JPH0973786A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH0973786A
JPH0973786A JP7248675A JP24867595A JPH0973786A JP H0973786 A JPH0973786 A JP H0973786A JP 7248675 A JP7248675 A JP 7248675A JP 24867595 A JP24867595 A JP 24867595A JP H0973786 A JPH0973786 A JP H0973786A
Authority
JP
Japan
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potential
side power
power supply
circuit
bipolar transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7248675A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Toyoshima
秀雄 豊島
Koichi Takeda
晃一 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7248675A priority Critical patent/JPH0973786A/en
Publication of JPH0973786A publication Critical patent/JPH0973786A/en
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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an internal boosted potential generating circuit making the semiconductor device mounted with BiCMOSs, BiN MOS circuits and high resistance load type cells and TFT load type cells operate with the low power source voltage of the order of 1.5V. SOLUTION: In an internal boosted potential generating circuit for BiCMOS/ BiNMOS, the base of a bipolar transistor 41 is connected to a boosted potential power source line VCHGB 11 and a constant current source 42 is connected between the collector of the transistor and the GND 4 and a constant current is set so that the voltage between the base and the collector becomes the voltage of the order of 0.6Vs and a VCC and the collector voltage of the bipolar transistor 41 are inputted to a differential amplifier 43 and then the operation of a charge pump circuit is subjected to a feedback control by using a compared result. Moreover, in an internal boosted potential generating circuit for high resistance load type/TFT load type memory, the operation of the charge pump circuit is subjected to the feedback control by using an NMOS connected to a diode instead of the bipolar detection element 41 with a similar circuit constitution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は半導体集積回路に関
し、特にバイポーラトランジスタとMOSトランジスタ
とを同一半導体基板上に集積する、いわゆるバイポーラ
−CMOS(以下単に「BiCMOS」と略記する)技
術を用いた論理回路の低電圧動作技術に関する。また、
本発明は、大量のデータ書き込み及び読み出しを高速に
行うSRAM(スタティック型ランダムアクセスメモ
リ)の低電圧動作技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a logic using a so-called bipolar-CMOS (hereinafter simply referred to as "BiCMOS") technology in which a bipolar transistor and a MOS transistor are integrated on the same semiconductor substrate. The present invention relates to a low voltage operation technology of a circuit. Also,
The present invention relates to a low-voltage operation technology of SRAM (static type random access memory) that writes and reads a large amount of data at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来バイポーラとMOSを同一基板上に
集積したBiCMOS論理ゲートまたはBiNMOS論
理ゲートは、例えば低消費電力性及び高集積性に優れた
CMOS技術の中に、大きな駆動能力を持ち高速性に優
れたバイポーラ技術を取り込むことによってCMOS技
術で実現できない優れた高速性能を実現することができ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a BiCMOS logic gate or BiNMOS logic gate in which a bipolar and a MOS are integrated on the same substrate has a large driving ability and a high speed in the CMOS technology excellent in low power consumption and high integration. By incorporating the excellent bipolar technology, excellent high-speed performance that cannot be realized by the CMOS technology can be realized.

【0003】通常用いられる構成においては、これらの
論理ゲートは、出力端子に接続された出力プルアップ用
バイポーラトランジスタがオンし、出力レベルが高電位
を出力している時、その電位はLSIの外部から供給さ
れる高電位側電源電位よりベース・エミッタ間電圧VF
だけ低下する。
In the configuration normally used, these logic gates have a potential outside the LSI when the output pull-up bipolar transistor connected to the output terminal is turned on and the output level outputs a high potential. Base-emitter voltage VF from the high-potential side power supply potential supplied from
Only drops.

【0004】近年、MOSトランジスタにおけるホット
エレクトロン発生による信頼性の問題、消費電力の問題
等で電源電圧が低下してきている。
In recent years, the power supply voltage has been lowered due to reliability problems, power consumption problems, etc. due to the generation of hot electrons in MOS transistors.

【0005】このように電源電圧が低下した場合、Bi
CMOS論理ゲートの出力論理振幅が小さいために、ノ
イズマージンの低下、及び動作速度の劣化等が生じると
いう問題があった。
When the power supply voltage drops in this way, Bi
Since the output logic amplitude of the CMOS logic gate is small, there has been a problem that the noise margin is lowered and the operation speed is deteriorated.

【0006】この問題を解決するための構成の一つとし
て、本願と同一出願人による特願平6-78297において、
岡村らは、LSI内部に内部昇圧回路を設け、外部より
供給される高電位側電源電圧より高い昇圧電位を内部昇
圧回路で発生し、昇圧された電圧をBiCMOSゲート
回路、またはBiNMOSゲート回路のベース駆動回路
に供給するようにした構成を提案している。以下、前記
特願平6-78297に記載される構成を説明する。
As one of the constitutions for solving this problem, Japanese Patent Application No. 6-78297 filed by the same applicant as the present application,
Okamura et al. Provided an internal booster circuit inside the LSI, generated a boosted potential higher than the power supply voltage on the high potential side supplied from the outside in the internal booster circuit, and generated the boosted voltage at the base of the BiCMOS gate circuit or BiNMOS gate circuit. A configuration is proposed in which it is supplied to the drive circuit. The configuration described in Japanese Patent Application No. 6-78297 will be described below.

【0007】図4は、前記特願平6-78297に記載される
BiCMOS論理ゲートの回路構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a BiCMOS logic gate described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 6-78297.

【0008】図4を参照して、コレクタをLSI外部か
ら供給される高電位側電源電圧(「VCC」という)3
に接続し、エミッタを出力端子2に接続し、ベースをP
チャネルMOSトランジスタ(「PMOS」という)7
のドレインと第1のNチャネルMOSトランジスタ
(「NMOS」という)8のドレインの接続点に接続し
てなる第1のNPNバイポーラトランジスタ5と、コレ
クタを出力端子2に接続し、エミッタを低電位側電源電
圧(「GND」という)4に接続し、ベースを第1のN
MOS8のソースと第2のNMOS9のソースとに共通
接続してなる第2のNPNバイポーラトランジスタ6
と、を備え、第2のNMOS9のドレインは出力端子2
に接続されている。
Referring to FIG. 4, a high-potential-side power supply voltage (referred to as "VCC") 3 whose collector is supplied from outside the LSI 3
To the output terminal 2 and the base to P
Channel MOS transistor (referred to as "PMOS") 7
The first NPN bipolar transistor 5 connected to the connection point between the drain of the first N-channel MOS transistor (referred to as “NMOS”) 8 and the drain of the first N-channel MOS transistor (referred to as “NMOS”); Connect to the power supply voltage (referred to as "GND") 4 and connect the base
A second NPN bipolar transistor 6 which is commonly connected to the source of the MOS 8 and the source of the second NMOS 9.
And, the drain of the second NMOS 9 is the output terminal 2
It is connected to the.

【0009】また、第2のNPNバイポーラ6のベース
とGND4との間には、第2のNPNバイポーラトラン
ジスタ6のベース電荷引き抜き用に抵抗素子10が接続
されている。
A resistor element 10 is connected between the base of the second NPN bipolar transistor 6 and the GND 4 for extracting the base charge of the second NPN bipolar transistor 6.

【0010】PMOS7のゲート、第1のNMOS8の
ゲート、及び第2のNMOS9のゲートは共に入力端子
1に接続されている。
The gate of the PMOS 7, the gate of the first NMOS 8, and the gate of the second NMOS 9 are all connected to the input terminal 1.

【0011】PMOS7のソースは第2の電源(「VC
HGB」という)11に接続されている。内部昇圧電位
発生回路16はVCC3から昇圧した電源電位をVCH
GB11に供給している。
The source of the PMOS 7 is the second power source ("VC
HGB ”). The internal boosted potential generation circuit 16 supplies the power source potential boosted from VCC3 to VCH.
It is supplied to GB11.

【0012】この構成において、入力端子1に入力され
る信号のレベルがハイ(High)レベルからロー(Lo
w)レベルへ移行すると、PMOS7と第1のNMOS
8とから成るインバータ(CMOSインバータ回路)の
出力電位が上昇し、従って第1のNPNバイポーラトラ
ンジスタ5のベース電位が上昇する。
In this structure, the level of the signal input to the input terminal 1 is changed from the high level to the low level.
w) When moving to the level, the PMOS 7 and the first NMOS
8 raises the output potential of the inverter (CMOS inverter circuit), and thus raises the base potential of the first NPN bipolar transistor 5.

【0013】これにより、出力端子2のレベルは、ベー
ス電位からバイポーラトランジスタのベース・エミッタ
間電圧VF分だけ下がったレベルを維持して上昇し、出
力端子2の電位がVCHGB11からVFだけ下がった
レベルで、第1のバイポーラトランジスタ5がオフし、
出力負荷に電流を供給することを中止する。
As a result, the level of the output terminal 2 rises while maintaining the level lowered by the base-emitter voltage VF of the bipolar transistor from the base potential, and the level of the output terminal 2 lowered by VF from VCHGB11. Then, the first bipolar transistor 5 is turned off,
Stop supplying current to the output load.

【0014】ここで、VCHGB11の電位をVCC3
の電位から0.6V程度高い電位に設定すれば、第1のバ
イポーラトランジスタ5のコレクタ・エミッタ間電圧は
0.2〜0.3V確保されるので、飽和せずに出力電位をほぼ
電源電位VCCまで引き上げることができる。
Here, the potential of VCHGB11 is set to VCC3.
If set to a potential higher than the potential of about 0.6 V, the collector-emitter voltage of the first bipolar transistor 5 becomes
Since 0.2 to 0.3 V is secured, the output potential can be raised to the power supply potential VCC without saturation.

