JPH11168358A - 温度依存のない発振器 - Google Patents
温度依存のない発振器Info
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Abstract
された発振器回路を提供する。 【構成】 改善された発振器回路400は、実質的に温
度依存のない周波数を有している。この改善された発振
器回路は特に、ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)集積回路用のリフレッシュクロックのよう
なクロック信号を発生するための集積回路デバイスにお
いて用いることが適切である。発生される電流(iC)
は、温度に無関係であり、その結果、DRAM集積回路
のためのリフレッシュ周波数は温度にわたって安定であ
る。
Description
より特定すれば集積回路デバイスまたはチップのための
発振器に関する。
よって、集積回路およびコンピュータによく用いられて
いる。たとえば、ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)集積回路の場合においては、リフレッシュ
クロック信号を発生するための低周波発振器がしばしば
必要とされる。DRAM集積回路は、セルフリフレッシ
ュモードにあるときには、その蓄積されているデータを
リフレッシュするためにリフレッシュクロック信号を使
用する。特に、DRAM集積回路内に蓄積されているデ
ータがその状態を維持するためにリフレッシュされなけ
ればならないときには、リフレッシュクロック信号はD
RAM集積回路に信号を与えるために動作する。
を用いて大きな容量値を充電し、次にその大きな容量に
おける電圧レベルを評価することによって動作するのが
習慣化している。電圧があるレベルを越えていると判断
されたとき、出力の状態は変化し、1つのパルスを発生
するのに用いられる。一般的には、大きな容量を充電す
るのに用いられる小電流を発生させるのに2つの異な
る、そして区別される方法が存在する。1つの手法はそ
の容量と電源との間に1つの大きな抵抗器を備え、そし
て抵抗器を通して大きな容量を充電するための小電流を
発生させる。別の手法は、大きな容量への小電流を供給
するための定電流源を備えることである。これら手法の
各々は、図1および図2それぞれに関して付加的に詳細
に説明される。
路図である。この第1の一般的な発振器100は、1つ
の抵抗器(R)102、1つのコンデンサ(C)10
4、1つの差動増幅器106,1つのリセットトランジ
スタ108および1つの出力パルス発生器110を含ん
でいる。このトランジスタ(R)102およびコンデン
サ(C)104は、電源(VCC)とグランドとの間に直
列に接続されている。電流(i)は、電源(VCC)から
発生されてコンデンサ(C)104に流れる。差動増幅
器106は、抵抗器(R)102とコンデンサ(C)1
04との接続ノードに接続されている第1入力端子と、
そして基準電圧(VREF)に接続されている第2入力端
子とを有している。差動増幅器106はまた、出力パル
ス発生器110に接続されている出力端子をも有してい
る。出力パルス発生器110は第1の一般的な発振器1
00によって発生された1つのパルスを出力する。出力
パルス発生器110はまた、コンデンサ(C)104上
の放電動作を制御するためのリセットトランジスタ10
8のゲートにリセット信号を供給する。コンデンサ
(C)104の充電および放電の組み合わせ効果は、出
力パルス発生器110による周期的なパルスの発生(す
なわち発振器またはクロック)である。第1の一般的な
発振器100に関する1つの問題は、抵抗器(R)10
2の抵抗が温度と共に増加することにより、抵抗器
(R)102によって発生される電流(i)が温度が増
加するに従い減少することである。結果として、周期的
なパルスの周波数は温度とともに変化することとなり、
これは不都合である。第1の一般的な発振器100に関
する別の問題は、電流(i)が、電源電圧(VCC)とと
もに変化することである。
路図である。この第2の一般的な発振器200は、トラ
ンジスタ202,204および206、1つのコンデン
サ(C)208、1つの差動増幅器210、1つのリセ
ットトランジスタ212および1つの出力パルス発生器
214を含んでいる。トランジスタ202および206
は、p形トランジスタであり、そしてトランジスタ20
4はn形トランジスタである。トランジスタ202,2
04および206はコンデンサ(C)208を充電する
のに用いられる電流(i)を発生する。トランジスタ2
02および206は電源電位(VCC)に結合されて、カ
レントミラー装置を形成する。このカレントミラー装置
は、コンデンサ(C)208に供給される電流(i)を
発生する。トランジスタ204は、制御電圧(VO)に
よってアクティブとされ、カレントミラー装置によって
発生される電流(i)を制限する。差動増幅器210
は、コンデンサ(C)208に接続された第1入力端子
と、そして基準電圧(VREF)に接続された第2入力端
子とを含んでいる。この差動増幅器210はまた、出力
