNMOSトラン
ジスタQ8のドレインをバスラインL0に接続したが、
これはPMOSトランジスタQ7のドレインに接続して
もよく、図2の回路と比べて消費電力が低減される。
【0125】このように、本実施の形態のバス駆動回路
は、遅延回路を不要にできると共に、電源電圧に依存せ
ずに電源を供給することができるので、小型のチップに
て構成でき、遅延時間の設定も不要になり、使い勝手が
向上できる。
【0126】また、本実施の形態では、バスライン駆動
回路をデータ出力にかかる回路に設けた例について記載
したが、実施の形態1と同様に、前記バスライン駆動回
路をデータ入力にかかる回路に設けても上述したような
効果を得ることができる。
【0127】<実施の形態3>図7は、本発明の実施の
形態3のバスライン駆動回路である。
【0128】この回路は、電流供給源と、内部読み出し
データd0からdn-1をそれぞれ入力とするCMOSトラ
ンジスタからなるn個のインバータINV10からIN
V1n-1と、CMOSトランジスタからなるn個のイン
バータINV40からINV4n-1と、前記インバータI
NV40からINV4n-1の出力をそれぞれ受けるn本の
バスラインL0からLn-1とを含み構成される。前記イン
バータINV10からINV1n-1は、たとえば、図1に
示したINV1と同様な構成をしている。また、前記電
流供給源は、デプリーション型NMOSトランジスタD
Q4を含み、デプリーション型MOSトランジスタDQ
4のドレインには電源電圧VDDが供給され、DQ4のゲ
ートには電源電圧VDDよりも小さな一定の電圧Vdgが
印加される。デプリーション型NMOSトランジスタD
Q4は、複数のバスラインL0〜Ln-1に対し、1つのト
ランジスタで構成されているために、バスラインの本数
n分の電流駆動能力、及びPMOSトランジスタQ14
0からQ14n-1を形成するためのPウェルの容量分を駆
動する能力が必要となる。すなわち、すべてのバスライ
ンL0〜Ln-1がハイレベルとなったときに、前記デプリ
ーション型NMOSトランジスタDQ4のサイズが小さ
すぎると、電位の立ち上がりが悪くなるため、前記バス
ラインの数(n本)分の電流駆動能力が必要となる。ま
た、Nウェルがジャンクションとして延びてしまうた
め、前記デプリーション型NMOSトランジスタの駆動
能力としては、ジャンクション容量と負荷容量とをもつ
Nウエルを駆動する能力が最低必要となる。
【0129】一方、内部読み出しデータd0はINV10
に入力され、該INV10の出力(ラインa0)はインバ
ータ40に入力される。インバータINV40は、PMO
SトランジスタQ140と、NMOSトランジスタQ1
0により構成される。前記PMOSトランジスタQ1
0は、ソースとサブストレート(基板)とが共通接続
され、該ソースが前記デプリーション型NMOSトラン
ジスタDQ4のソースとラインgにて接続されている。
前記NMOSトランジスタQ150のドレインは、前記
PMOSトランジスタQ140のドレインとラインh0
て接続され、Q150のソースには接地電圧GNDが印
加される。そして、前記インバータINV40の出力、
すなわち、前記PMOSトランジスタQ140のドレイ
ンと前記NMOSトランジスタQ150のドレインそれ
ぞれが共通接続されたラインh0に、前記バスラインL0
が接続されている。また、n個の内部読み出しデータd
0からdn-1のうちのd0以外のデータが入力される回路
も同様な構成をしており、図7においては繁雑を避ける
ために、d0とdn-1のみを示した。
【0130】ところで、インバータINV10,INV
0等のn組の回路は、たとえば、データ出力にかかる
バスライン駆動回路としては、n本のバスライン(L0
からLn-1)の端部かつ内部回路側(メモリアレイ側)
に接続される回路である。また、これらのインバータ
は、たとえば、データ入力にかかるバスライン駆動回路
としては、バスラインの端部かつ入力バッファ側に接続
される回路である。ここでは、前記データ出力にかかる
バスライン駆動回路として、本発明のバスライン駆動回
路を用いた場合について動作を説明する。最初に、内部
読み出しデータd0をローレベルからハイレベルに変化
させた場合について説明する。
【0131】まず、デプリーション型NMOSトランジ
スタDQ4のゲートは常にドレインの電圧である電源電
圧VDDよりも低い電位Vdgに固定されているために、
デプリーション型NMOSトランジスタDQ4のソース
電位、すなわち、ラインgの電位は、前記デプリーショ
ン型NMOSトランジスタDQ4のゲートに印加される
電圧Vdgと、そのしきい値電圧の絶対値Vthdとの
和、つまり電位Vdg+Vthdとなっている。そして、
ラインgの該電位Vdg+VthdはINV40からINV
n-1までのすべてのインバータへ電源電圧として供給
される。
【0132】次に、前記内部読み出しデータd0の電位
をローレベル(GND=0V)からハイレベル(VDD
5V)に変化させると、INV10の出力はローレベル
となるため、PMOSトランジスタQ140はオンす
る。そして、NMOSトランジスタ150はオフする。
従って、接地電位GNDとされていたバスラインL0
ラインh0,c0は充電されて、前記の電位Vdg+V
thdまで上昇する。
【0133】そして、このラインc0の電位がVdg+
thdへ上昇してゆくと、レベル変換回路LVC0はハイ
レベル、すなわち、電源電圧VDDレベルの信号を読み出
しデータD0として図示しないデータ出力端子から出力
し、該読み出しデータD0は外部装置へ転送される。
【0134】次に、内部読み出しデータd0をハイレベ
ルからローレベルに変化させた場合について説明する。
【0135】この場合、前記内部読み出しデータd0
電位をハイレベル(VDD=5V)からローレベル(GN
D=0V)に変化させると、INV10の出力はハイレ
ベルとなるため、PMOSトランジスタQ140はオフ
する。そして、NMOSトランジスタ150はオンす
る。従って、Vdg+VthdとされていたバスラインL0
のラインc0の電荷は放電されてc0の電位は接地電圧G
NDまで低下する。
【0136】そして、このラインc0の電位が接地電位
へ低下してゆくと、レベル変換回路LVC0はローレベ
ル、すなわち、接地電位GNDレベルの信号を読み出し
データD0として図示しないデータ出力端子から出力
し、該読み出しデータD0は外部装置へ転送される。