【0015】また、NPNバイポーラトランジスタは、
一般に、50〜100程度の高い電流増幅率を持ち、しかも
第1のバイポーラトランジスタ5のベース電流を供給す
るのは、出力端子2の電圧を引き上げる時のみであるた
め、VCHGB11の電圧を決定する内部昇圧電位発生回
路16の電流供給能力は大きくなくてよい。
Further, the NPN bipolar transistor is
Generally, it has a high current amplification factor of about 50 to 100 and supplies the base current of the first bipolar transistor 5 only when the voltage of the output terminal 2 is raised, so that the voltage of VCHGB11 is determined internally. The boosted potential generation circuit 16 does not have to have a large current supply capability.

【0016】また、一つの内部昇圧電位発生回路で多数
のBiCMOSゲート回路にVCHGB11を供給するこ
とができる。
Further, VCHGB11 can be supplied to a large number of BiCMOS gate circuits by one internal boosted potential generating circuit.

【0017】図5は、前記特願平6-78297に記載される
BiNMOS論理ゲートの回路構成を示す図である
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the BiNMOS logic gate described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 6-78297.

【0018】図5を参照して、第1のNPNバイポーラ
12は、そのコレクタがVCC3に接続され、エミッタが
出力端子2に接続され、ベースがPMOS13のドレイン
と第1のNMOS15のドレインとの接続点に接続されて
いる。
Referring to FIG. 5, the first NPN bipolar
12, the collector is connected to VCC3, the emitter is connected to the output terminal 2, and the base is connected to the connection point between the drain of the PMOS 13 and the drain of the first NMOS 15.

【0019】第1のNMOS15のソースはGND4に接
続し、またソースをGND4に、ドレインを出力端子2
に接続した第2のNMOS14を設けている。
The source of the first NMOS 15 is connected to GND4, the source is connected to GND4, and the drain is output terminal 2
And a second NMOS 14 connected to.

【0020】PMOS13のゲート、第1、第2のNMO
S15、14のゲートを入力端子1に接続している。
Gate of the PMOS 13, first and second NMO
The gates of S15 and S14 are connected to the input terminal 1.

【0021】PMOS13のソースをVCHGB11に接続
し、VCHGB11は内部昇圧電位発生回路16で昇圧され
た電源電位に設定される。
The source of the PMOS 13 is connected to VCHGB11, and VCHGB11 is set to the power supply potential boosted by the internal boosted potential generation circuit 16.

【0022】入力レベルがハイレベルからローレベルに
移行する過程を以下に説明する。
The process of changing the input level from the high level to the low level will be described below.

【0023】PMOS13、第1のNMOS15で構成され
るインバータの出力電位、すなわち第1のバイポーラ12
のベース電位が上昇する。同時に第2のNMOS14がオ
フする。
The output potential of the inverter composed of the PMOS 13 and the first NMOS 15, that is, the first bipolar 12
The base potential of is increased. At the same time, the second NMOS 14 turns off.

【0024】これにより、出力端子2のレベルがベース
電位からベース・エミッタ間電圧VF下がったレベルを
維持して上昇し、出力端子2の電位がVCHGB11から
VFだけ下がったレベルで第1のバイポーラトランジス
タ12がオフし、出力負荷に電流を供給することを中止す
る。
As a result, the level of the output terminal 2 rises while maintaining the level of the base-emitter voltage VF lowered from the base potential, and the potential of the output terminal 2 drops by VF from VCHGB11 to the first bipolar transistor. 12 turns off and stops supplying current to the output load.

【0025】ここで、BiCMOSゲートの場合と同様
にVCHGB11の電位をVCC3の電位から0.6V程度
高い電位に設定すれば、第1のバイポーラトランジスタ
12のコレクタ・エミッタ間電圧は0.2〜0.3V確保される
ので、飽和せずに出力電位をほぼVCCの電位まで引き
上げることができる。内部昇圧電位発生回路16に要求さ
れる電流駆動能力等はBiCMOSゲートの場合と全く
同様である。
As in the case of the BiCMOS gate, if the potential of VCHGB11 is set higher than the potential of VCC3 by about 0.6V, the first bipolar transistor is formed.
Since the collector-emitter voltage of 12 is secured at 0.2 to 0.3 V, the output potential can be raised to the potential of VCC without being saturated. The current driving capability required for the internal boosted potential generating circuit 16 is exactly the same as that of the BiCMOS gate.

【0026】以上のBiCMOSゲート回路、及びBi
NMOSゲート回路は、インバータ論理に限らず、NA
NDゲート、NORゲート等へも適用可能である。
The above BiCMOS gate circuit and Bi
The NMOS gate circuit is not limited to inverter logic, but NA
It can also be applied to ND gates, NOR gates, and the like.

【0027】また、VCHGB11の電位はVCC3の電
位から0.6V程度高くする必要があり、その精度は0.6V
±0.1V程度にする必要がある。VCHGB11がVCC
よりも0.7V以上になると、第1のバイポーラトランジ
スタ5(又は12)は飽和してしまい、論理動作が不能と
なる。
The potential of VCHGB11 needs to be higher than the potential of VCC3 by about 0.6V, and its accuracy is 0.6V.
It is necessary to set it to about ± 0.1V. VCHGB11 is VCC
When the voltage exceeds 0.7 V, the first bipolar transistor 5 (or 12) is saturated and the logical operation becomes impossible.

【0028】そして、VCHGB11がVCCよりも0.5
V以下となると、ゲート遅延増が10%以上となってしま
い、その高速性は劣化してしまう。
Then, VCHGB11 is 0.5 than VCC.
When the voltage becomes V or less, the increase in gate delay becomes 10% or more, and the high speed performance deteriorates.

【0029】一方、大量のデータの高速な読み出し及び
書き込みを行うスタティックRAM(SRAM)は、周
辺回路にBiCMOSもしくはCMOSを用い、種々の
形式で形成されると共に、情報を蓄えるメモリセルを多
数配置して構成される。
On the other hand, a static RAM (SRAM) for reading and writing a large amount of data at high speed uses BiCMOS or CMOS as a peripheral circuit, is formed in various formats, and has a large number of memory cells for storing information arranged therein. Consists of

【0030】メモリセルとしては、4つのNMOSと2
つのPMOSを用いて基本セルを構成してなる、いわゆ
る「完全CMOS型メモリセル」がある。しかしなが
ら、完全CMOS型セルはその占有面積が大きいため
に、大規模SRAMの構成には適さないという問題があ
る。
As memory cells, four NMOS and two
There is a so-called "complete CMOS type memory cell" in which a basic cell is configured by using one PMOS. However, since the complete CMOS type cell occupies a large area, there is a problem that it is not suitable for a large-scale SRAM configuration.

【0031】これを解決する従来の構成として、4つの
NMOSと、その上に積層された2つの高抵抗を用い
た、いわゆる「高抵抗型メモリセル」(以下「高抵抗セ
ル」と略記する)がある。
As a conventional structure for solving this, a so-called "high resistance type memory cell" (hereinafter abbreviated as "high resistance cell") using four NMOSs and two high resistances laminated thereon is used. There is.

【0032】また、4つのNMOSの上に2つの薄膜ト
ランジスタ(Thin Film Transitor;「TFT」とい
う)を積層したTFT型メモリセル(以下「TFTセ
ル」と略記する)がある。
There is a TFT type memory cell (hereinafter abbreviated as "TFT cell") in which two thin film transistors (hereinafter referred to as "TFT") are stacked on four NMOSs.

【0033】これらの高抵抗セル及びTFTセルでは、
完全CMOS型セルに比べ低面積、高集積化が可能にな
るという大きな利点が存在するが、一方で、低電圧動作
性に問題があった。
In these high resistance cells and TFT cells,
There is a great advantage that a smaller area and higher integration can be achieved as compared with the complete CMOS type cell, but on the other hand, there is a problem in low voltage operability.

【0034】低電圧動作の問題点をさらに解決する従来
の手法として、メモリにアクセスを行う場合に、ワード
線のHighレベルをメモリセルに供給される電圧レベル
(多くの場合LSI外部から供給される高電位側電源電
圧VCC)よりも高い電位に設定する方法が知られてい
る。また、この電位は内部昇圧電位発生回路を用い発生
させる。そして、これらの手法は、例えば特開平5-1208
82号公報等に記載されている。すなわち、特開平5-1208
82号公報には、高抵抗型メモリセル又はTFT型メモリ
セルを用いながら例えば2V以下の低電圧動作を達成す
るスタティック型の半導体記憶装置を提供することを目
的として、書き込み時のメモリセル内のHighレベルの
電圧を駆動MOSFET(MOS電界効果型トランジス
タ)の基板バイアス効果も含めたしきい値電圧をVthと
して従来の書き込み時のメモリセルの内部電圧であるV
CC−Vthよりも高い電圧にする手段を備えた半導体記
憶装置が提案されている。また、前記特開平5-120882号
公報には、昇圧回路を用いることによりワード線がHig
hレベルの時の電圧を電源電圧VCCよりも大きい電圧
Vchに設定し、書き込み時のメモリセル内部の電圧をV
ch−Vthにして低電圧動作を可能として構成が開示され
ている。
As a conventional method for further solving the problem of low voltage operation, when the memory is accessed, the High level of the word line is supplied to the memory cell at the voltage level (in many cases, supplied from outside the LSI). A method of setting a potential higher than the high-potential-side power supply voltage VCC) is known. Further, this potential is generated using an internal boosted potential generating circuit. Then, these methods are disclosed in
No. 82, etc. That is, Japanese Patent Laid-Open No. 5-1208
No. 82 discloses a static type semiconductor memory device that achieves a low voltage operation of, for example, 2 V or less while using a high resistance type memory cell or a TFT type memory cell. The threshold voltage including the substrate bias effect of the driving MOSFET (MOS field effect transistor) is Vth, which is the internal voltage of the memory cell at the time of conventional writing, with the voltage of the High level being Vth
There has been proposed a semiconductor memory device provided with a means for making the voltage higher than CC-Vth. Further, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-120882, the word line is set to Hig
The voltage at the h level is set to a voltage Vch higher than the power supply voltage VCC, and the voltage inside the memory cell at the time of writing is Vch.
A configuration is disclosed in which ch-Vth is set to enable low voltage operation.