パルス発生器214に信号を供給するための1つの出力
端子をも含んでいる。出力パルス発生器214は、第2
の一般的な発振器200によって発生されるパルスを出
力する。出力パルス発生器214はまた、リセットトラ
ンジスタ212のゲートにリセット信号を供給する。ア
クティブにされているとき、リセットトランジスタ21
2は、コンデンサ(C)208を放電するように動作す
る。コンデンサ(C)208の繰り返される充電および
放電は、第2の一般的な発振器200が周期的なパルス
(すなわち発振器またはクロック)を発生するようにさ
せる。第1の一般的な発振器100とは異なり、第2の
一般的な発振器200は、供給電圧(VCC)レベルとは
無関係な電流(i)を発生する。しかし、第2の一般的
な発振器200に関する1つの問題は、カレントミラー
装置によって発生される電流(i)が温度によって変化
することである。結果として、周期的なパルスの周波数
はまた、温度によって変化することとなり、これは不都
合である。
はクロックを製造することが望まれている。DRAM集
積回路の場合においては、リフレッシュクロックを発生
するために備えられている発振器またはクロック回路は
十分に一定であることが必要であり、そのようにしてD
RAM集積回路のメモリセルが設計仕様に従って適時な
方法でリフレッシュされる。このためリフレッシュクロ
ックが温度変化に関わりなく一定の周波数を有すること
が望まれる。もし、リフレッシュクロックの周波数が必
要とされるよりも速いならば、余分なエネルギーまたは
電力が頻繁にDRAM集積回路をリフレッシュするのに
浪費されてしまう。他方、もしリフレッシュクロックの
周波数が遅すぎるならば、DRAM集積回路は失敗を生
じ、そしてそのため蓄積されているデータを失うことに
なる。こうして、一般的な発振器設計は時間的に変化す
る周波数を持つクロックを発生させるものであり、そし
てそのため温度変化が生じたときにはエネルギーの浪費
または蓄積されているデータの損失のいずれかがもたら
されることとなる。
よって影響されることのない発振器またはクロックを提
供できる改善された発振器設計の必要が存在する。
質的に温度依存のない周波数を有する改善された発振器
回路を提供する。この改善された発振器回路は特に、ダ
イナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)集積回
路のためのリフレッシュクロックのようなクロック信号
を発生させるために集積回路デバイスにおいて用いられ
るのに適している。
含む種々の手法によって実行することが可能である。本
発明のいくつかの実施例が以下に説明される。
本発明の1つの実施例は、電流を供給する温度依存のな
い1つの電流源と、温度依存のない電流源に結合された
1つの電荷蓄積デバイスと、電荷蓄積デバイスに結合さ
れた1つのパルス発生回路と、そしてパルス発生回路に
結合された1つのリセット回路とを含んでいる。この電
流は集積回路デバイスの通常の動作範囲における温度に
は無関係である。この電荷蓄積デバイスは温度依存のな
い電流源によって供給される電流から電荷を蓄積し、そ
して蓄積された電荷の量に従って1つの電圧を出力する
ように動作する。このパルス発生回路は、電荷蓄積デバ
イスからの電圧出力が前もって決められたスレッショー
ルドを越えた後に1つのクロックパルスを発生する。こ
のリセット回路は電荷蓄積デバイスをリセットし、その
結果その後の電荷が次のクロックパルスのために蓄積さ
れるように動作する。随意的に、温度依存のない電流源
は、温度が増加するに従い増加する第1電流を供給する
ための第1電流源と、温度が増加するに従い減少する第
2電流を供給するための第2電流源と、そして温度依存
のない電流源によって供給される電流を発生させるた
め、第1電流と第2電流とを組み合わせ、その電流が集
積回路デバイスの通常の動作範囲において温度依存しな
くなるようにさせる1つのコンバイナとを含むこともで
きる。
例は、ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲート端
子およびドレイン端子が共通的に接続されている、ゲー
ト、ドレインおよびソース端子を持つ第1FETトラン
ジスタと、ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲー
ト端子が第1FETトランジスタのゲート端子に接続さ
れている、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第
2FETトランジスタと、ドレイン端子が第1FETト
ランジスタのドレイン端子に接続され、ソース端子が第
2供給電位に接続され、ゲート端子が第3供給電位を受
けている、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第
3FETトランジスタとを含み、この第3供給電位は第
1および第2供給電位の間の電圧を有しており、第2F
ETトランジスタのドレイン端子と第2供給電位との間
に結合された1つの容量性負荷を含み、この容量性負荷