【0137】このように、本実施の形態のバス駆動回路
は、遅延回路を不要にできると共に、実施の形態2より
もさらに回路素子数を低減させることができ、さらに半
導体装置の電源電圧に依存せずに所定の振幅(電圧レベ
ル)を有する信号を形成できるので、小型のチップにて
構成でき、遅延時間の設定も不要になり、使い勝手が向
上できる。
【0138】また、本実施の形態では、バスライン駆動
回路をデータ出力にかかる回路に設けた例について記載
したが、前記バスライン駆動回路をデータ入力にかかる
回路に設けても上述したような効果が得られることは、
前述の実施の形態1と同様である。
【0139】<実施の形態4>図11は、本発明の実施
の形態4のバスライン駆動回路である。内部読み出しデ
ータd0はインバータINV1に入力され、該インバー
タINV1の出力はPMOSトランジスタQ21のゲー
トと、遅延回路DL2と、NMOSトランジスタQ22
のゲートに接続されている。PMOSトランジスタQ2
1のソースはVDDに、ドレインはNMOSトランジスタ
Q22のドレインと接続されている。NMOSトランジ
スタQ22のソースは接地電位に接続されており、PM
OSトランジスタQ21とNMOSトランジスタQ22
はラインmを出力とするインバータを構成している。遅
延回路DL2は図1の遅延回路DLと同様な構成をして
いる。該遅延回路DL2の出力であるラインlはデプリ
ーション型NMOSトランジスタDQ5のゲートに接続
されており、前記ラインmは該デプリーション型NMO
SトランジスタDQ5の一方の電極に接続されており、
また該デプリーション型NMOSトランジスタDQ5の
他方の電極はラインnにてバスラインL0の一端と接続
されている。INV1、バスラインL0及びレベル変換
回路LVCについては図1と同様な構成をしている。
【0140】次に、図11の回路の動作を説明する。内
部読み出しデータd0がローレベルからハイレベルへ変
化した場合には、ラインaはローレベルとなるため、P
MOSトランジスタQ21がオンし、ラインmはVDD
ベルとなる。ラインlは遅延回路DL2の遅延時間に応
じた時間分だけ遅れてローレベルとなるため、ラインl
の電位は依然としてVDDに保たれることになり、デプリ
ーション型NMOSトランジスタDQ5は、該DQ5の
ラインnの電位をDQ5のラインmの電位即ちVDDレベ
ルに向けて引き上げようとする。したがって、デプリー
ション型NMOSトランジスタDQ5は、大きな電流供
給能力をもって、急速にバスラインL0を充電すること
ができる。
【0141】遅延回路DL2の遅延時間が経過するにつ
れて、またバスラインLOの充電が進むにつれて、ライ
ンl、すなわちデプリーション型NMOSトランジスタ
DQ5のゲートの電位はローレベルに低下してゆく。そ
してデプリーション型NMOSトランジスタDQ5は、
バスラインL0を充電しながら、該デプリーション型N
MOSトランジスタDQ5のゲート電位が接地電位にま
で低下するにつれてデプリーション型NMOSトランジ
スタDQ5は徐々にオフ状態に移行し、ラインnの電位
がデプリーション型NMOSトランジスタDQ5のしき
い値電圧の絶対値Vthdになったときに平衡状態に達
し、L0の電位はデプリーション型NMOSトランジス
タDQ5のしきい値電圧の絶対値Vthdとなる。
【0142】次に、内部読み出しデータd0がハイレベ
ルからローレベルに変化した場合を説明する。内部読み
出しデータd0がローレベルに変化すると、ラインaは
ハイレベルとなるため、PMOSトランジスタQ21が
オフし、NMOSトランジスタQ22がオンするため、
ラインmは接地電位GNDレベルとなる。ラインlは遅
延回路DL2の遅延時間に応じた時間分だけ遅れてロー
レベルからハイレベルとなるが、ラインmは接地電位G
NDレベルであるため、デプリーション型NMOSトラ
ンジスタDQ5は十分に導通しており、バスラインL0
の電荷はすみやかに放電される。そして、バスラインL
0の電位は接地電位GNDレベルとなる。
【0143】なお、デプリーション型NMOSトランジ
スタDQ5の駆動能力をMOSトランジスタQ21、Q
22の駆動能力に比べて十分大きくすれば、デプリーシ
ョン型NMOSトランジスタDQ5をバスラインL0
一端とラインmとの間に設けることは問題にならない。
【0144】このように、本実施の形態においても、バ
スラインL0の電位は、前記デプリーション型NMOS
トランジスタDQ5のしきい値電圧のみにしか依存しな
くなるので、電源電圧の影響を受けることがなくなるの
で、低電圧動作マージンを確保することができ、バスラ
インを高速に駆動することができる。従って、本発明の
バス駆動回路は、電源電圧VDDが低い電圧仕様の半導体
記憶装置を構成することによる、出力電圧の低下に伴う
動作不良や、NMOSトランジスタのオンによる電流供
給能力の低下に伴うバスラインの充電速度の低下という
問題を完全に解決することができ、半導体記憶装置を高
性能に構成できる。
【0145】<実施の形態5>図8は、本発明のバスラ
イン駆動回路を半導体記憶装置、たとえば、スタティッ
ク型RAM(以下、「SRAM」という)に適用した場
合の機能ブロック図である。本実施の形態においては、
一例として1メガビットの記憶容量をもつデータ幅8ビ
ットのスタティック型RAMを示し、複数のメモリブロ
ックM−BLKにより構成されているものとし、冗長回
路等の本発明を説明するのに不要な機能については省略
して示す。
【0146】前記SRAMは、前記各メモリブロックM
−BLKを有し、該メモリブロックM−BLKは、特に
図示しないが、複数のワード線と、複数のデータ線対
と、夫々のワード線と夫々のデータ線対との交点に設け
られた複数のスタティック型メモリセルを有する。ま
た、アドレス信号を入力するアドレス端子A0〜A
16と、前記アドレス信号をカラムアドレス信号として取
り込んむカラムアドレスバッファC−ABと、前記カラ
ムアドレス信号をデコードして前記メモリブロック内の
カラムアドレスを指定するカラムアドレスデコーダC−
DCRとを含む。また、前記SRAMは、前記アドレス
信号をローアドレス信号として取り込むローアドレスバ
ッファR−ABと、前記ローアドレス信号をデコードし
て前記メモリブロック内のローアドレスを指定するロー
アドレスデコーダR−DCRとを含む。さらに、前記S
RAMは、前記アドレス信号をブロックアドレス信号と
して取り込むブロック入力バッファBIBと、前記ブロ