【0035】また、低電圧動作のスタティックRAMの
別の従来技術として、例えば特開平7-45080号公報に
は、スタティックRAMにおいて、ワード線のHighレベ
ルを必要に応じて切換え制御するための複雑な制御回路
を用いることなく簡単な構成でワード線のHighレベル
をVCC以上に設定し、高抵抗セル、TFTメモリセル
を用いて低電圧動作を可能とするようにした構成が提案
されている。
As another prior art of a low voltage static RAM, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-45080 discloses a static RAM having a complicated structure for controlling the switching of the high level of a word line as needed. A configuration has been proposed in which the high level of the word line is set to VCC or higher with a simple configuration without using a control circuit, and low voltage operation is possible using a high resistance cell and a TFT memory cell.

【0036】以下、前記従来例を説明する。図6は、高
抵抗セルを用いた場合の回路図である。
The conventional example will be described below. FIG. 6 is a circuit diagram when a high resistance cell is used.

【0037】図6において、電源VCC3とGND4間
に直列接続された負荷抵抗R1およびドライバトランジ
スタNMOS26からなる第1のインバータ21と、同様に
直列接続された抵抗R2およびドライバトランジスタN
MOS27からなる第2のインバータ22とが互いに交差接
続されている。すなわち、第1のインバータ21のNMO
S26のゲートが第2のインバータ22の記憶ノードN2に
接続され、第2のインバータ22のNMOS27のゲート
が、第1のインバータの記憶ノードN1に接続されてい
る。
In FIG. 6, a first inverter 21 composed of a load resistor R1 and a driver transistor NMOS26 connected in series between a power supply VCC3 and GND4, and a resistor R2 and a driver transistor N connected in series in the same manner.
The second inverter 22 composed of the MOS 27 is cross-connected to each other. That is, the NMO of the first inverter 21.
The gate of S26 is connected to the storage node N2 of the second inverter 22, and the gate of the NMOS 27 of the second inverter 22 is connected to the storage node N1 of the first inverter.

【0038】さらに、第1、第2のインバータ21、22の
各記憶ノードN1、N2と、ビット線対BL、BLNと
の間には、第1、第2のアクセストランジスタNMOS
28、NMOS29が接続され、第1、第2のアクセストラ
ンジスタNMOS28、NMOS29の各ゲートはワード線
WLに接続されている。以上により高抵抗型メモリセル
23が形成される。
Further, the first and second access transistors NMOS are provided between the storage nodes N1 and N2 of the first and second inverters 21 and 22 and the bit line pair BL and BLN, respectively.
28 and NMOS 29 are connected, and the gates of the first and second access transistors NMOS28 and NMOS29 are connected to the word line WL. High resistance memory cell
23 is formed.

【0039】ワード線WLの一端とロー(ROW)アド
レスデコーダ(図示せず)の出力端との間には、ワード
線WLを駆動する回路であるバッファ24が接続されてい
る。
A buffer 24, which is a circuit for driving the word line WL, is connected between one end of the word line WL and the output end of a row (ROW) address decoder (not shown).

【0040】バッファ24は、メモリセル23に供給される
セル供給電圧レベル(図6では高電位側外部供給電源電
圧VCC3)以上の昇圧電圧レベルの電源VCHGW25
を動作電源としており、書き込み及び読み出しの両動作
時に、ワード線WLのHighレベルとしてこの昇圧電源
電圧VCHGW25に電圧レベルを設定するように構成さ
れている。すなわち、書き込み及び読み出しの両動作時
には、ワード線WLのHighレベルを、バッファ24によ
って、メモリセルに供給するセル供給電圧レベル以上の
同一レベルVCHGW25に設定する。なお、昇圧電圧V
CHGW25は、内部昇圧電位発生回路30にて発生及び供
給される。
The buffer 24 has a power supply VCHGW25 having a boosted voltage level higher than the cell supply voltage level (high potential side external power supply voltage VCC3 in FIG. 6) supplied to the memory cell 23.
Is used as the operating power supply, and the voltage level is set to the boosted power supply voltage VCHGW25 as the High level of the word line WL during both the writing and reading operations. That is, at the time of both the writing and reading operations, the High level of the word line WL is set by the buffer 24 to the same level VCHGW25 which is higher than the cell supply voltage level supplied to the memory cells. The boosted voltage V
CHGW 25 is generated and supplied by the internal boosted potential generation circuit 30.

【0041】さらに、電源電圧VCC3を下げ低電圧動
作させた場合、記憶された情報の安定性の指標となるス
タティックノイズマージンは、ワード線のHighレベル
を、VCC3よりもアクセストランジスタNMOS28、
NMOS29の基板バイアス効果を含んだ閾値電圧分だけ
高くした電圧レベルに設定した場合に最大となる。
Further, when the power supply voltage VCC3 is lowered to operate at a low voltage, the static noise margin, which is an index of the stability of the stored information, is such that the high level of the word line is higher than that of VCC3 by the access transistor NMOS28.
It becomes the maximum when the voltage level is set higher by the threshold voltage including the substrate bias effect of the NMOS 29.

【0042】この時のワード線電位V(WL)は、電源
電圧(セル供給電圧レベル)をVCC、NMOS28及び
NMOS29の基板バイアス効果を含んだ閾値をVthwと
すれば、次式(1)で表される。
The word line potential V (WL) at this time is expressed by the following equation (1), where VCC is the power supply voltage (cell supply voltage level) and Vthw is the threshold value including the substrate bias effect of the NMOS 28 and the NMOS 29. To be done.

【0043】 V(WL)=VCC+Vthw …(1)V (WL) = VCC + Vthw (1)

【0044】言い換えれば、ワード線Highレベルをこ
のV(WL)に設定した場合に、理論的には最も低い電
源電圧VCCにおける動作が実現される。
In other words, when the word line High level is set to this V (WL), theoretically, the operation at the lowest power supply voltage VCC is realized.

【0045】なお、TFT型メモリセルを用いた場合に
は、図6の高抵抗セル23における抵抗R1、R2を、P
チャネル型薄膜トランジスタ(TFT)で置き換えた構
成とされ、その低電圧動作実現のための手法は、上記し
た高抵抗セルを用いた場合と全く同様である。
When a TFT memory cell is used, the resistors R1 and R2 in the high resistance cell 23 shown in FIG.
The structure is replaced with a channel type thin film transistor (TFT), and the method for realizing the low voltage operation is exactly the same as the case of using the high resistance cell described above.

【0046】また、図4及び図5に示したBiCMO
S、及びBiNMOS論理ゲートは、一般的な論理回路
に適用可能であるが、例えば上記した高抵抗セル又はT
FTセルを用いた大規模高速SRAMのデコーダ回路等
にも適用できることは勿論である。この場合、SRAM
でも、特に超高速性能が得られるBiCMOS SRA
Mが構成される。
The BiCMO shown in FIGS. 4 and 5 is also used.
The S and BiNMOS logic gates can be applied to a general logic circuit, for example, the high resistance cell or T described above.
Of course, it can be applied to a decoder circuit of a large-scale high-speed SRAM using FT cells. In this case, SRAM
But, especially BiCMOS SRA which can obtain super high speed performance
M is constructed.

【0047】[0047]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
BiCMOS論理ゲートのプルアップ用バイポーラのベ
ースをVCCから0.6V程度、また高抵抗もしくはTF
Tメモリセルのワード線のHighレベルV(WL)をV
CC+Vthwに内部昇圧すれば、両者の低電圧動作が確
保されることが知られている。
As described above,
BiCMOS logic gate pull-up bipolar base is about 0.6V from VCC, high resistance or TF
The high level V (WL) of the word line of the T memory cell is set to V
It is known that internal voltage boosting to CC + Vthw ensures low voltage operation of both.

【0048】しかしながら、これらの最適な内部昇圧電
圧を実際に決定し、また内部昇圧電圧を制御して供給す
る具体的な手段(構成)は、これまでに知られていなか
った。すなわち、従来の方法はその提案のみでしかな
く、最適な内部昇圧電圧の制御を実際に実現した構成例
は無かった。
However, no specific means (configuration) for actually determining these optimum internal boosted voltages and controlling and supplying the internal boosted voltages has been known so far. That is, the conventional method is only the proposal, and there is no configuration example in which the optimum control of the internal boosted voltage is actually realized.

【0049】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、低電圧動作
を実現するためのBiCMOS回路または高抵抗セルも
しくはTFTメモリセルを具備した半導体装置におい
て、それぞれの最適な昇圧電圧を決定し、またそれを制
御して供給するようにした構成を実現することにある。
すなわち、本発明は、BiCMOS回路においてはその
最適な昇圧電位(VCHGB)を発生する内部昇圧電位
発生回路を、またSRAMにおいては最適な昇圧電圧
(VCHGW)を発生する内部昇圧電位発生回路を提供
することにある。
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a semiconductor provided with a BiCMOS circuit or a high resistance cell or a TFT memory cell for realizing a low voltage operation. In the device, it is to realize a configuration in which the optimum boosted voltage is determined, and the boosted voltage is controlled and supplied.
That is, the present invention provides an internal boosted potential generation circuit for generating the optimum boosted potential (VCHGB) in the BiCMOS circuit, and an internal boosted potential generation circuit for generating the optimum boosted voltage (VCHGW) in the SRAM. Especially.