はノードにおいてFETトランジスタのドレイン端子に
結合し、抵抗を提供するつの抵抗性デバイスを含み、抵
抗性デバイスは第1供給電位に結合された第1の側を有
し、そしてノードにおいて容量性負荷に結合された第2
の側を有しており、ドレイン端子がノードに接続され、
ソース端子が第2供給電位に接続され、ゲート端子がリ
セット信号を受ける、ゲート、ドレインおよびソース端
子を持つ第4FETトランジスタと、第1入力端子がノ
ードに接続され、第2入力端子は基準電圧に接続され、
出力端子が1つの出力信号を提供する、第1入力端子、
第2入力端子、および出力端子を持つ1つの差動増幅器
とを含んでいる。差動増幅器の。第1および第2FET
トランジスタはp形FETトランジスタであることが、
そして第3および第4FETトランジスタは、n形FE
Tトランジスタであることが望ましい。
ムアクセスメモリとして、本発明の1つの実施例はデー
タに蓄積するためのダイナミックランダムアクセスメモ
リセルの1つのアレーと、そしてこのアレーに接続され
て動作する1つのセルフリフレッシュ回路とを含んでい
る。セルフリフレッシュ回路はアレー内に蓄積されてい
るデータを周期的にリフレッシュするよう動作し、そし
て少なくとも1つの温度依存のない周波数発振器を含ん
でいる。この温度依存のない周波数発振器は、第1およ
び第2の温度依存する電流を用いて温度変化に関わりな
く実質的に一定な周波数を持つリフレッシュクロックを
発生させる。
原理を例証するよう描かれている添付図面に関連させて
行われる以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
明によって容易に理解される。図面においては同様な参
照番号は同様な構造素子を表している。
持つ改善された発振器回路に関する。この改善された発
振器回路は、特に、ダイナミックRAM(DRAM)お
よびシンクロナスDRAM(SDRAM)を含むランダ
ムアクセスメモリ(RAM)集積回路のための、リフレ
ッシュクロックのようなクロック信号を発生するための
集積回路デバイスにおいて用いられるのに適切である。
本発明によれば、温度依存のない方法で1つの電流が発
生され、その結果DRAM集積回路のためのリフレッシ
ュ周波数は温度にわたって安定である。そのため、本発
明はDRAM集積回路のリフレッシュモード動作におけ
るリフレッシュ周波数が、過大なエネルギーを浪費する
ことなく全温度範囲(たとえば0℃〜85℃)にわたっ
て保持時間の要求に合致することを確実にする。
照しながら以下に論じられる。しかし、当業技術者は、
それら図面に関連してここで与えられる詳細な説明は単
に説明のためのものであって、本発明がそれら限定され
た実施例を越えて拡張することを容易に理解するであろ
う。
器回路300の基本ブロック図である。発振器回路30
0は、1つの電流(i)を発生する温度依存のない電流
源302を含んでいる。温度依存のない電流源302に
よって発生されるこの電流(i)は、温度にわたって一
定である。特に、電流(i)は、回路が意図されている
動作温度(たとえば0℃〜85℃)にわたって実質的に
一定である。この発振器回路300はまた、1つの電荷
蓄積デバイス304をも含んでいる。この電荷蓄積デバ
イス304は温度依存のない電流源302によって供給
された電流(i)を受け取る。電荷蓄積デバイス304
は、電流(i)によって供給される電荷(すなわち電気
的エネルギー)を蓄積し、そして蓄積された電荷を基に
電圧(V)を発生する。1つのパルス発生回路306も
また発振器回路300の中に設けられ、電荷蓄積デバイ
ス304によって発生される電圧(V)をモニタする。
電荷が蓄積されるに従い増加する、電荷蓄積デバイス3
04によって発生される電圧(V)が前もって決められ
たスレッショールド量を越えたとき、パルス発生回路3
06はその出力端子の論理レベルを変化させる。たとえ
ば、パルス発生回路306はロー論理レベルからハイ論
理レベルへと移行する。パルス発生回路306の出力が
変化したとき、発振器回路300のリセット回路308
は、その変化を検出し、そして電荷蓄積デバイス304
にリセット信号を出力する。リセット信号は電荷蓄積デ
バイス304に蓄積されていた全ての電荷を放電させ
る。実際上、電荷蓄積デバイス304の電圧は、急激に
ゼロボルトに達する。このようにして、電荷蓄積デバイ
ス304の電圧を監視しているパルス発生回路306
は、パルス発生回路306の出力をそのオリジナルな状
態に移行戻しする。たとえば、パルス発生回路306の
出力は、ハイ論理レベルからロー論理レベルへと移行戻
りする。その結果、発振器回路300は、その出力端子
に1つのパルスを発生させる。発振器300の出力はま
た、クロック信号または発振器として考慮することがで
き、発振器回路300は、パルスを発生させるこの動作
を繰り返す。
器回路400の回路図である。この発振器回路400
は、第1トランジスタ402および第2トランジスタ4
04を含んでいる。第1および第2トランジスタ402
および404は、カレントミラー回路を形成するように
構成されている。示されているように、第1および第2