ックアドレス信号をデコードして前記複数のメモリブロ
ックのうち一つのメモリブロックを選択する並びにブロ
ックプリデコーダB−DCRとを含む。また前記SRA
Mは、前記メモリブロックへの書き込みデータあるいは
前記メモリブロックからの読み出しデータを増幅する複
数のセンスアンプSAと、外部データを入力し又は記憶
データを出力する入出力兼用のデータ入出力端子D0
7と、外部端子から入力される書き込み制御信号W
B、アウトプットイネーブル信号OEB、チップセレク
ト信号S1,S2とにより、前記それぞれの回路の動作
タイミングを制御するタイミング制御信号を生成するク
ロックジェネレータCGとを含む。さらに、前記アウト
プットイネーブル信号により制御され、データ出力時
に、前記センスアンプを介してメモリセルから読み出し
た内部読み出しデータdoutを取り込み、データ出力バ
スLoutを介して、前記データ入出力端子へ前記読み出
しデータを転送するデータ出力バッファDOBと、前記
書き込み制御信号により制御され、データ入力時に、前
記データ入出力端子からの書き込みデータDinを取り込
み、データ入力バスLinを介して、前記センスアンプへ
前記書き込みデータを転送するデータ入力バッファDI
Bと、前記それぞれの回路間に設けられた複数のバスラ
インと、前記バスラインの一部または全部において、前
記バスラインの一方の端部に設けられたバスライン駆動
回路とを含む。また、入力データ制御回路IDCNTを
有し、該IDCNTは、所謂前記データ入力バッファD
IBを含む。
【0147】そして、さらに、センスアンプSAの出力
端部には、図1に記載したバスライン駆動回路と同様の
構成を有し、データ出力バスLoutの本数分設けられた
第1バスライン駆動回路BD1が設けられ、複数本によ
り構成される前記データ出力バスLoutにおける電圧振
幅を小さくしている。また、特に図示しないが、前記出
力バッファDOBの初段には、図5に示すレベル変換回
路LVCが複数含まれる。
【0148】また、前記入力データ制御回路IDCNT
の出力部には、図1に記載したバスライン駆動回路と同
様の構成を有し、複数本にて構成されるデータ入力バス
inと対応して設けられる第2バスライン駆動回路BD
2が設けられ、前記複数本により構成されるデータ入力
バスLinの電圧振幅を小さくしている。
【0149】まず、本実施の形態のSRAMにおけるデ
ータ書き込み動作について説明する。書き込むべきセル
のアドレスをアドレス端子A0〜A16から入力し、書き
込むべきデータをデータ入出力端子に入力するととも
に、書き込み制御信号WB等に所定のタイミングで所定
のレベルの信号を入力することで、書き込みが行われ
る。データ入出力端子D0〜D7から書き込みデータDin
が入力され、前記書き込みデータDinが、入力データ制
御回路IDCNTに入力される。そして、前記入力デー
タ制御回路IDCNTにて、前記書き込みデータDin
バッファリングし、前記入力データ制御回路IDCNT
の出力信号に基づいて内部書き込みデータdinが、前記
指定されたアドレスの記憶セルに書き込まれる。
【0150】ところで、指定アドレスへのデータ書き込
みにおいては、入力データ制御回路IDCNTの出力部
と第2バスライン駆動回路BD2とが接続され、データ
入力バスLinを介して書き込みが行われる。このため、
特に、前記データ入力バスLinはデータ転送を行なう信
号配線であるので、信号伝達速度および精度はSRAM
上重要である。しかしながら、このデータ入力バスLin
の負荷容量,負荷抵抗は前記第2バスライン駆動回路B
D2によって軽減されているために、高速に充放電が行
われる。よって、本実施の形態のSRAMにおいて、信
号伝達速度が速く、回路動作自体に悪影響が及ばない。
さらに、本実施の形態のSRAMにおいて、低電圧仕様
の電源電圧VDDを使用しても、消費電力を低減できるば
かりでなく、データ入力を高速に行なうことが可能とな
る。
【0151】次に、本実施の形態のSRAMにおけるデ
ータ出力(読み出し)動作について説明する。ここで、
アドレス選択方法については、上述したように書き込み
動作と同一のため説明を省略し、アドレス選択後の動作
について説明する。
【0152】内部読み出しデータdoutを前記センスア
ンプSAにて取り込み、その微小電圧を増幅する。そし
て、データ出力バスLoutを介して、前記内部読み出し
データdoutをデータ出力バッファDOBに送出する。
ところで、このセンスアンプSAの出力端部には、上述
した第1バスライン駆動回路BD1が構成され、前記出
力バッファDOBの入力端部には上述したレベル変換回
路LVCが含まれるものであるので、前記データ出力バ
スLoutを介して前記内部読み出しデータdoutを、前記
レベル変換回路LVCに取り込む。このとき、前記デー
タ出力バスLoutにおいては、負荷容量および負荷抵抗
が形成されているが、この第1バスライン駆動回路BD
1により前記データ出力バスLoutにおける充放電にお
いて負荷が小さくされているために、データ読み出し時
の消費電力の低電力化が図れる。そして、前記読み出し
データDoutがデータ出力端子D0〜D7から出力され
る。
【0153】このとき、このデータ出力バスLoutはデ
ータ転送を行なう信号配線であるので、信号伝達速度お
よび精度はSRAM上重要である。しかしながら、この
データ入力バスLoutの負荷容量,負荷抵抗は前記第1
バスライン駆動回路BD1によって軽くされているため
に、高速に充放電が行われる。このため、本実施の形態
のSRAMにおいて、信号伝達速度が速く、回路動作自
体に悪影響が及ばない。さらに、本実施の形態のSRA
Mにおいて、低電圧仕様の電源電圧VDDを使用しても、
消費電力を低減できるばかりでなく、データ出力を高速
に行なうことが可能となる。
【0154】このように、図1のバスライン駆動回路を
SRAMにおける第1バスライン駆動回路,第2バスラ
イン駆動回路に適用することによって、データ読み出し
および書き込みにおける消費電力を低減することができ
る。また、前記データ出力バス,データ入力バスにおい
ては、データ書き込み時および読み出し時のデータ転送
が速くなるため、SRAMの応答性が向上できる。この
ため、本実施の形態をコンピュータに格納する高速記憶
装置に適用することによって、高速動作というニーズに
応えることができる。
【0155】本実施の形態においては、本発明のバスラ