【0050】[0050]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、MOSトランジスタで論理回路を構成し
該論理回路の出力を出力段のバイポーラトランジスタに
入力し該バイポーラトランジスタから出力を取り出すよ
うにした半導体装置において、前記バイポーラトランジ
スタに供給される第1の高電位側電源の電位よりも高い
電位を前記MOSトランジスタの第2の高電位側電源と
して供給する昇圧電位発生手段を備え、前記昇圧電位発
生手段が、前記第2の高電位側電源の電位から所定の電
位降下した電位と前記第2の高電位側電源の電位とを比
較する差動増幅手段を含み、前記差動増幅手段の出力に
基づきチャージポンプ回路を帰還制御して前記第2の高
電位側電源の電位を前記第1の高電位側電源よりも前記
所定の電位分高く保つように制御することを特徴とする
半導体装置を提供する。
To achieve the above object, according to the present invention, a logic circuit is constituted by MOS transistors, the output of the logic circuit is input to a bipolar transistor of an output stage, and an output is taken out from the bipolar transistor. In the semiconductor device described above, there is provided boosted potential generating means for supplying a potential higher than the potential of the first high-potential-side power source supplied to the bipolar transistor as the second high-potential-side power source of the MOS transistor. The potential generating means includes a differential amplifying means for comparing a potential obtained by dropping a predetermined potential from the potential of the second high potential side power source with a potential of the second high potential side power source, The charge pump circuit is feedback-controlled based on the output to keep the potential of the second high potential side power source higher than the first high potential side power source by the predetermined potential. It is controlled to provide a semiconductor device according to claim.

【0051】本発明においては、好ましくは、前記所定
の電位が、前記出力段のバイポーラトランジスタが飽和
する直前のベース・コレクタ間電圧に略等しくなるよう
に制御されることを特徴とする。
The present invention is preferably characterized in that the predetermined potential is controlled so as to be substantially equal to the base-collector voltage immediately before the output-stage bipolar transistor is saturated.

【0052】また、本発明においては、好ましくは、前
記昇圧電位発生手段が、前記第2の高電位側電源と、前
記差動増幅手段の一の入力端との間にダイオード型接続
形態に挿入された、前記出力段のバイポーラトランジス
タと同型の第2のバイポーラトランジスタを備え、前記
第2の高電位側電源線側から前記第2のバイポーラトラ
ンジスタを介して定電流源より所定の電流を流すように
したことを特徴とする。
Further, in the present invention, preferably, the boosted potential generating means is inserted in a diode type connection form between the second high potential side power source and one input terminal of the differential amplifying means. A second bipolar transistor of the same type as that of the output stage bipolar transistor, and a predetermined current is supplied from the constant current source from the second high potential side power supply line side through the second bipolar transistor. It is characterized by having done.

【0053】本発明は、コレクタを外部より供給される
第1の高電位側電源に接続し、エミッタを出力端子に接
続した第1のNPNバイポーラトランジスタと、コレク
タを前記出力端子に接続し、エミッタを低電位側電源に
接続した第2のNPNバイポーラトランジスタと、から
なるプッシュプル型バッファと、前記第1及び第2のN
PNバイポーラトランジスタのベースを駆動する複数の
MOSトランジスタと、前記第1の高電位側電源よりも
高い電位の昇圧電位を第2の高電位側電源として発生す
る内部昇圧電位発生回路と、を備え、該内部昇圧電位発
生回路により供給される前記第2の高電位側電源に、前
記第1のNPNバイポーラトランジスタのベースを充電
及び駆動するMOSトランジスタのソースまたはドレイ
ン端子を接続してなるBiCMOS半導体集積回路であ
って、前記内部昇圧電位発生回路が、アノードを前記第
2の高電位側電源に接続し、且つカソードを定電流源を
介し低電位側電源に接続してなるPNダイオードと、前
記第1の高電位側電源と前記PNダイオードのカソード
とが差動入力端にそれぞれ接続されてなる差動アンプ
と、を少なくとも備え、前記差動アンプの出力結果によ
りパルスをスイッチングしてコンデンサの充電を行い前
記内部昇圧電位を発生する手段を帰還制御することを特
徴とする半導体装置を提供する。
According to the present invention, a collector is connected to a first high-potential-side power source supplied from the outside, a first NPN bipolar transistor having an emitter connected to an output terminal, and a collector is connected to the output terminal, and an emitter is connected. A second NPN bipolar transistor connected to a low-potential-side power supply, and a push-pull type buffer including the first and second NPN transistors.
A plurality of MOS transistors that drive the base of the PN bipolar transistor; and an internal boosted potential generation circuit that generates a boosted potential higher than the first high-potential-side power supply as a second high-potential-side power supply, A BiCMOS semiconductor integrated circuit in which the source or drain terminal of a MOS transistor for charging and driving the base of the first NPN bipolar transistor is connected to the second high-potential-side power supply supplied by the internal boosted potential generating circuit. Wherein the internal boosted potential generation circuit has an anode connected to the second high-potential-side power supply and a cathode connected to the low-potential-side power supply via a constant current source; And a differential amplifier in which the cathode of the PN diode is connected to the differential input terminals, respectively. , To provide a semiconductor device which is characterized in that by switching pulses by output of the differential amplifier is fed back control means for generating said internal boosted potential charges the capacitor.

【0054】また、本発明は、コレクタを外部より供給
される第1の高電位側電源に接続し、エミッタを出力端
子に接続したNPNバイポーラトランジスタと、一又は
複数のMOSトランジスタのソース端子とドレイン端子
をそれぞれ直列形態又は並列形態に前記出力端子と低電
位側電源との間に接続してなる負荷駆動回路と、前記N
PNバイポーラトランジスタのベースを駆動する複数の
MOSトランジスタと、前記第1の高電位側電源よりも
高い内部昇圧電位を第2の高電位側電源として発生する
内部昇圧電位発生回路と、を備え、該内部昇圧電位発生
回路により供給される前記第2の高電位側電源に前記N
PNバイポーラトランジスタのベースを充電及び駆動す
るMOSトランジスタのソース又はドレイン端子を接続
してなるBiNMOS半導体集積回路であって、前記内
部昇圧電位発生回路が、アノードを前記第2の高電位側
電源に接続し、且つカソードを定電流源を介し低電位側
電源に接続してなるPNダイオードと、前記第1の高電
位側電源と前記PNダイオードのカソードとが差動入力
端にそれぞれ接続されてなる差動アンプと、を少なくと
も備え、前記差動アンプの出力結果によりパルスをスイ
ッチングしてコンデンサの充電を行い前記内部昇圧電位
を発生する手段を帰還制御することを特徴とする半導体
装置を提供する。
Further, according to the present invention, an NPN bipolar transistor in which a collector is connected to a first high-potential-side power source supplied from the outside and an emitter is connected to an output terminal, and a source terminal and a drain of one or a plurality of MOS transistors are provided. A load driving circuit having terminals connected in series or in parallel between the output terminal and a low-potential-side power supply;
A plurality of MOS transistors that drive the base of the PN bipolar transistor; and an internal boosted potential generation circuit that generates an internal boosted potential higher than the first high-potential-side power source as a second high-potential-side power source, The second high-potential-side power supply supplied by the internal boosted potential generation circuit is supplied with the N
A BiNMOS semiconductor integrated circuit in which a source or a drain terminal of a MOS transistor for charging and driving a base of a PN bipolar transistor is connected, wherein the internal boosted potential generation circuit connects an anode to the second high potential side power supply. In addition, a PN diode having a cathode connected to a low potential side power source via a constant current source, a first high potential side power source and a cathode of the PN diode are connected to a differential input terminal respectively. And a dynamic amplifier, wherein a means for switching a pulse according to an output result of the differential amplifier to charge a capacitor to generate the internal boosted potential is feedback-controlled.

【0055】[0055]

【作用】本発明に係るBiCMOS、及びBiNMOS
用の内部昇圧電位発生回路においては、バイポーラトラ
ンジスタの飽和動作の物理的要因であるベース・コレク
タ間の順方向電流を参照する構成をとる。また、SRA
Mメモリセル用内部昇圧電位発生回路では、ソースがV
CCに接地されたアクセストランジスタの基板効果を含
む閾値電圧を参照する構成とされ、所望の昇圧電圧を精
度良く決定し、決定された電圧と実際に得られている昇
圧電圧とを比較し、この比較結果に基づきチャージポン
プ回路を制御することにより、高精度な最適昇圧電圧の
発生を可能としている。
Operation: BiCMOS and BiNMOS according to the present invention
The internal boosted potential generating circuit for use has a configuration in which the forward current between the base and the collector, which is a physical factor of the saturation operation of the bipolar transistor, is referred to. Also, SRA
In the internal boosted potential generation circuit for M memory cells, the source is V
The threshold voltage including the substrate effect of the access transistor grounded at CC is referred to, the desired boost voltage is accurately determined, and the determined voltage is compared with the actually obtained boost voltage. By controlling the charge pump circuit based on the comparison result, it is possible to generate the optimum boosted voltage with high accuracy.

【0056】[0056]

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0057】[0057]

【実施形態1】図1には、本発明の第1の実施形態の構
成を示す図である。図1は、図4及び図5に示した、前
記従来例の低電圧動作を可能とするBiCMOS回路、
及びBiNMOS回路における、内部昇圧電位発生回路
16を実現する構成を説明するための図である。
First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a BiCMOS circuit which enables the low voltage operation of the conventional example shown in FIGS.
And internal boosted potential generation circuit in BiNMOS circuit
FIG. 16 is a diagram for explaining a configuration for realizing 16.