トランジスタ402および404のソース端子は第1供
給電圧(VCC)に結合され、第1および第2トランジス
タ402および404のゲートは共通的に接続され、そ
して共通的に接続されたゲートは第1トランジスタ40
2のドレインに接続されている。第3トランジスタ40
6は、第1トランジスタ402のドレイン端子を第2供
給電位(グランド)に結合させる。第3トランジスタ4
06は、制御電圧(VO)によって制御される。第3ト
ランジスタ406は、カレントミラー回路による電流
(i1)の量を制御するよう動作する。1つの例とし
て、第1、第2および第3トランジスタ402、404
および406は、金属酸化膜半導体(MOS)トランジ
スタまたはフィールドエフェクトトランジスタ(FE
T)であることができる。
抗器(R)408を含んでいる。この抵抗器(R)40
8は、第1供給電位(VCC)とノード409との間に結
合され、ノード409は、カレントミラー回路の出力端
子に結合している。電流(i 2)は、抵抗器(R)40
8を通してノード409に流れる。
デンサ(C)410を含んでいる。このコンデンサ
(C)410は、ノード409と第2供給電位(グラン
ド)との間に接続されている。ノード409から第2供
給電位(グランド)に向けてコンデンサ(C)410を
通して流れる電流(iC)は電流(i1)と電流(i2)
の和である。
器412と、1つのリセットトランジスタ414と、そ
して1つの出力パルス発生器416をも含んでいる。差
動増幅器412の第1入力端子はノード409に結合さ
れて、コンデンサ(C)410の両端に現れる電圧レベ
ルを受ける。差動増幅器412の第2入力端子は基準電
圧(VREF)に結合される。差動増幅器412はまた、
出力パルス発生器416に結合された1つの出力端子を
有している。ノード409に現れる電圧が基準電圧(V
REF)を越えたときに、差動増幅器412の出力はハイ
論理レベルを有し、そしてノード409における電圧レ
ベルが基準電圧(VREF)よりも小さいときには、差動
増幅器412の出力はロー論理レベルを有している。さ
らに、差動増幅器412からの出力信号は、出力信号と
リセット信号とを出力する出力パルス発生器416に加
えられる。このリセット信号は、リセットトランジスタ
414に供給されてコンデンサ(C)410を放電させ
る。すなわち、差動増幅器412からの出力信号がハイ
論理値に移行したとき、出力パルス発生器416は、リ
セット信号を発生し、この信号はリセットトランジスタ
414をターンオンさせてコンデンサ(C)410を放
電させ、そしてノード409における電圧レベルを減少
させる。ノード409における電圧レベルがリセットト
ランジスタ414によって実質的に減少されたとき、ノ
ード409における電圧レベルは基準電圧(VREF)よ
りも小さくなり、そしてそのため、差動増幅器412は
ロー論理レベルに移行するため、差動増幅器412の出
力はその以前の状態に逆戻りする。結果として、出力パ
ルス発生器416からの出力信号は周期的なパルスを含
むことになる。出力パルス発生器416は、この周期的
パルスのパルス幅を適切なサイズにセットすることがで
きる。
00は、温度変化に無関係な実質的に一定の周波数のク
ロック信号(すなわち周期的なパルス)を発生する。温
度依存のない発振器回路400は、電流(iC)を形成
する電流(i1)および電流(i2)の組み合わせによっ
て備えられる。電流(i1)は、温度が増加すると電流
(i1)が増加するような温度依存を有しており、そし
て電流(i2)は温度が増加すると電流(i2)が減少す
るような温度依存を有している。本発明によれば、これ
ら反対に依存する電流が組み合わせられて電流(iC)
を形成し、その結果、少なくとも回路の通常の動作範囲
においては実質的に温度に依存しなくなる。さらに、電
流(iC)が実質的に温度変化に無関係であるとき、発
生される結果的なクロック信号は同様に実質的に温度変
化に無関係となる。
電流(i1)が約1.4μAにセットされ、そして電流
(i2)が約4μAにセットされているとき、結果的な
電流(iC)は実質的に温度変化に無関係である。発振
器回路400に関する他の例としての設計値は、R=4
00kΩ、C≒4pF、VO=0.95ボルト、VREF=
1.4ボルトおよびVCC=2.5ボルトである。
回路500の回路図である。この発振器回路500は、
図4に描かれている発振器回路400に類似している。
発振器回路400の全てのコンポーネントを含むほか、
発振器回路500は1つの制御回路502および1つの
パルス幅調節回路504を含んでいる。制御回路502
は、リセットトランジスタ414をアクティブにするた
めに用いられるリセット信号506を発生する。リセッ
トトランジスタ414がアクティブになるとき、コンデ
ンサ(C)410は放電する。リセット信号506はリ
セットトランジスタ414をアクティブにするアクティ
ブ化パルスを含んでいる。リセット信号506のアクテ
ィブ化パルスの継続時間はコンデンサ(C)410を完
全に放電させるのに十分である。制御回路502はま