イン駆動回路をデータ入力バッファ,データ出力バッフ
ァの両者に適用して示したが、特に限定されることな
く、どちらか一方のみを用いても良い。
【0156】また、本実施の形態のSRAMは、図1に
示すバスライン駆動回路をSRAMにおける第1バスラ
イン駆動回路,第2バスライン駆動回路に適用した例に
ついて示したが、図5または、図7に示すバスライン駆
動回路を本実施の形態のSRAMにおける第1バスライ
ン駆動回路,第2バス駆動回路に適用することもでき
る。たとえば、図5に示すバスライン駆動回路を本実施
の形態のSRAMにおける第1バスライン駆動回路,第
2バスライン駆動回路に適用した場合は、遅延回路を不
要にできるので、記憶装置周辺回路の規模を小さくする
ことができ、素子数の多いSRAMには有利であり、か
つ低消費電力のSRAMが実現できる。また、たとえ
ば、図7に示すバスライン駆動回路を本実施の形態のS
RAMにおける第1バス駆動回路,第2バス駆動回路に
適用した場合は、回路素子数を大幅に減少することがで
きるので、マイクロコンピュータ等に搭載でき、かつ低
消費電力,高速動作のSRAMを得ることができる。
【0157】また、本発明のバス駆動回路は、他のバス
の駆動にも用いることができる。たとえば、半導体記憶
装置内のアドレスバスや、マイクロプロセッサ内のデー
タバス、アドレスバス、又は、表示制御装置内の表示デ
ータ用バスライン等にも使用することができる。
【0158】<実施の形態6>図9に本発明のバスライ
ン駆動回路を半導体記憶装置、特に、ダイナミック型R
AMに適用した場合の機能ブロック図を示す。本実施の
形態においては、一例として16Mビットの記憶容量を
持つダイナミック型RAM(以下、「DRAM」とい
う)を示し、冗長回路等本発明を説明するのに不要な回
路は省略して示す。
【0159】本実施の形態のDRAMは、複数のビット
線対と、複数のワード線と、前記ビット線対と前記ワー
ド線の交点にそれぞれ設けられた複数のダイナミック型
記憶装置セルとを含むメモリアレイM−ARYと、アド
レス信号を入力するアドレス端子A0〜A10とを含む。
さらに、前記アドレス信号をカラムアドレス信号として
取り込むカラムアドレスバッファABと、前記カラムア
ドレス信号をデコードしてメモリアレイ内のカラムアド
レスを指定するカラムアドレスプリデコーダPDCR,
カラムアドレスデコーダC−DCRとを含む。さらに、
前記アドレス信号をローアドレス信号として取り込むロ
ーアドレスバッファ(図示せず)と、前記ローアドレス
信号をデコードして前記メモリアレイ内のローアドレス
を指定するローアドレスプリデコーダ(図示せず),ロ
ーアドレスデコーダR−DCRとを含む。ここで、図中
のアドレスバッファABは、カラムアドレスバッファと
ローアドレスバッファを含み、図中のプリデコーダPD
CRは、カラムアドレスプリデコーダとローアドレスプ
リデコーダを含み、前記アドレスバッファABおよび前
記プリデコーダPDCRは夫々マルチプレクサによって
一方が選択されるものである。更に、前記DRAMは、
前記メモリアレイへの書き込みデータあるいは前記メモ
リアレイからの読み出しデータを増幅する複数のセンス
アンプSAと、外部データが入力され又は記憶データが
出力される入出力兼用のデータ入出力端子D0〜D7とを
含む。また、外部端子から入力されるカラムアドレスス
トローブ信号CASB、ローアドレスストローブ信号R
ASB、ライトイネーブル信号WEBの、それぞれの信
号の組み合わせによって、該DRAMのモードを設定
し、前記それぞれの回路の動作タイミングを制御するタ
イミング制御信号を生成するロー系,カラム系,ライト
系のそれぞれのクロックジェネレータCG1,CG2、
WCGとを含む。また、アウトプットイネーブル信号O
EBにより制御され、データ出力時に、前記センスアン
プを介してメモリセルから読み出した読み出しデータを
取り込み、データ出力バスLoutを介して、前記データ
入出力端子へ前記読み出しデータを転送するデータ出力
バッファDOBと、前記ライトイネーブル信号により制
御され、データ入力時に、前記データ入出力端子からの
書き込みデータを取り込み、データ入力バスLinを介し
て、前記センスアンプへ前記書き込みデータを転送する
データ入力バッファDIBと、前記それぞれの回路間に
設けられた複数のバスラインと、前記バスラインの一部
または全部において、前記バスラインの一方の端部に設
けられたバスライン駆動回路とを含み構成される。
【0160】前記センスアンプSAの出力端部には、図
1に記載したバスライン駆動回路と同様の構成を有する
第1バスライン駆動回路BD1が設けられる。そして、
データ出力バスLoutを介して、データ出力バッファD
OBと第1バスライン駆動回路BD1は接続される。ま
た、前記出力バッファDOBの入力端部には、ここでは
図示しないが、図5に示すレベル変換回路LVCが含ま
れる。
【0161】ライトクロックジェネレータWCGは、ラ
イトイネーブル信号WEBに制御され、前記データ入力
バッファDIBの出力部は、第2バスライン駆動回路B
D2と接続される。そして、この第2バスライン駆動回
路BD2は、図1に示すバスライン駆動回路と同様の回
路構成を有するものである。そして、この第2バスライ
ン駆動回路BD2は、データ入力バスLinを介して、入
出力ゲートIOと接続される。
【0162】一方、前記データ出力バッファDOBは、
クロックジェネレータCG2と接続され、さらにアウト
プットイネーブル信号OEBにより動作制御される。そ
して、前記データ入力バッファDIBおよびデータ出力
バッファDOBはそれぞれデータ入出力端子D0〜D7
接続される。このデータ入出力端子は、データの入力時
および出力時にそれぞれ兼用して使用されるものであ
る。
【0163】また、このDRAMは、さらに、リフレッ
シュカウンタREFCを含み、一定時間ごとにリフレッ
シュを行なうことを指示するリフレッシュ信号が発生さ
れる。また、基板バックバイアスジェネレータVBBG
は、基板電位を負電位に引く回路である。
【0164】ここで、メモリセルへの情報の読み出し/
書き込みにおいては、特に図示しないが、前記センスア
ンプSAとメモリアレイM−ARY間に設けられたカラ
ムスイッチCWにより指定アドレスにおけるビット線対
を選択し、カラムアドレスデコーダC−DCRによりビ
ット線対の電位をセンスし、その電圧の増幅をセンスア
ンプSAにより行なっているものである。