【0058】本実施形態によれば、まずBiCMOS、
及びBiNMOS回路を高速に動作させる最適な昇圧電
位の値が決定され、これと実際に得られている昇圧電位
VCHGB11との差を検出し、その比較結果を出力す
る。
According to this embodiment, first, BiCMOS,
And the optimum boosted potential value for operating the BiNMOS circuit at high speed is determined, the difference between this and the actually obtained boosted potential VCHGB11 is detected, and the comparison result is output.

【0059】図1を参照して、BiCMOS又はBiN
MOS論理ゲートを製造する場合と同一プロセスを用い
て製造される、バイポーラトランジスタからなる検出素
子41のベースとエミッタとは昇圧電源線VCHGB11に
接続され、またバイポーラトランジスタ41のコレクタに
接続されるノード61とGND4との間には定電流源42が
接続されている。
Referring to FIG. 1, BiCMOS or BiN
A node 61 connected to the boosted power supply line VCHGB11 has a base and an emitter connected to the booster power supply line VCHGB11 and a collector of the bipolar transistor 41, which is manufactured by using the same process as that for manufacturing the MOS logic gate. A constant current source 42 is connected between the and GND4.

【0060】差動アンプ43は、その一の入力端がVCC
3に接続され、他の入力端はバイポーラトランジスタ
(検出素子)41のコレクタと定電流源42との接続点であ
るノード61に接続されている。
The differential amplifier 43 has one input terminal at VCC.
The other input terminal is connected to a node 61 which is a connection point between the collector of the bipolar transistor (detection element) 41 and the constant current source 42.

【0061】ここで、改めて図4及び図5に示した前記
従来例に戻り、最適な昇圧電位がVCC+0.6V程度と
なった要因を考察する。
Now, returning to the conventional example shown in FIGS. 4 and 5, the factor that the optimum boosted potential becomes about VCC + 0.6 V will be considered.

【0062】昇圧電位VCHGB11がVCC+0.6Vよ
り低い場合は、BiCMOS及びBiNMOSゲートの
論理出力がVCCから低減し、次段を駆動する電圧振幅
が小さくなる。従って、昇圧電圧VCHGB11は可能な
限り高くすることが望ましい。
When the boosted potential VCHGB11 is lower than VCC + 0.6V, the logical outputs of the BiCMOS and BiNMOS gates are reduced from VCC, and the voltage amplitude for driving the next stage is reduced. Therefore, it is desirable that the boosted voltage VCHGB11 be as high as possible.

【0063】しかしながら、昇圧電圧VCHGB11をV
CC+0.6Vから高くし過ぎると、第1のバイポーラト
ランジスタ5または12の飽和により速度が低下し、最終
的には論理動作不能となる。
However, the boosted voltage VCHGB11 is set to V
If CC + 0.6V is set too high, the speed is reduced due to the saturation of the first bipolar transistor 5 or 12, and finally the logic operation becomes impossible.

【0064】この飽和現象を考察すると、通常の動作モ
ードでは逆バイアスとされるバイポーラトランジスタ5
または12のベース・コレクタ間が順バイアスとなり、ベ
ースからコレクタ方向へ電流の注入が生じることが飽和
現象であることが分かる。
Considering this saturation phenomenon, the bipolar transistor 5 which is reverse biased in the normal operation mode.
It can be seen that the saturation phenomenon is caused by the forward bias between the 12 bases and the collector and the current injection from the base toward the collector.

【0065】このため、最適な昇圧電位VCC+0.6V
は、言い換えれば、第1のバイポーラトランジスタ5ま
たは12のベースからコレクタへの電流注入が顕著になる
直前の電位であることが考察される。
Therefore, the optimum boosted potential VCC + 0.6V
In other words, it is considered to be the potential immediately before the current injection from the base to the collector of the first bipolar transistor 5 or 12 becomes remarkable.

【0066】従って、図1に示す本実施形態において、
昇圧電圧VCHGB11にベースが接続されたバイポーラ
トランジスタ(検出素子)41のベースからコレクタへ流
入する電流値、すなわち定電流源42の電流値を、この飽
和現象が生じる直前の電流値に設定する。
Therefore, in the present embodiment shown in FIG.
The current value flowing from the base to the collector of the bipolar transistor (detection element) 41 whose base is connected to the boosted voltage VCHGB11, that is, the current value of the constant current source 42 is set to the current value immediately before this saturation phenomenon occurs.

【0067】これにより、バイポーラトランジスタ41の
ベース・コレクタ間電圧は0.6V程度に設定され、ノー
ド61の電位はVCHGB−0.6Vとなる。
As a result, the base-collector voltage of the bipolar transistor 41 is set to about 0.6V, and the potential of the node 61 becomes VCHGB-0.6V.

【0068】従って、差動アンプ43の差動入力端の電位
は、それぞれVCHGB−0.6VとVCCとなり(従っ
て、入力端電位の差分はVCHGB−0.6V−VC
C)、これは差動アンプ43において、昇圧電圧VCHG
Bと、最適昇圧電位であるVCC+0.6Vとを比較する
ことと等価となる。
Therefore, the potentials at the differential input terminals of the differential amplifier 43 are VCHGB-0.6V and VCC, respectively (therefore, the difference between the input terminal potentials is VCHGB-0.6V-VC).
C), which is the boosted voltage VCHG in the differential amplifier 43.
It is equivalent to comparing B with VCC + 0.6V which is the optimum boosted potential.

【0069】以上より、差動アンプ43の出力端が接続さ
れた比較結果出力端子44は、最適昇圧電圧と、実際に得
られているVCHGB11と、の差分に応じたアナログ出
力を発生する。具体的には、VCHGB11が最適値より
高ければ、比較結果出力端子44には平衡出力電位から低
下した出力が得られ、VCHGB11が最適値より低けれ
ば、平衡出力電位から上昇した出力が得られる。また、
それらの平衡出力電位からの変位の絶対値は、VCHG
B11と最適昇圧電位との差分の絶対値に近似的に比例す
る。
As described above, the comparison result output terminal 44, to which the output terminal of the differential amplifier 43 is connected, generates an analog output according to the difference between the optimum boosted voltage and the actually obtained VCHGB11. Specifically, if VCHGB11 is higher than the optimum value, an output lowered from the balanced output potential is obtained at the comparison result output terminal 44, and if VCHGB11 is lower than the optimum value, an output raised from the balanced output potential is obtained. Also,
The absolute value of their displacement from the balanced output potential is VCHG.
It is approximately proportional to the absolute value of the difference between B11 and the optimum boosted potential.

【0070】なお、本実施形態では、簡単のため、検出
素子41として、バイポーラトランジスタを用いたが、本
発明の本質とするところは、BiCMOS、及びBiN
MOSを構成するバイポーラトランジスタのベース・コ
レクタ間の電気的特性をレプリカ(複製)的に検出素子
として用いることにある。
In the present embodiment, a bipolar transistor is used as the detection element 41 for the sake of simplicity, but the essence of the present invention is BiCMOS and BiN.
The purpose is to use the electrical characteristics between the base and collector of a bipolar transistor that constitutes a MOS as a replica in a replica manner.

【0071】従って、検出素子41としては、バイポーラ
トランジスタそのものではなく、バイポーラトランジス
タの製造工程から、エミッタの形成工程を除外した、ベ
ース・コレクタ形成プロセスのみを適用したPNダイオ
ードを用いることも可能である。この場合、余分なエミ
ッタを形成するための面積が不要となり、低面積化が図
れるという利点が生じる。
Therefore, as the detecting element 41, it is possible to use not the bipolar transistor itself but a PN diode to which only the base / collector forming process is applied, excluding the emitter forming process from the manufacturing process of the bipolar transistor. . In this case, an area for forming an extra emitter is not necessary, and there is an advantage that the area can be reduced.

【0072】[0072]

【実施形態2】図2は、本発明の第2の実施形態の構成
を示す図である。より詳細には、図2は、図6に示した
前記従来例の低電圧動作を可能とする高抵抗セルもしく
はTFTセルを用いたSRAM回路における、内部昇圧
電位発生回路30を実現する構成を説明するための図であ
る。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2 illustrates a configuration for realizing the internal boosted potential generation circuit 30 in the SRAM circuit using the high resistance cell or the TFT cell which enables the low voltage operation of the conventional example shown in FIG. FIG.

【0073】本実施形態回路によれば、まずメモリセル
のスタティックノイズマージンを最大とする最適な昇圧
電位の値が決定され、これと実際に得られている昇圧電
位VCHGW25との差を検出し、その比較結果を出力す
る。
According to the circuit of this embodiment, the optimum boosted potential value that maximizes the static noise margin of the memory cell is first determined, and the difference between this and the actually obtained boosted potential VCHGW25 is detected, The comparison result is output.

【0074】図2において、メモリセルのアクセストラ
ンジスタNMOS28、NMOS29(図6参照)を製造す
る場合と同一プロセスを用い製造されたNMOSトラン
ジスタを検出素子45として用い、NMOSトランジスタ
45のゲートおよびドレインは昇圧電源線VCHGW25に
接続され、そのソースに接続されたノード62とGND4
と間に定電流源46が接続されている。
In FIG. 2, an NMOS transistor manufactured using the same process as that for manufacturing the access transistors NMOS28 and NMOS29 (see FIG. 6) of the memory cell is used as the detection element 45.
The gate and drain of 45 are connected to the boosted power supply line VCHGW25, and the node 62 and GND4 connected to the source thereof.
A constant current source 46 is connected between and.

【0075】差動アンプ47の一の入力端はVCC3に接
続され、他の入力端は、NMOSトランジスタ45のソー
スと定電流源46との接続点であるノード62に接続されて
いる。
One input terminal of the differential amplifier 47 is connected to VCC3, and the other input terminal is connected to a node 62 which is a connection point between the source of the NMOS transistor 45 and the constant current source 46.