た、パルス幅調節回路504にクロック信号508を出
力する。1つの実施例においては、クロック信号508
は差動増幅器412によって発生されたパルスの遅延バ
ージョンである。このパルス幅調節回路504はクロッ
ク信号508を受け取り、そして適切な周期およびデュ
ーティーサイクルを持つリフレッシュクロック(RFC
LK)を発生するようにこのパルスのパルス幅を調節す
る。1つの例としては、DRAM集積回路のために適切
なリフレッシュクロック(RFCLK)は、980ns
の周期を有し、その12nsはハイ論理レベルであり、
そして968nsはロー論理レベルである。
回路600の回路図である。この制御回路600は、図
5に描かれている制御回路502の1つの実施例の詳細
な実現状態を表現している。この制御回路600は、第
1供給電位(VCC)と第2供給電位(グランド)との間
に結合された第1FET602および第2FET604
を含んでいる。第1FET602のドレインは、ノード
606において第2FET604のドレインに接続され
ている。第1FET602のソースは、第1供給電位
(VCC)に接続され、そして第2FET604のソース
は第2供給電位(グランド)に接続されている。第1F
ET602のゲートは、差動増幅器412によって供給
された電圧(VOUT)を受け取る。第2FET604の
ゲートは、第2FET604を通る電流を制御する電圧
(VN)を受け取る。ノード606は、第1インバータ
608に結合している。第1インバータ608は、第2
インバータ610に結合している。第2インバータ61
0は、第3インバータ612に結合している。第3イン
バータ612の出力は、クロック信号508である。第
3インバータ612の出力はまた、NANDゲート61
4の1つの入力にも供給される。NANDゲート614
の他の入力端子は、発振器回路のためのイネーブル信号
を受け取る。NANDゲート614の出力は第4インバ
ータ616に供給される。第4インバータ616の出力
は、リセット信号506を出力するインバータ618に
供給される。第4インバータ616の出力はまた、第3
FET620のゲートにも供給される。第3FET62
0のソースは、第1供給電位(V CC)に結合され、そし
て第3FET620のドレインは第1FET602のゲ
ートに接続される。
明される。電圧(VN)は、普通、第2供給電位(グラ
ンド)よりも大きく、そして第1供給電位(VCC)より
も小さいか、または等しい正の値にセットされている。
たとえば、電圧(VN)は0.95ボルトである。差動
増幅器412によって供給される電圧(VOUT)は、パ
ルスが受け取られた最初のときに(すなわち、VC>V
REFのとき)ロー論理レベルに移行する。電圧(VOUT)
がロー論理レベルにあるとき、第1FET602は「オ
ン」であり、そしてノード606は第1供給電位
(VCC)に向けて引っ張られる。第3インバータ612
によって出力されるクロック信号508は、インバータ
608〜612のゲート遅延の後にロー論理レベルに向
かう。制御回路600がイネーブルであると仮定すれ
ば、その後NANDゲート614の出力はハイ論理レベ
ルに向かい、そしてインバータ616の出力はロー論理
レベルに向かう。次にリセット信号506がハイ論理レ
ベルに向かい、そしてリセットトランジスタ414をア
クティブにしてコンデンサ(C)410を放電させる。
さらに、インバータ616の出力はまた、第3FET6
20のゲート端子に供給される。第3FET620のゲ
ート端子がロー論理レベルであるとき、電圧(VOUT)
は第1供給電位(VCC)にプルアップされており、この
第1供給電位は、第1FET602をターン「オフ」さ
せ、続いてこのターンオフはノード606を緩やかに第
2供給電位(グランド)に向けてプルダウンする。これ
が生じると、クロック信号508はハイレベルにつり上
げられ、こうしてパルスが終了する。その後、このサイ
クルが再び繰り返され、次のパルスが発生する。
ス幅調節回路700の回路図である。このパルス幅調節
回路700は、図5に描かれているパルス幅調節回路5
04の1つの実施例の詳細な実現状態を表している。
び第2部分を持つチェーンを実現している。このパルス
幅調節回路700は、制御回路502からのクロック信
号508を受け取り、そしてリフレッシュクロック(R
FCLK)510を出力する。クロック信号508は、
第1部分に、そして次に第2部分に供給される。第1部
分は1連のインバータ702〜708および続くNAN
Dゲート710を含んでいる。NANDゲート710の
出力は第2部分に供給される。第2部分は別の一連のイ
ンバータ720〜724および続くNANDゲート72
6を含んでいる。NANDゲート726の出力はインバ
ータ736に供給され、インバータ736の出力は続い
てインバータ738に供給される。インバータ738の
出力はリフレッシュクロック(RFCLK)510であ
る。インバータ702、706、722およびNAND
ゲート710の出力は各々、適切な遅延を提供するため
にそれらの出力と第2供給電位(グランド)との間に設
けられた容量性負荷を有している。この容量性負荷は、