【0165】最初に、本実施の形態のDRAMにおける
データ書き込み動作について説明する。まず、書き込む
べきセルのアドレスをアドレス端子A0〜A16から所定
のタイミングで入力し、書き込むべきデータをデータ入
出力端子に入力するとともに、書き込み制御信号WB等
に所定のタイミングで所定のレベルの信号を入力するこ
とで、書き込みが行われる。データ入出力端子D0〜D7
から書き込みデータDinが入力され、データ入力バッフ
ァDIBに取り込む。なお、特に図示しないがアドレス
バッファABおよびプリデコーダPDCRにおいて、カ
ラム系回路とロー系回路はマルチプレクサを切り換える
ことによって、カラム系,ロー系のそれぞれのアドレス
を取り込んでいる。そして、これらの動作により、カラ
ム,ローアドレスがそれぞれ指定され、選択されたワー
ド線およびビット線対が交差する箇所に形成されたメモ
リセルが選択される。
【0166】一方、前記データ入力バッファDIBに入
力された書き込みデータDinは、第2バス駆動回路BD
2に入力され、データ入力バスLinを介して、入出力ゲ
ートIO,センスアンプSAに内部書き込みデータdin
を送出する。そして、前記センスアンプSAにより微小
信号の内部書き込みデータdinを増幅してビット線対を
介して、指定したアドレスにおけるメモリセルに前記内
部書き込みデータdinが書き込まれる。
【0167】本実施の形態のDRAMにおいては、デー
タ入力バッファDIBからセンスアンプSAへのデータ
転送時に、データ入力バスLinによって伝送される内部
書き込みデータdinの信号振幅が、第2バスライン駆動
回路BD2により小さくされているため、データ入力バ
ッファDIBと、センスアンプSA間のバスラインL in
は、高速かつ低消費電力にて充電される。そして、セン
スアンプSAにて、前記内部書き込みデータdinを増幅
して、入出力ゲートIOを介して選択されたメモリセル
に前記内部書き込みデータdinを書き込む。
【0168】本実施の形態においては、特に、このデー
タ入力バスLinはデータ転送を行なう信号配線であるの
で、上述したように、信号伝達速度および精度はDRA
Mにおいても重要である。しかしながら、このデータ入
力バスLinの負荷容量,負荷抵抗は前記第2バスライン
駆動回路BD2によって軽くされているために、高速に
充放電が行われる。このため、本実施の形態のDRAM
において、信号伝達速度が速く、回路動作自体に悪影響
が及ばない。さらに、本実施の形態のDRAMにおい
て、低電圧仕様の電源電圧VDDを使用しても、消費電力
を低減できるばかりでなく、データ入力を高速に行なう
ことが可能となる。
【0169】次に本実施の形態のDRAMのデータ読み
出し動作について説明する。
【0170】アドレスの指定については、書き込みの場
合と同様に行うことができるため、データの転送経路に
ついてのみ説明する。
【0171】入出力ゲートIOを介して、選択されたア
ドレスにおけるメモリセルの蓄積データdoutをビット
線対上に読み出し、センスアンプSAにて増幅して、こ
の内部読み出しデータdoutを第1バスライン駆動回路
BD1に取り込む。そして、前記第1バスライン駆動回
路BD1にて前記内部読み出しデータdoutの電位を小
振幅に変換する。このことにより、前記第1バスライン
駆動回路の出力部と接続されたデータ出力バスLout
の電位が低くなり、前記データ出力バスLoutの充放電
が高速に行われる。そして、この内部読み出しデータd
outは、前記データ出力バスLoutと接続されたデータ出
力バッファDOBに入力され、その入力段に設けられた
図示しないレベル変換回路に入力される。このとき、前
記データ出力バスLoutは上述したように長い配線によ
って構成されているために、負荷抵抗,負荷容量が形成
されているものの、前記データ出力バスLoutの充放電
が高速に行われるために、内部読み出しデータdout
データ出力バッファDOBへの転送を高速に行なうこと
が可能となる。そして、前記読み出しデータDoutが、
データ出力バッファDOBにてバッファリングされ、前
記データ入出力端子D0〜D7から出力される。
【0172】このように、このデータ出力バスLout
データ転送を行なう信号配線であるので、信号伝達速度
および精度はDRAMにおいても重要である。しかしな
がら、このデータ出力バスLoutの負荷容量,負荷抵抗
は前記第1バスライン駆動回路BD1によって軽くされ
ているために、高速に充放電が行われる。このため、本
実施の形態のDRAMにおいて、信号伝達速度が速く、
回路動作自体に悪影響が及ばない。さらに、本実施の形
態のDRAMにおいて、低電圧仕様の電源電圧VDDを使
用しても、消費電力を低減できるばかりでなく、データ
出力を高速に行なうことが可能となる。
【0173】このように、図1のバスライン駆動回路を
DRAMにおける第1バスライン駆動回路,第2バスラ
イン駆動回路に適用することによって、データ読み出し
および書き込みにおける消費電力を低減することができ
る。また、前記データ出力バス,データ入力バスにおい
ては、データ書き込み時および読み出し時のデータ転送
が速くなるため、DRAMの性能が向上できる。このこ
とによって、本実施の形態のダイナミック型RAMは、
多方面にわたって活用されることができ、ダイナミック
型RAMの高速化および低消費電力化というニーズに応
えることができる。
【0174】本実施の形態においては、本発明のバスラ
イン駆動回路をデータ入力バッファ,データ出力バッフ
ァの両者に適用して示したが、特に限定されることな
く、どちらか一方のみを用いても良い。
【0175】また、本発明のバス駆動回路は、他の回路
の電源供給回路として、用いることもできる。たとえ
ば、プリチャージ回路の電源供給回路として、プリチャ
ージ回路の電源供給ラインの端部に、本発明のバス駆動
回路を設け、電源電圧の略1/2の電圧を生成しても良
い。この場合、製造プロセスにおいて、デプリーション
型NMOSトランジスタのしきい値電圧を調整すること
が必要となる。また、いうまでもなく、他の電源電圧よ
りも小さい電源を要する回路であれば、どの回路にも適
用することが可能である。
【0176】また、本実施の形態のDRAMは、図1に
示すバスライン駆動回路をDRAMに適用した例につい
て示したが、図5または、図7に示すバスライン駆動回
路をDRAMに適用することもできる。たとえば、図5
に示すバスライン駆動回路を本実施の形態のDRAMに