【0076】ここで、改めて図6に示した前記従来例に
戻ると、最適なHighレベルのワード線電位が上式(1)で
与えられ、従って最適な昇圧電位VCHGW25が、アク
セストランジスタNMOS28、29の基板バイアス効果を
含むVthwとVCCとの和の近傍に設定する必要があ
る。
Now, returning to the conventional example shown in FIG. 6 again, the optimum High level word line potential is given by the above equation (1), and therefore the optimum boosted potential VCHGW25 is the access transistors NMOS28, 29. It is necessary to set it near the sum of Vthw and VCC including the substrate bias effect of

【0077】図2を参照して、本発明実施形態では、V
CHGW25にゲート及びドレインが接続されたNMOS
トランジスタからなる検出素子45のドレインからソース
へ流入する電流値、すなわち定電流源46の電流値を適当
に選び、NMOSトランジスタ45のゲート・ソース間電
圧がVthw程度となるよう設定する。
Referring to FIG. 2, in the embodiment of the present invention, V
NMOS with gate and drain connected to CHGW25
The current value flowing from the drain to the source of the detection element 45 composed of a transistor, that is, the current value of the constant current source 46 is appropriately selected, and the gate-source voltage of the NMOS transistor 45 is set to about Vthw.

【0078】これにより、ノード62の電位はVCHGW
−Vthwとなる。
As a result, the potential of the node 62 becomes VCHGW.
-Vthw.

【0079】従って、差動アンプ47の差動入力端の電位
は、それぞれVCHGW−VthwとVCCとなり、これ
はVCHGW25と最適昇圧電位であるVCC+Vthwの
比較と等価になる。
Therefore, the potentials at the differential input terminals of the differential amplifier 47 are VCHGW-Vthw and VCC, respectively, which is equivalent to the comparison between VCHGW25 and VCC + Vthw which is the optimum boosted potential.

【0080】以上より、差動アンプ47の出力端が接続さ
れた比較結果出力端子48は、最適昇圧電位と実際に得ら
れているVCHGW25との差分に応じたアナログ出力を
発生する。具体的には、VCHGW25が最適値より高け
れば、比較結果出力端子48には平衡出力電位から低下し
た出力が得られ、VCHGW25が最適値より低ければ、
平衡出力電位から上昇した出力が得られる。また、それ
らの平衡出力電位からの変位の絶対値は、VCHGW25
と最適昇圧電位の差異の絶対値に近似的には比例する。
As described above, the comparison result output terminal 48, to which the output terminal of the differential amplifier 47 is connected, generates an analog output according to the difference between the optimum boosted potential and the actually obtained VCHGW 25. Specifically, if VCHGW25 is higher than the optimum value, an output reduced from the balanced output potential is obtained at the comparison result output terminal 48, and if VCHGW25 is lower than the optimum value,
An increased output is obtained from the balanced output potential. The absolute value of the displacement from the balanced output potential is VCHGW25
Is approximately proportional to the absolute value of the difference between the optimum boosted potential.

【0081】以上、上記第1、第2の実施形態により、
BiCMOS、BiNMOS用、及び高抵抗メモリセ
ル、TFTメモリセル用のそれぞれに対し、実際に得ら
れた昇圧電位と最適昇圧電位間の変位に応じた出力電圧
が得られることになる。
As described above, according to the first and second embodiments,
An output voltage corresponding to the displacement between the actually obtained boosted potential and the optimum boosted potential is obtained for each of the BiCMOS, BiNMOS, high resistance memory cell, and TFT memory cell.

【0082】[0082]

【実施形態3】上記第1、又は第2の実施形態に従う回
路構成を用い、最適な昇圧電位をフィードバック制御す
るための回路構成を実現するには、例えば図3に示す回
路をそれぞれに適用すればよい。
[Third Embodiment] In order to realize a circuit configuration for feedback-controlling an optimum boosted potential by using the circuit configuration according to the first or second embodiment, for example, the circuit shown in FIG. 3 may be applied to each. Good.

【0083】図3では、NMOS53、54およびPMOS
51、52によりカレントミラー回路が構成されている。
In FIG. 3, the NMOS 53, 54 and the PMOS are
A current mirror circuit is composed of 51 and 52.

【0084】カレントミラー回路を構成するNMOS5
3、54のゲートが比較結果入力端子50、に接続され、図
1又は図2に示した前記第1又は第2の実施形態におけ
る比較結果出力端子44又は48の電圧がゲート電圧として
入力される。
NMOS5 constituting current mirror circuit
Gates 3 and 54 are connected to the comparison result input terminal 50, and the voltage of the comparison result output terminal 44 or 48 in the first or second embodiment shown in FIG. 1 or 2 is input as the gate voltage. .

【0085】PMOS52のドレインはインバータ列高電
位線55に接続され、またNMOS54のドレインはインバ
ータ列低電位線56に接続される。カレントミラー回路を
構成するPMOS51、52によりNMOS53のドレイン電
流と同一電流値の電流が折り返えされてPMOS52のド
レインからインバータ列高電位線55に供給されている。
The drain of the PMOS 52 is connected to the inverter row high potential line 55, and the drain of the NMOS 54 is connected to the inverter row low potential line 56. A current having the same current value as the drain current of the NMOS 53 is folded back by the PMOS 51 and 52 forming the current mirror circuit and is supplied from the drain of the PMOS 52 to the inverter column high potential line 55.

【0086】インバータ列高電位線55およびインバータ
列低電位線56には、奇数段のインバータ57が接続され
る。
An odd number of stages of inverters 57 are connected to the inverter row high potential line 55 and the inverter row low potential line 56.

【0087】インバータはごく一般に用いられるよう
に、PMOS59およびNMOS60を電源間に直列形態に
接続してなるCMOS型インバータ回路で構成される。
As is generally used, the inverter is composed of a CMOS type inverter circuit in which PMOS 59 and NMOS 60 are connected in series between power supplies.

【0088】この奇数段のインバータ列は、最終段出力
を初段入力としたリング状に接続され、いわゆるCMO
Sリング発振器64を構成する。
The odd-numbered inverter trains are connected in a ring shape with the final-stage output as the first-stage input, so-called CMO.
The S ring oscillator 64 is configured.

【0089】このリング発振器64の内部ノードの一つを
ポンピングパルス出力端子58とする。
One of the internal nodes of the ring oscillator 64 is the pumping pulse output terminal 58.

【0090】図3の回路構成では、比較結果入力端子50
に印加される電圧に応じ、カレントミラー回路の電流値
が変調を受け、これを電流源として発振するリング発振
器64の発振周波数が変調を受ける。
In the circuit configuration of FIG. 3, the comparison result input terminal 50
The current value of the current mirror circuit is modulated in accordance with the voltage applied to, and the oscillation frequency of the ring oscillator 64 that oscillates using this as a current source is modulated.

【0091】例えば比較結果入力端子50の電圧を増加さ
せれば、ポンピングパルス出力端子58の発振周波数は増
加し、またこれを減少させれば発振周波数は減少する。
For example, if the voltage of the comparison result input terminal 50 is increased, the oscillation frequency of the pumping pulse output terminal 58 is increased, and if it is decreased, the oscillation frequency is decreased.

【0092】さらに、このポンピングパルス出力端子を
チャージポンプ回路63に入力する。チャージポンプ回路
63は、ポンピングパルス出力端子58の発振信号を用い、
不図示のコンデンサの充電回路をスイッチングすること
により、外部から供給される電源電圧VCC3以上の内
部昇圧電位を発生するものである。なお、チャージポン
プ回路63の具体的構成は、前記従来技術で参照した特願
平6-78297、特開平5-120882号公報等に記載されてお
り、またそれ以外にも、例えば特開平4-162560号公報等
に記載されるような回路構成を用いればよく、その技術
は公知なものであるから、説明は省略する。
Further, the pumping pulse output terminal is input to the charge pump circuit 63. Charge pump circuit
63 uses the oscillation signal of the pumping pulse output terminal 58,
By switching a charging circuit of a capacitor (not shown), an internal boosted potential of a power supply voltage VCC3 or more supplied from the outside is generated. The specific configuration of the charge pump circuit 63 is described in Japanese Patent Application No. 6-78297, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-120882, etc. referred to in the above-mentioned prior art. A circuit configuration such as that described in Japanese Patent No. 162560 may be used, and the technique is well known, so the description thereof will be omitted.

【0093】図1及び図3に示す回路を組み合わせた構
成とすることにより、BiCMOS、BiNMOSゲー
ト用昇圧電位VCHGB11が発生される。
By using the configuration in which the circuits shown in FIGS. 1 and 3 are combined, the boosted potential VCHGB11 for the BiCMOS and BiNMOS gates is generated.

【0094】また、図2及び図3に示す回路を組み合わ
せることにより、SRAMメモリセル用昇圧電位VCH
GW25が発生される。
Further, by combining the circuits shown in FIGS. 2 and 3, the boosted potential VCH for SRAM memory cells is obtained.
GW25 is generated.

【0095】以上説明したように、本発明の好適な実施
形態においては、チャージポンプ回路63で発生された実
際のVCHGB11、VCHGW25と、図1及び図2の回
路においてそれぞれの最適昇圧電位との差を検出し、図
3に示すような回路構成によりチャージポンプ回路63を
駆動するポンピングパルス出力端子58における発振周波
数をフィードバック制御することにより、最終的に所望
の昇圧電位を得ることができる。
As described above, in the preferred embodiment of the present invention, the difference between the actual VCHGB11 and VCHGW25 generated in the charge pump circuit 63 and the optimum boosted potentials in the circuits of FIGS. Is detected and the oscillation frequency at the pumping pulse output terminal 58 for driving the charge pump circuit 63 is feedback-controlled by the circuit configuration as shown in FIG. 3, so that a desired boosted potential can be finally obtained.