n形FETトランジスタ712、716、732および
728それぞれによって実現される。トランジスタ71
2、716、728および732は、第2供給電位(グ
ランド)に結合されたそれらのドレインおよびソースを
有しており、そしてインバータ702、706、722
およびNANDゲート710のそれぞれの出力に結合さ
れたそれらのゲートを有している。同様に、インバータ
704、708、720および724の出力もまた各々
容量性負荷に接続されている。容量性負荷は、p形FE
Tトランジスタ714、718、730および734そ
れぞれによって備えられる。トランジスタ714、71
8、730および734は、第1供給電位(VCC)に結
合されたそれらのドレインおよびソースを有しており、
そしてインバータ704、708、720および724
のそれぞれの出力に結合されたそれらのゲートを有して
いる。効果としては、このパルス幅調節回路700は、
リフレッシュクロック(RFCLK)510を発生させ
るのにクロック信号508のパルスの継続時間(すなわ
ちハイ論理レベル)を伸張させる。
または周波数は、用途によって変化する。多くのDRA
M集積回路は、900〜1000nsの範囲における周
期を持つ、そして約10〜14nsのアクティブパルス
継続時間(たとえばパルス幅)を持つリフレッシュクロ
ックを用いる。1つの実施例においては、約4〜5ns
の入力パルス(クロック信号508)から約12nsの
アクティブパルス継続時間が得られる。しかも、1つの
実施例においては、結果的なリフレッシュクロック(R
FCLK)510に関する周期は、980nsであり、
これはいくつかの現存するDRAM集積回路に適切であ
る。
積回路内の拡散領域によって設けられ、容量は集積回路
内で接続されたそれらのドレインおよびソースを持つフ
ィールドエフェクトトランジスタ(FET)によって並
列に接続された一連の小さな容量によって備えられる。
発振器回路を持つトランジスタはFETであることが望
ましい。
いる容量の部分は、抵抗器(R)408と、ノード40
9に結合している差動増幅器412とによって備えられ
ることを認識すべきである。残りの容量部分は、たとえ
ばp形FETデプレッション型コンデンサのようなFE
Tトランジスタによって実現される。この発振器回路は
さらに、容量を変更することにより、発振器周波数を調
節するためのいくつかのオプションを含むことができ
る。このオプションはヒューズによって選択することが
できる。この発振器回路はまた、電流(i1)または
(i2)を提供する電流源の単に1つから駆動される電
流を選択するためのオプションを含むこともできる。
領域によって備えられることも認識すべきである。この
発振器回路はまた、抵抗値を調節するためのいくつかの
オプションを備えることも可能である。
るパルス(またはクロック)の周波数が変化または調節
されることも可能とする。たとえば、本発明を実施する
集積回路にプログラム可能なヒューズを含ませて製造す
ることにより、この発振器回路は、コンデンサを追加ま
たは削除することにより、抵抗器を追加または削除する
ことにより、および/またはそれ以外に電流駆動能力を
追加または削除することにより周波数をトリムまたは調
節することが可能となる。
である。図8−Aにおける図は、第1の一般的な発振器
100と、図4に描かれた発振器回路400のような本
発明による発振器を持つ第2の一般的な発振器200と
の比較を提供している。第1の一般的な発振器100の
電流(i)対温度(T)特性は、線800によって表さ
れている。第2の一般的な発振器200の電流(i)対
温度(T)特性は、線802によって表されている。第
1および第2の一般的な回路100、200の電流
(i)対温度(T)特性は、温度によって変化し、そし
て温度変化とともに反対方向に移動することに注目すべ
きである。本発明に関する電流(i)対温度(T)特性
は、線804によって表されている。線804は、温度
にわたって一定であり、こうして電流(i)が温度
(T)にわたって一定であることを示すことに注目すべ
きである。
対温度(T)の図である。図8−Bに描かれているよう
に、線806はこのクロック周波数が基本的に温度にわ
たって一定であることを示している。本発明による発振
器によって提供されるクロック周波数(および電流
(i))の一定の特性は、広い温度範囲にわたって、よ
り安定なクロック信号を提供する。この一定の特性は、
この回路に関連する、0℃と85℃の間のような動作温
度範囲にわたって少なくとも適用される。
的なブロック図である。
図である。
図である。
である。
の回路図である。
によるクロック周波数対温度(T)を示す図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 集積回路デバイスのための発振器におい
て、 電流を供給するための温度依存のない1つの電流源と、 前記温度依存のない電流源に結合した1つの電荷蓄積デ
バイスと、 前記電荷蓄積デバイスに結合された1つのパルス発生回
路と、 前記パルス発生回路に結合した1つのリセット回路とを