適用した場合は、遅延回路を不要にできるので、記憶装
置周辺回路の規模を小さくすることができ、コンパクト
かつ低消費電力のDRAMが実現できる。また、たとえ
ば、図7に示すバスライン駆動回路を本実施の形態のD
RAMに適用した場合は、回路素子数を大幅に減少する
ことができるので、大容量DRAMに適用でき、かつ低
消費電力,高速動作のDRAMを得ることができる。
【0177】また、本発明のバス駆動回路は、SRA
M,DRAMのみでなく、マスクROM,プログラマブ
ルROM(PROM),不揮発性メモリ(EEPRO
M)等に適用することも可能である。この場合、デプリ
ーション型MOSトランジスタが、メモリアレイ内に複
数使用されているために、このデプリーション型MOS
トランジスタの製造工程を利用して、バス駆動回路にお
けるデプリーション型MOSトランジスタも形成するこ
とができる。このため、この場合は、製造工程を特に増
加させることなく、それぞれの前記記憶装置を製造する
ことができる。
【0178】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施の形態1のバスライン駆動回
路の概略図である。
【図2】本願発明者によって検討された比較例としての
バスライン駆動回路の概略図である。
【図3】本発明による実施の形態1のバスライン駆動回
路の動作波形図である。
【図4】本発明による実施の形態1,実施の形態2のバ
スライン駆動回路におけるラインcの電位レベルと時間
との関係を示すグラフである。
【図5】本発明のレベル変換回路の概略図である。
【図6】本発明による実施の形態2のバスライン駆動回
路の概略図である。
【図7】本発明による実施の形態3のバスライン駆動回
路の概略図である。
【図8】本発明によるバスライン駆動回路を搭載したス
タティック型RAMの機能ブロック図である。
【図9】本発明によるバスライン駆動回路を搭載したダ
イナミック型RAMの機能ブロック図である。
【図10】レベル変換回路の概略図である。
【図11】本発明による実施の形態4のバスライン駆動
回路の概略図である。
【符号の説明】
Q・・・・MOSトランジスタ DQ・・・・デプリーションMOSトランジスタ INV・・・・インバータ回路 RL,Rd・・・・抵抗 CL,Cd・・・・容量 PS・・・・電源供給回路 DL・・・・遅延回路 LVC・・・・レベル変換回路 IDCNT・・・・入力データ制御回路 DIB・・・・データ入力バッファ DOB・・・・データ出力バッファ AB・・・・アドレスバッファ M−BLK・・・・メモリブロック C−DCR・・・・カラムアドレスデコーダ R−DCR・・・・ローアドレスデコーダ PDCR・・・・アドレスプリデコーダ BIB・・・・ブロック入力バッファ B−DCR・・・・ブロックアドレスデコーダ CG1,CG2・・・・クロックジェネレータ REFC・・・・リフレッシュアドレスカウンタ M−ARY・・・・メモリアレイ SA・・・・センスアンプ VBBG・・・・基板バイアスジェネレータ MA・・・・メインアンプ MCNT・・・・モードコントロール WCG・・・・ライトクロックジェネレータ IO・・・・入出力ゲート L0,Ln・・・・バスライン Lout・・・・データ出力バス Lin・・・・データ入力バス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/0185 G11C 11/34 354A 19/003 H03K 17/687 F 19/017 19/00 101D 19/0948 19/094 B

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型のトランジスタと第2導電型
    のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1導電型
    のトランジスタのドレインと前記バスラインの一端の間
    にデプリーション型の第2導電型のトランジスタが接続
    され、該バスラインの一端と前記第2導電型のトランジ
    スタのドレインとが接続されてなり、前記デプリーショ
    ン型の第2導電型のトランジスタのゲートに、電源電圧
    以下であって該デプリーション型の第2導電型のトラン
    ジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧が印加される
    ことを特徴とするバスライン駆動回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバスライン駆動回路にお
    いて、前記デプリーション型の第2導電型のトランジス
    タのゲートには、前記第1導電型のトランジスタのゲー
    トに入力される信号を遅延した信号が入力されてなるこ
    とを特徴とするバスライン駆動回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のバスライン駆動回路にお
    いて、前記デプリーション型の第2導電型のトランジス
    タのゲートに、前記第1導電型のトランジスタのゲート
    に入力される信号と略同相の信号が入力されてなること
    を特徴とするバスライン駆動回路。
  4. 【請求項4】 第1導電型のトランジスタと第2導電型
    のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1導電型
    のトランジスタのドレインと前記バスラインの一端の間
    にデプリーション型の第2導電型のトランジスタが接続
    され、該バスラインの一端と前記第2導電型のトランジ
    スタのドレインとが接続されてなり、前記デプリーショ
    ン型の第2導電型のトランジスタのゲートに、接地電圧
    または電源電圧よりも低い電圧が供給されることを特徴
    とするバスライン駆動回路。
  5. 【請求項5】 第1導電型のトランジスタと第2導電型
    のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1導電型
    のトランジスタのドレインと前記第2導電型のトランジ
    スタのドレインと前記バスラインの一端とを接続し、前
    記第1導電型のトランジスタのソースと電源端子との間
    にデプリーション型の第2導電型のトランジスタが接続