【0096】また、この構成は、フィードバック制御方
式を用いているため、例えばBiCMOSゲート、もし
くはSRAMメモリセルにおいて、昇圧電位から供給さ
れる負荷消費電流が変動し、昇圧電位が若干最適値から
変動しても、速やかにフィードバック制御によりその変
動を無くする方向に修正が加えられる。
Further, since this configuration uses the feedback control method, for example, in the BiCMOS gate or the SRAM memory cell, the load consumption current supplied from the boosted potential fluctuates, and the boosted potential slightly fluctuates from the optimum value. However, the correction is promptly made to eliminate the fluctuation by the feedback control.

【0097】上記実施形態を適用することにより、Bi
CMOS、BiNMOSおよびSRAM用高抵抗セル、
TFTセルの最適昇圧電圧の発生が可能となり、これら
回路を例えば1.5V程度までの低電圧で動作させること
が可能となった。
By applying the above embodiment, Bi
High resistance cells for CMOS, BiNMOS and SRAM,
It is possible to generate the optimum boosted voltage of the TFT cell, and it is possible to operate these circuits at a low voltage of, for example, about 1.5V.

【0098】また、図3に示した、リング発振器の周波
数を変調し昇圧電位を制御するという回路構成は、あく
まで本発明の実施の形態を説明するためのものに過ぎ
ず、本発明はかかる構成にのみ限定されるものでないこ
とは勿論である。
Further, the circuit configuration shown in FIG. 3 for modulating the frequency of the ring oscillator and controlling the boosted potential is merely for explaining the embodiment of the present invention, and the present invention has such a configuration. Of course, it is not limited to only.

【0099】また、図3に示した構成を用いず、図1又
は図2に示す回路の出力である比較結果出力に応じ、前
記従来例すなわち特開平5-120882号公報に記載されるよ
うに、単純にチャージポンプ回路を駆動するリング発振
器の動作を止めるもしくは動作を行う等の制御を行なう
ようにすることも可能である。
Further, instead of using the configuration shown in FIG. 3, according to the comparison result output which is the output of the circuit shown in FIG. 1 or 2, as described in the conventional example, that is, JP-A-5-120882. It is also possible to simply perform control such that the operation of the ring oscillator that drives the charge pump circuit is stopped or operated.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明によれ
ば、これまで実現されていなかったBiCMOS、Bi
NMOS及びSRAM用高抵抗セル、TFTセルの最適
昇圧電圧の発生が可能となり、これら回路の1.5V程度
までの低電圧動作を可能としている。
As described above in detail, according to the present invention, BiCMOS and Bi which have not been realized up to now have been realized.
It is possible to generate the optimum boosted voltage for the high resistance cells for NMOS and SRAM and the TFT cell, and it is possible to operate these circuits at a low voltage up to about 1.5V.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る、BiCMOS、B
iNMOSゲート用内部昇圧電位発生回路の回路構成を
説明するための図である。
FIG. 1 shows a BiCMOS, B according to an embodiment of the present invention.
It is a figure for demonstrating the circuit structure of the internal boosted potential generation circuit for iNMOS gates.

【図2】本発明に第2の実施形態に係るSRAM用高抵
抗セル又はTFTセル用内部昇圧電位発生回路の回路構
成を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the circuit configuration of an internal boosted potential generation circuit for a high resistance cell for SRAM or a TFT cell according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態としての内部昇圧電位
発生回路の回路構成を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the circuit configuration of an internal boosted potential generation circuit as a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の、低電圧動作BiCMOSゲートの回路
構成の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a conventional low-voltage operation BiCMOS gate.

【図5】従来の、低電圧動作BiNMOSゲートの回路
構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional low-voltage operation BiNMOS gate.

【図6】従来の、低電圧動作SRAM用高抵抗セルの構
成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional high resistance cell for low voltage operation SRAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 出力端子 3 高電位側電源(VCC) 4 低電位側電源(GND) 5、12 第1のNPNバイポーラ 6、14 第2のNPNバイポーラ 7、13、51、52、59 PMOS 8、15 第1のNMOS 9、15 第2のNMOS 10 抵抗素子 11 昇圧電位(VCHGB) 16、30 内部昇圧電位発生回路 21 第1のインバータ 22 第2のインバータ 23 セル 24 ワード線駆動バッファ 25 昇圧電位(VCHGW) 26、27、28、29、53、54、60 NMOS 41、45 検出素子 42、46 低電流源 43、47 差動アンプ 44、48 比較結果出力端子 50 比較結果入力端子 55 インバータ列高電位側電源線 56 インバータ列低電位側電源線 57 インバータ 58 ポンピングパルス出力端子 61、62 ノード 63 チャージポンプ回路 64 リング発振器 1 input terminal 2 output terminal 3 high potential side power supply (VCC) 4 low potential side power supply (GND) 5, 12 first NPN bipolar 6, 14 second NPN bipolar 7, 13, 51, 52, 59 PMOS 8, 15 First NMOS 9, 15 Second NMOS 10 Resistance element 11 Boosted potential (VCHGB) 16, 30 Internal boosted potential generation circuit 21 First inverter 22 Second inverter 23 Cell 24 Word line drive buffer 25 Boosted potential ( VCHGW) 26, 27, 28, 29, 53, 54, 60 NMOS 41, 45 Detection element 42, 46 Low current source 43, 47 Differential amplifier 44, 48 Comparison result output terminal 50 Comparison result input terminal 55 Inverter string high potential Side power supply line 56 Inverter row low potential side power supply line 57 Inverter 58 Pumping pulse output terminal 61, 62 Node 63 Charge pump circuit 64 Ring oscillator