含み、 この電流は集積回路デバイスの通常動作範囲にわたる温
度に依存せず、 前記電荷蓄積デバイスは前記温度依存のない電流源によ
り供給された電流から電荷を蓄積し、そして蓄積された
電荷の量に従って電圧を出力するように動作し、 前記パルス発生回路は前記電荷蓄積デバイスからの電圧
出力が前もって決められたスレッショールドを越えた後
にクロックパルスを出力し、 前記リセット回路は前記電荷蓄積デバイスをリセットさ
せるように動作する結果、その後に次のクロックパルス
のために電荷が蓄積開始される、ことを特徴とする集積
回路デバイスのための発振器。 - 【請求項2】 前記温度依存のない1つの電流源が、 温度が上昇するに従い増加する第1電流を供給するため
の第1電流源と、 温度が上昇するに従い減少する第2電流を供給するため
の第2電流源と、 前記温度依存のない電流源によって供給される電流を発
生するよう、第1電流および第2電流を組み合わせる1
つのコンバイナとを含み、 それによって電流が集積回路デバイスの通常の動作範囲
にわたって温度に依存しなくなる、請求項第1項記載の
発振器。 - 【請求項3】 前記第1電流源が一対のトランジスタか
ら形成されたカレントミラーを含み、 前記第2電流源が1つの抵抗性素子を含む、請求項第2
項記載の発振器。 - 【請求項4】 前記コンバイナが加算ノードを含み、 その加算ノードにおいて、第1電流と第2電流とが互い
に加算されて、前記電荷蓄積デバイスに供給される電流
を発生させる、請求項第3項記載の発振器。 - 【請求項5】 前記発振器が低周波発振器である、請求
項第1項記載の発振器。 - 【請求項6】 低周波発振器において、 ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲート端子およ
びドレイン端子が共通的に接続されている、ゲート、ド
レインおよびソース端子を持つ第1FETトランジスタ
と、 ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲート端子が前
記第1FETトランジスタのゲート端子に接続されてい
る、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第2FE
Tトランジスタと、 ドレイン端子が前記第1FETトランジスタのドレイン
端子に接続され、ソース端子が第2供給電位に接続さ
れ、ゲート端子は第3供給電位を受ける、ゲート、ドレ
インおよびソース端子を持つ第3FETトランジスタと
を有し、 第3供給電位は前記第1および第2供給電位の電圧の間
の電圧を有しており、 前記第2FETトランジスタのドレイン端子と第2供給
電位との間に結合している1つの容量性負荷とを有し、 前記容量性負荷は1つのノードにおいて前記FETトラ
ンジスタのドレイン端子に結合しており、 抵抗を備えるための1つの抵抗性デバイスを有し、 前記抵抗性デバイスは第I供給電位に結合した第1の側
を有し、そしてノードにおいて前記容量性負荷に結合さ
れた第2の側を有しており、 ドレイン端子がノードに結合され、ソース端子が第2供
給電位に結合され、ゲート端子がリセット信号を受け
る、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第4FE
Tトランジスタと、 第1入力端子がノードに結合され、第2入力端子が基準
電圧に接続され、出力端子が1つの出力信号を発生す
る、第1入力端子、第2入力端子および1つの出力端子
を有する1つの差動増幅器とを含む、ことを特徴とする
低周波発振器。 - 【請求項7】 前記抵抗性デバイスが1つの拡散領域を
含み、 前記容量性負荷が少なくとも1つのFETトランジスタ
を含む、請求項第6項記載の低周波発振器。 - 【請求項8】 前記低周波発振器がさらに、 出力信号からリセット信号を発生するための1つのリセ
ットパルス発生器と、 出力信号から1つの出力クロック信号を発生するための
1つの出力パルス発生器とを含み、 出力クロック信号が前もって決められた周期を有してい
る、請求項第6項記載の低周波発振器。 - 【請求項9】 出力クロック信号の周期が、約10〜1
4nsのアクティブパルス継続時間を持つ900〜10
00msの範囲の周期である、請求項第8項記載の低周
波発振器。 - 【請求項10】 前記低周波発振器が1つの集積回路内
に形成される、請求項第6項記載の低周波発振器。 - 【請求項11】 集積回路が1つのDRAMを含む、請
求項第10項記載の低周波発振器。 - 【請求項12】 第1供給電圧がVCCであり、そして第
2供給電圧がグランドであり、 前記第1および第2FETトランジスタがp形FETト
ランジスタであり、 前記第3および第4FETトランジスタがn形FETト
ランジスタである、請求項第6項記載の低周波発振器。 - 【請求項13】 セルフリフレッシュ形ダイナミックラ
ンダムアクセスメモリにおいて、 データを蓄積するためのダイナミックランダムアクセス
メモリセルの1つのアレーと、 前記アレーに動作的に接続されている1つのセルフリフ
レッシュ回路とを含み、 前記セルフリフレッシュ回路は前記アレー内に蓄積され