    され、該デプリーション型の第2導電型のトランジスタ
    のゲートに、電源電圧以下の電圧であって該デプリーシ
    ョン型の第2導電型のトランジスタのしきい値電圧の絶
    対値以上の電圧を印加することを特徴とするバスライン
    駆動回路。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のバスライン駆動回路にお
    いて、複数のバスラインと複数の前記第1導電型のトラ
    ンジスタとを含み、前記デプリーション型の第2導電型
    のトランジスタのソースが、該複数の第1導電型のトラ
    ンジスタのソースに共通接続されてなり、前記デプリー
    ション型の第2導電型のトランジスタは、前記複数のバ
    スラインを駆動する電源供給能力を有することを特徴と
    するバスライン駆動回路。
  7. 【請求項7】 第1導電型のトランジスタと第2導電型
    のトランジスタとバスラインとを含み、前記第1導電型
    のトランジスタのドレインと前記第2導電型のトランジ
    スタのドレインとを接続し、前記第1導電型のトランジ
    スタのドレインと前記バスラインの一端の間にデプリー
    ション型の第2導電型のトランジスタが接続され、該デ
    プリーション型の第2導電型のトランジスタのゲートに
    は、前記第1導電型のトランジスタのゲートに入力され
    る信号を遅延した信号が入力されてなることを特徴とす
    るバスライン駆動回路。
  8. 【請求項8】 第1導電型のトランジスタと第2導電型
    のトランジスタとを含み、該第1導電型のトランジスタ
    のドレインと該第2導電型のトランジスタのドレインと
    を接続し、該第1導電型のトランジスタのソースと電源
    端子との間にデプリーション型の第2導電型のトランジ
    スタを接続し、該デプリーション型の第2導電型のトラ
    ンジスタのゲートには、前記第1導電型のトランジスタ
    のドレインから出力される信号を入力してなるレベル変
    換回路を有することを特徴とするバスライン駆動回路。
  9. 【請求項9】 スタティック型のメモリセルにバスライ
    ンを介して所定のデータを書き込み又は該メモリセルに
    記憶されたデータを読み出す半導体記憶装置において、
    前記バスラインの一方の端部を接続した請求項1、4、
    5又は7記載のバスライン駆動回路を具備することを特
    徴とする半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
    て、さらに、前記バスライン駆動回路の出力信号が前記
    バスラインを介して入力される請求項8記載のレベル変
    換回路を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
    て、該半導体記憶装置は複数のセンスアンプとデータ入
    力バッファとを含み、前記バスライン駆動回路は、前記
    センスアンプの出力段又は前記データ入力バッファの出
    力段に設けられることを特徴とする半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
    て、前記バスライン駆動回路は、電源電圧よりも低い電
    圧を供給するバスラインへの電源供給回路として使用さ
    れることを特徴とする半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
    て、該半導体記憶装置は複数のセンスアンプとデータ出
    力バッファとを含み、前記データ出力バッファは、前記
    センスアンプから転送された読み出しデータを受け、該
    読み出しデータの電圧振幅を変換する回路を含むことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 ダイナミック型のメモリセルにバスラ
    インを介して所定のデータを書き込み又は該メモリセル
    に記憶されたデータを読み出す半導体記憶装置におい
    て、前記バスラインの一方の端部を接続した請求項1、
    4、5又は7記載のバスライン駆動回路を具備すること
    を特徴とする半導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の半導体記憶装置にお
    いて、さらに、前記バスライン駆動回路の出力信号が前
    記バスラインを介して入力される請求項8記載のレベル
    変換回路を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
  16. 【請求項16】 請求項14記載の半導体記憶装置にお
    いて、該半導体記憶装置は複数のセンスアンプとデータ
    入力バッファとを含み、前記バスライン駆動回路は、前
    記センスアンプの出力段又は前記データ入力バッファの
    出力段に設けられることを特徴とする半導体記憶装置。
  17. 【請求項17】 請求項14記載の半導体記憶装置にお
    いて、前記バスライン駆動回路は、電源電圧よりも低い
    電圧を供給するバスラインへの電源供給回路として使用
    されることを特徴とする半導体記憶装置。
  18. 【請求項18】 請求項14記載の半導体記憶装置にお
    いて、該半導体記憶装置は複数のセンスアンプとデータ
    出力バッファとを含み、前記データ出力バッファは、該
    センスアンプから転送された読み出しデータを受け、該
    読み出しデータの電圧振幅を変換する回路を含むことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  19. 【請求項19】 複数のデータ線対と、複数のワード線
    と、前記データ線対と前記ワード線の交点にそれぞれ設
    けられた複数のスタティック型メモリセルと、を含む複
    数のメモリブロックと、アドレス信号を入力するアドレ
    ス端子と、前記アドレス信号を取り込んで、前記メモリ
    ブロック内のカラムアドレスを指定するカラムアドレス
    バッファ並びにカラムアドレスデコーダと、前記アドレ
    ス信号を取り込んで、前記メモリブロック内のローアド
    レスを指定するローアドレスバッファならびにローアド