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MOSトランジスタで論理回路を構成し該
論理回路の出力を出力段のバイポーラトランジスタに入
力し該バイポーラトランジスタから出力を取り出すよう
にした半導体装置において、 前記バイポーラトランジスタに供給される第1の高電位
側電源の電位よりも高い電位を前記MOSトランジスタ
の第2の高電位側電源として供給する昇圧電位発生手段
を備え、 前記昇圧電位発生手段が、前記第2の高電位側電源の電
位から所定の電位降下した電位と前記第2の高電位側電
源の電位とを比較する差動増幅手段を含み、 前記差動増幅手段の出力に基づきチャージポンプ回路を
帰還制御して前記第2の高電位側電源の電位を前記第1
の高電位側電源よりも前記所定の電位分高く保つように
制御することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a logic circuit is composed of MOS transistors, and an output of the logic circuit is input to a bipolar transistor in an output stage and an output is taken out from the bipolar transistor, the first device being supplied to the bipolar transistor. Of the second high-potential-side power supply, the boosted-potential generation means supplies a potential higher than that of the high-potential-side power supply of the second high-potential-side power supply of the MOS transistor. From the second high-potential-side power supply, the charge pump circuit is feedback-controlled on the basis of the output of the differential amplification means to feedback-control the charge pump circuit. The potential of the high-potential side power source is set to the first
The semiconductor device is controlled so as to be kept higher than the high-potential-side power source by the predetermined potential.
【請求項2】前記所定の電位が、前記出力段のバイポー
ラトランジスタが飽和する直前のベース・コレクタ間電
圧に略等しくなるように制御されることを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the predetermined potential is controlled to be substantially equal to the base-collector voltage immediately before the output stage bipolar transistor is saturated.
【請求項3】前記昇圧電位発生手段が、前記第2の高電
位側電源と、前記差動増幅手段の一の入力端との間にダ
イオード型接続形態に挿入された、前記出力段のバイポ
ーラトランジスタと同型の第2のバイポーラトランジス
タを備え、前記第2の高電位側電源線側から前記第2の
バイポーラトランジスタを介して定電流源より所定の電
流を流すようにしたことを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
3. The bipolar transistor of the output stage, wherein the boosted potential generating means is inserted in a diode type connection between the second high potential side power source and one input end of the differential amplifying means. A second bipolar transistor of the same type as the transistor is provided, and a predetermined current is caused to flow from the constant current source from the second high potential side power supply line side through the second bipolar transistor. Item 1. The semiconductor device according to item 1.
【請求項4】コレクタを外部より供給される第1の高電
位側電源に接続し、エミッタを出力端子に接続した第1
のNPNバイポーラトランジスタと、コレクタを前記出
力端子に接続し、エミッタを低電位側電源に接続した第
2のNPNバイポーラトランジスタと、からなるプッシ
ュプル型バッファと、 前記第1及び第2のNPNバイポーラトランジスタのベ
ースを駆動する複数のMOSトランジスタと、 前記第1の高電位側電源よりも高い電位の昇圧電位を第
2の高電位側電源として発生する内部昇圧電位発生回路
と、 を備え、 該内部昇圧電位発生回路により供給される前記第2の高
電位側電源に、前記第1のNPNバイポーラトランジス
タのベースを充電及び駆動するMOSトランジスタのソ
ースまたはドレイン端子を接続してなるBiCMOS半
導体集積回路であって、 前記内部昇圧電位発生回路が、 アノードを前記第2の高電位側電源に接続し、且つカソ
ードを定電流源を介し低電位側電源に接続してなるPN
ダイオードと、 前記第1の高電位側電源と前記PNダイオードのカソー
ドとが差動入力端にそれぞれ接続されてなる差動アンプ
と、 を少なくとも備え、 前記差動アンプの出力結果によりパルスをスイッチング
してコンデンサの充電を行い前記内部昇圧電位を発生す
る手段を帰還制御することを特徴とする半導体装置。
4. A first connection wherein a collector is connected to a first high-potential-side power supply supplied from the outside and an emitter is connected to an output terminal.
A NPN bipolar transistor, and a second NPN bipolar transistor having a collector connected to the output terminal and an emitter connected to a low-potential-side power supply; and a push-pull type buffer, and the first and second NPN bipolar transistors. A plurality of MOS transistors for driving the base of the power source, and an internal boosted potential generation circuit that generates a boosted potential higher than the first high-potential-side power supply as a second high-potential-side power supply. A BiCMOS semiconductor integrated circuit in which a source or drain terminal of a MOS transistor for charging and driving the base of the first NPN bipolar transistor is connected to the second high-potential-side power supply supplied by a potential generation circuit. The internal boosted potential generation circuit connects the anode to the second high potential side power supply , PN to and formed by connecting the cathode to the low potential side power source via the constant current source
At least a diode, and a differential amplifier in which the first high-potential-side power source and the cathode of the PN diode are connected to differential input terminals respectively, and a pulse is switched according to an output result of the differential amplifier. A semiconductor device characterized in that the means for charging the capacitor to generate the internal boosted potential is feedback-controlled.
【請求項5】コレクタを外部より供給される第1の高電
位側電源に接続し、エミッタを出力端子に接続したNP
Nバイポーラトランジスタと、一又は複数のMOSトラ
ンジスタのソース端子とドレイン端子をそれぞれ直列形
態又は並列形態に前記出力端子と低電位側電源との間に
接続してなる負荷駆動回路と、 前記NPNバイポーラトランジスタのベースを駆動する
複数のMOSトランジスタと、 前記第1の高電位側電源よりも高い内部昇圧電位を第2
の高電位側電源として発生する内部昇圧電位発生回路
と、 を備え、 該内部昇圧電位発生回路により供給される前記第2の高
電位側電源に前記NPNバイポーラトランジスタのベー
スを充電及び駆動するMOSトランジスタのソース又は
ドレイン端子を接続してなるBiNMOS半導体集積回
路であって、 前記内部昇圧電位発生回路が、 アノードを前記第2の高電位側電源に接続し、且つカソ
ードを定電流源を介し低電位側電源に接続してなるPN
ダイオードと、 前記第1の高電位側電源と前記PNダイオードのカソー
ドとが差動入力端にそれぞれ接続されてなる差動アンプ
と、 を少なくとも備え、 前記差動アンプの出力結果によりパルスをスイッチング
してコンデンサの充電を行い前記内部昇圧電位を発生す
る手段を帰還制御することを特徴とする半導体装置。
5. An NP having a collector connected to a first high-potential-side power supply supplied from the outside and an emitter connected to an output terminal.
An N-bipolar transistor, a load driving circuit in which the source terminal and the drain terminal of one or more MOS transistors are connected in series or in parallel between the output terminal and the low-potential-side power supply, respectively, and the NPN bipolar transistor. A plurality of MOS transistors that drive the base of the second high-potential power supply, and an internal boosted potential higher than that of the first high-potential-side power supply.
An internal boosted potential generating circuit for generating a high-potential-side power source of the above, and a MOS transistor for charging and driving the base of the NPN bipolar transistor to the second high-potential-side power source supplied by the internal boosted potential generating circuit. A BiNMOS semiconductor integrated circuit having source and drain terminals connected to each other, wherein the internal boosted potential generation circuit has an anode connected to the second high-potential-side power supply, and a cathode connected to a low potential via a constant current source. PN connected to the side power supply
At least a diode, and a differential amplifier in which the first high-potential-side power source and the cathode of the PN diode are connected to differential input terminals respectively, and a pulse is switched according to an output result of the differential amplifier. A semiconductor device characterized in that the means for charging the capacitor to generate the internal boosted potential is feedback-controlled.
【請求項6】互いに交差接続された2つのインバータか
らなるフリップフロップ型構成のメモリセルであって、
該インバータは第1の高電位側電源と低電位側電源との
間に直列形態に接続されてなる負荷素子とMOSトラン
ジスタとからなり、前記2つのインバータとビット線と
の間にそれぞれ挿入され、ゲートが共に共通のワード線
に接続されてなる2つのワードトランジスタを含むメモ
リセルを複数備えた半導体記憶装置において、 前記第1の高電位側電源の電位よりも高い電位を第2の
高電位側電源の電位として出力する昇圧電位発生手段
と、 書き込み及び読み出しの両動作時に、前記昇圧電位発生
手段により供給される、前記第2の高電位側電源の電位
に前記ワード線の高レベルを設定するワード線駆動手段
と、 を備え、 前記昇圧電位発生手段が、前記第2の高電位側電源の電
位から所定の電位降下した電位と、前記第1の高電位側
電源の電位と、を比較する差動増幅手段を含み、 前記差動増幅出力に基づきチャージポンプ回路を帰還制
御して前記第2の高電位側電源の電位を前記第1の高電
位側電源の電位よりも前記所定の電位分高く保つように
制御することを特徴とする半導体装置。
6. A memory cell having a flip-flop type structure comprising two inverters cross-connected to each other,
The inverter comprises a load element and a MOS transistor connected in series between a first high potential side power source and a low potential side power source, and is inserted between the two inverters and a bit line, respectively. In a semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells including two word transistors whose gates are both connected to a common word line, a potential higher than a potential of the first high potential side power supply is set to a second high potential side. The boosted potential generating means for outputting as the potential of the power supply and the high level of the word line are set to the potential of the second high potential side power supply, which is supplied by the boosted potential generating means during both the writing and reading operations. A word line driving means, wherein the boosted potential generating means drops a predetermined potential from the potential of the second high potential side power source and the potential of the first high potential side power source. And a potential difference between the second high-potential-side power supply and the second high-potential-side power supply by controlling the feedback of the charge pump circuit based on the differential amplification output. Also, the semiconductor device is controlled so as to be kept higher by the predetermined potential.
【請求項7】ドライバ用MOSトランジスタと、該ドラ
イバ用MOSトランジスタの負荷素子と、からなり互い
に交差接続された第1及び第2のインバータと、 前記第1及び第2のインバータの各記憶ノードとビット
線対との間に接続され、ゲートがワード線にそれぞれ接
続された第1及び第2のワードトランジスタと、 を有し、第1の高電位側電源と低電位側電源との間に接
続されてなるメモリセルと、 前記ワード線を駆動するワード線駆動回路と、 前記第1の高電位側電源の電位よりも高い電位を第2の
高電位側電源の電位として出力する内部昇圧電位発生回
路と、 を含み、 前記ワード線駆動回路が、 書き込み及び読み出しの両動作時に、前記内部昇圧電位
発生回路により供給される、前記第2の高電位側電源の
電位に前記ワード線の高レベルを設定する半導体記憶装
置であって、 前記内部昇圧電位発生回路が、 ゲートとドレインとが前記第2の高電位側電源に接続さ
れ、ソースが定電流源を介して低電位側電源に接続され
てなる第3のMOSトランジスタを備えると共に、前記
第3のMOSトランジスタは、前記第1及び第2のワー
ドトランジスタと同一の導電型とされ、 更に、 前記第1の高電位側電源と前記第3のMOSトランジス
タのソースとを入力とする差動アンプと、 を少なくとも備え、 前記差動アンプの出力によりパルスをスイッチングして
コンデンサの充電を行い内部昇圧電位を発生する手段を
帰還制御することを特徴とする半導体装置。
7. A first and a second inverter, each of which comprises a driver MOS transistor and a load element of the driver MOS transistor, and which are cross-connected to each other, and storage nodes of the first and second inverters. A first and a second word transistor connected between the bit line pair and having gates respectively connected to the word line, and connected between the first high potential side power source and the low potential side power source And a word line drive circuit that drives the word line, and an internal boosted potential generation that outputs a potential higher than the potential of the first high-potential-side power supply as the potential of the second high-potential-side power supply. A word line driving circuit, the word line driving circuit supplies the word line to a potential of the second high-potential-side power supply, which is supplied by the internal boosted potential generating circuit during both writing and reading operations. Of the internal boosted potential generation circuit, the gate and the drain of which are connected to the second high potential side power supply, and the source of which is connected to the low potential side power supply via a constant current source. And a third MOS transistor connected to the second MOS transistor, the third MOS transistor having the same conductivity type as the first and second word transistors, and the first high-potential-side power supply. A differential amplifier having the source of the third MOS transistor as an input; and a feedback control of a means for switching a pulse by the output of the differential amplifier to charge a capacitor to generate an internal boosted potential. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項8】前記第1の高電位側電源の電位が略2.5V
以下の低電圧とされることを特徴とする請求項1、4、
5、6、7のいずれか一に記載の半導体装置。
8. The potential of the first high-potential-side power supply is approximately 2.5 V
The following low voltage is used:
5. The semiconductor device according to any one of 5, 6, and 7.
【請求項9】前記所定の電位を略0.6Vとしたことを特
徴とする請求項1又は6記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the predetermined potential is approximately 0.6V.
【請求項10】前記昇圧手段が、前記差動増幅手段の出
力に基づきポンピングパルスを出力する発振器の発振周
波数を可変に制御するか、又は該発振器の発振の停止・
再開を制御するように構成されたことを特徴とする請求
項1又は6記載の半導体装置。
10. The boosting means variably controls the oscillation frequency of an oscillator that outputs a pumping pulse based on the output of the differential amplifying means, or stops the oscillation of the oscillator.
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is configured to control restart.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150007246A (en) * 2013-07-10 2015-01-20 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 Differential measurements with a large common mode input voltage

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KR20150007246A (en) * 2013-07-10 2015-01-20 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 Differential measurements with a large common mode input voltage

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