ているデータを周期的にリフレッシュし、 前記リフレッシュ回路は、第1および第2の温度依存す
る電流を用いて、温度変化にも関わらずに実質的に一定
の周波数を持つ1つのリフレッシュクロックを発生させ
る少なくとも1つの温度依存のない周波数発振器を含
む、ことを特徴とするセルフリフレッシュ形ダイナミッ
クランダムアクセスメモリ。 - 【請求項14】 前記セルフリフレッシュ回路が、 第1の温度依存する電流を発生させるための第1の温度
依存する電流源と、 第2の温度依存する電流を発生させるための第2の温度
依存する電流源と、 前記第1および第2の温度依存する電流源に結合された
1つの電荷蓄積デバイスとを含み、 前記電荷蓄積デバイスは前記第1および第2の温度依存
する電流源によって供給される第1および第2の温度依
存する電流から電荷を蓄積し、そして蓄積された電荷の
量に従って電圧を出力するように動作し、 前記電荷蓄積デバイスに結合された1つのパルス発生回
路を含み、 前記電荷蓄積デバイスからの電圧出力が前もって決めら
れたスレッショールドを越えた後に前記パルス発生回路
が1つのクロックパルスを出力し、 前記パルス発生回路に結合された1つのリセット回路を
含み、 前記リセット回路は前記電荷蓄積デバイスをリセットし
て、その後は次のクロックパルスのために電荷が蓄積さ
れるように動作する、請求項第13項記載のセルフリフ
レッシュ形ダイナミックランダムアクセスメモリ。 - 【請求項15】 前記第1の温度依存する電流源によっ
て発生される第1の温度依存する電流は温度の上昇とと
もに増加し、 前記第2の温度依存する電流源によって発生される第2
の温度依存する電流は温度の上昇とともに減少し、 前記セルフリフレッシュ回路がさらに、第1の温度依存
のない電流と第2の温度依存のない電流とを組み合わせ
て、集積回路デバイスの通常の動作範囲にわたって温度
依存のない1つの電流を発生させるための1つのコンバ
イナを含む、請求項第14項記載のセルフリフレッシュ
形ダイナミックランダムアクセスメモリ。 - 【請求項16】 前記第1の温度依存する電流源が一対
のトランジスタから形成される1つのカレントミラーを
含み、 前記第2の温度依存する電流源が1つの抵抗性素子を含
む、請求項第15項記載のセルフリフレッシュ形ダイナ
ミックランダムアクセスメモリ。 - 【請求項17】 前記コンバイナが1つの加算ノードを
含み、 そこにおいて第1の温度依存する電流と第2の温度依存
する電流とが互いに加えられる、請求項第15項記載の
セルフリフレッシュ形ダイナミックランダムアクセスメ
モリ。 - 【請求項18】 前記セルフリフレッシュ回路が、 ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲート端子とド
レイン端子が共通的に接続されている、ゲート、ドレイ
ンおよびソース端子を持つ第1FETトランジスタと、 ソース端子が第1供給電位に接続され、ゲート端子が前
記第1FETトランジスタのゲート端子に接続されてい
る、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第2FE
Tトランジスタと、 ドレイン端子が前記第1FETトランジスタのドレイン
端子に接続され、ソース端子が第2供給電位に接続さ
れ、ゲート端子が第3供給電位を受ける、ゲート、ドレ
インおよびソース端子を持つ第3FETトランジスタと
を含み、 第3供給電位は前記第1および第2供給電位の電圧の間
の電圧を持ち、 前記第2FETトランジスタのドレイン端子と第2供給
電位との間に結合している1つの容量性負荷を含み、 前記容量性負荷はノードにおいて前記FETトランジス
タのドレイン端子に結合し、 抵抗を提供するための1つの抵抗性デバイスを含み、 前記抵抗性デバイスは、第1供給電位に結合された第1
の側を有し、そしてノードにおいて前記容量性負荷に結
合された第2の側を有し、 ドレイン端子はノードに接続され、ソース端子は第2供
給電位に接続され、ゲート端子はリセット信号を受け
る、ゲート、ドレインおよびソース端子を持つ第4FE
Tトランジスタと、 第1入力端子はノードに接続され、第2入力端子は基準
電圧に接続され、出力端子は1つの出力信号を発生す
る、第1入力端子、第2入力端子および1つの出力端子
を持つ1つの差動増幅器とを含む、請求項第13項記載
のセルフリフレッシュ形ダイナミックランダムアクセス
メモリ。 - 【請求項19】 前記抵抗性デバイスが少なくとも1つ
の拡散領域を含む、請求項第18項記載のセルフリフレ
ッシュ形ダイナミックランダムアクセスメモリ。 - 【請求項20】 前記セルフリフレッシュ回路がさら
に、 出力信号からリセット信号を発生する1つのリセットパ
ルス発生器と、 出力信号から1つの出力クロック信号を発生するための
1つの出力パルス発生器とを含み、 その出力クロック信号は1つの前もって決められた周期
を有している、請求項第13項記載のセルフリフレッシ
ュ形ダイナミックランダムアクセスメモリ。
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