    レスデコーダと、前記アドレス信号を取り込んで、前記
    複数のメモリブロックのうち一つのメモリブロックを選
    択するブロック入力バッファ並びにブロックプリデコー
    ダと、前記メモリブロックへの書き込みデータあるいは
    前記メモリブロックからの読み出しデータを増幅する複
    数のセンスアンプと、外部データが入力されるデータ入
    力端子と、記憶データが出力されるデータ出力端子と、
    外部端子から入力される書き込み制御信号、アウトプッ
    トイネーブル信号、チップセレクト信号により、前記そ
    れぞれの回路の動作タイミングを制御するタイミング制
    御信号を生成するクロックジェネレータと、前記アウト
    プットイネーブル信号により制御され、データ出力時
    に、前記センスアンプを介してメモリセルから読み出し
    た読み出しデータを取り込み、データ出力バスを介し
    て、前記データ入出力端子へ前記読み出しデータを転送
    するデータ出力バッファと、前記書き込み制御信号によ
    り制御され、データ入力時に、前記データ入出力端子か
    らの書き込みデータを取り込み、データ入力バスを介し
    て、前記センスアンプへ前記書き込みデータを転送する
    データ入力バッファと、前記それぞれの回路間に設けら
    れた複数のバスラインと、前記バスラインの一部または
    全部において、前記バスラインの一方の端部に設けられ
    たバスライン駆動回路と、により構成される半導体記憶
    装置であって、 前記バスライン駆動回路は、第1導電型のトランジスタ
    と第2導電型のトランジスタとバスラインとを含み、前
    記第1導電型のトランジスタのドレインと前記バスライ
    ンの一端の間にデプリーション型の第2導電型のトラン
    ジスタが接続され、該バスラインの一端と前記第2導電
    型のトランジスタのドレインとが接続されてなり、前記
    デプリーション型の第2導電型のトランジスタのゲート
    に、電源電圧以下であって該デプリーション型の第2導
    電型のトランジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧
    が印加されることを特徴とする半導体記憶装置。
  20. 【請求項20】 複数のビット線対と、複数のワード線
    と、前記ビット線対と前記ワード線の交点にそれぞれ設
    けられた複数のダイナミック型メモリセルと、を含む複
    数のメモリアレイと、アドレス信号を入力するアドレス
    端子と、前記アドレス信号を取り込んで、前記メモリア
    レイ内のカラムアドレスを指定するカラムアドレスバッ
    ファ、カラムアドレスプリデコーダ、カラムアドレスデ
    コーダと、前記アドレス信号を取り込んで、前記メモリ
    アレイ内のローアドレスを指定するローアドレスバッフ
    ァ、ローアドレスプリデコーダ、ローアドレスデコーダ
    と、前記メモリアレイへの書き込みデータあるいは前記
    メモリブロックからの読み出しデータを増幅する複数の
    センスアンプと、外部データが入力されるデータ入力端
    子と、記憶データが出力されるデータ出力端子と、外部
    端子から入力されるカラムアドレスストローブ信号、ロ
    ーアドレスストローブ信号、ライトイネーブル信号の、
    それぞれの信号の組み合わせによって、ダイナミック型
    RAMのモードを設定し、前記それぞれの回路の動作タ
    イミングを制御するタイミング制御信号を生成するロー
    系,カラム系,ライト系のそれぞれのクロックジェネレ
    ータと、前記アウトプットイネーブル信号により制御さ
    れ、データ出力時に、前記センスアンプを介してメモリ
    セルから読み出した読み出しデータを取り込み、データ
    出力バスを介して、前記データ出力端子へ前記読み出し
    データを転送するデータ出力バッファと、前記ライトイ
    ネーブル信号により制御され、データ入力時に、前記デ
    ータ入力端子からの書き込みデータを取り込み、データ
    入力バスを介して、前記センスアンプへ前記書き込みデ
    ータを転送するデータ入力バッファと、前記それぞれの
    回路間に設けられた複数のバスラインと、前記バスライ
    ンの一部または全部において、前記バスラインの一方の
    端部に設けられたバスライン駆動回路と、により構成さ
    れる半導体記憶装置であって、 前記バスライン駆動回路は、第1導電型のトランジスタ
    と第2導電型のトランジスタとバスラインとを含み、前
    記第1導電型のトランジスタのドレインと前記バスライ
    ンの一端の間にデプリーション型の第2導電型のトラン
    ジスタが接続され、該バスラインの一端と前記第2導電
    型のトランジスタのドレインとが接続されてなり、前記
    デプリーション型の第2導電型のトランジスタのゲート
    に、電源電圧以下であって該デプリーション型の第2導
    電型のトランジスタのしきい値電圧の絶対値以上の電圧
    が印加されることを特徴とする半導体記憶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002135104A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Hitachi Ltd 出力回路および入力回路
JP2007200354A (ja) * 2007-04-13 2007-08-09 Fujitsu Ltd シリアルバス高速化回路
JP2011199898A (ja) * 2011-06-06 2011-10-06 Renesas Electronics Corp 半導体チップ
JP2011248958A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Toppan Printing Co Ltd 半導体メモリ
JP2012109940A (ja) * 2010-10-28 2012-06-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 駆動回路、及び、光送信装置

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