JPH11168362A - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JPH11168362A
JPH11168362A JP9331558A JP33155897A JPH11168362A JP H11168362 A JPH11168362 A JP H11168362A JP 9331558 A JP9331558 A JP 9331558A JP 33155897 A JP33155897 A JP 33155897A JP H11168362 A JPH11168362 A JP H11168362A
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JP
Japan
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power supply
supply voltage
voltage
delay
constant
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JP9331558A
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English (en)
Inventor
Kenji Sato
賢治 佐藤
Yuichi Matsushita
裕一 松下
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Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Miyazaki Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Miyazaki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧に影響されない遅延時間を有する遅
延回路を提供する。 【解決手段】 外部から与えられた電源電圧VCCは、
定電圧生成部10によって電圧変動が除去され、この電
源電圧VCCよりも低い一定の内部電源電圧IVCCが
生成されて、遅延部20の電源として供給される。遅延
部20は、縦続接続された複数のインバータ21〜2
4、及びMOS容量25〜27による伝搬遅延によって
所定の遅延時間が得られるように設定されている。遅延
部20に供給される電源電圧は、常に一定の内部電源電
圧IVCCとなっているので、電源電圧VCCの変動に
影響されず、常に一定の遅延時間が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号を所定の
時間だけ遅延させて出力する遅延回路、特に電源電圧の
変動に起因する遅延時間の変動が少ない遅延回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の遅延回路の一構成例を示
す回路図である。この遅延回路は、例えば、半導体メモ
リの内部に組み込まれて、各種の信号のタイミングを調
整するために使用されるものである。この遅延回路は、
複数のインバータ1,2,3,…,4を直列に接続し、
各インバータ1,2,…の出力側には遅延時間を大きく
するために、MOS容量5,6,7,…をそれぞれ電源
電圧VCCまたは接地電位GNDとの間に接続した構成
となっている。インバータ1〜4は、いずれも同様の構
成であり、例えばインバータ1は、PチャネルMOSト
ランジスタ(以下、「PMOS」という)1aと、Nチ
ャネルMOSトランジスタ(以下、「NMOS」とい
う)1bとで構成されている。そして、PMOS1aの
ソースが電源電圧VCCに、NMOS1bのソースが接
地電位GNDにそれぞれ接続されている。PMOS1a
とNMOS1bのゲートは、共通接続されてインバータ
1の入力側となっており、これらのPMOS1aとNM
OS1bのドレインが、共通接続されて出力側となって
いる。
【0003】MOS容量5〜7は、MOSトランジスタ
のソース及びドレインを共通接続して、ゲートとの間の
静電容量を利用するものである。PMOSによるMOS
容量5,7が、インバータ1,3の出力側と接地電位G
NDとの間に接続され、NMOSによるMOS容量6
が、インバータ2の出力側と電源電圧VCCとの間に接
続されている。このような遅延回路において、インバー
タ1の入力側に与えられる入力信号INが、レベル
“L”であると、インバータ1のPMOS1aはオン状
態、NMOS1bはオフ状態となって、このインバータ
1の出力側には、レベル“H”の出力信号が出力され
る。ここで、入力信号INが“L”から“H”へ変化す
ると、PMOS1aがオフ状態に、NMOS1bがオン
状態に変化する。これによって、インバータ1を構成す
るPMOS1aとNMOS1bの伝搬遅延時間だけ遅れ
て、このインバータ1の出力側の出力信号は“L”に変
化する。一方、インバータ1の出力側にはMOS容量5
が接続されているので、このMOS容量5に蓄積されて
いた電荷が放電された時点で、インバータ2の入力側の
信号が“H”から“L”に変化する。従って、インバー
タ2の出力信号のレベルは、更に遅れて“L”から
“H”へ変化する。同様に、インバータ3〜4によって
それぞれの遅延時間後に、レベルが反転され、最終段の
インバータ4の出力側から出力信号OUTが出力され
る。インバータ1〜4の段数と、MOS容量5〜7のキ
ャパシタンスを適切に選択することにより、所定の遅延
時間を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遅延回路では、次のような課題があった。インバータ1
〜4は、電源電圧VCCによって駆動されており、この
電源電圧VCCの電圧によって、例えば、インバータ1
を構成するPMOS1aとNMOS1bの動作状態が変
化し、伝搬遅延時間が変化する。即ち、電源電圧VCC
が上昇すると、トランジスタの接合面の電位傾度が大き
くなり、電子の移動速度が速くなって遅延時間が短くな
る。逆に、電源電圧VCCが低下すると、トランジスタ
の接合面の電位傾度が小さくなり、電子の移動速度が遅
くなって遅延時間が長くなる。このように、トランジス
タは遅延時間の電源電圧VCCに対する依存性が大きい
という特性を有している。半導体メモリでは、メモリセ
ルのゲートに接続されたワード線の選択と、そのメモリ
セルからビット線へ出力された微小信号の増幅には、正
確な時間差を有するタイミング信号が必要となる。この
ようなタイミング信号の生成回路に、従来の遅延回路を
用いると、電圧依存性が大きいので、低電圧で遅延タイ
ミングを合わせると、高電圧動作時にワード線の選択が
速すぎて誤動作を起こすことになる。逆に、高電圧で遅
延タイミングを合わせると、低電圧動作時にアクセス速
度が遅くなってしまい、最適な遅延時間にタイミングを
調整することが困難であった。本発明は、前記従来技術
が持っていた課題を解決し、電源電圧の変動に影響され
ず、常に一定の遅延時間を有する遅延回路を提供するも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の内の第1の発明は、遅延回路において、外
部から与えられる電源電圧の変動を吸収し、該電源電圧
よりも低い一定の内部電源電圧を生成する定電圧生成手
段と、前記内部電源電圧によって駆動され、相補的な第
1及び第2のレベルを有する入力信号が与えられ、該入
力信号のレベルを反転して出力する信号反転部を複数段
縦続接続して成る遅延手段とを備えている。第2の発明
は、遅延回路において、外部から与えられる電源電圧を
一定の割合で上昇させて昇圧電圧を出力する昇圧手段
と、前記昇圧電圧が与えられ、該昇圧電圧の電圧変動を
吸収して前記電源電圧の平均値にほぼ等しい一定の内部
電源電圧を生成する定電圧生成手段と、前記内部電源電
圧によって駆動され、相補的な第1及び第2のレベルを
有する入力信号が与えられ、該入力信号のレベルを反転
して出力する信号反転部を複数段縦続接続して成る遅延
手段とを備えている。
【0006】第1の発明によれば、以上のように遅延回
路を構成したので、次のような作用が行われる。外部か
ら与えられた電源電圧は、定電圧生成手段によってその
電圧変動が吸収されて、該電源電圧よりも低い一定の内
部電源電圧が生成され、遅延手段の駆動用の電圧として
供給される。遅延手段は複数段縦続接続された信号反転
部によって構成されており、この遅延手段の初段に与え
られた入力信号が各段の信号反転部で順次反転されて最
終段の信号反転部から出力される。第2の発明によれ
ば、次のような作用が行われる。外部から与えられた電
源電圧は、昇圧手段によって一定の割合で上昇されて昇
圧電圧が出力される。昇圧電圧は定電圧生成手段に与え
られ、この定電圧生成手段によってその電圧変動が吸収
されて、前記電源電圧の平均値にほぼ等しい一定の内部
電源電圧が生成され、遅延手段の駆動用の電圧として供
給される。遅延手段は、複数段縦続接続された信号反転
部によって構成されており、この遅延手段の初段に与え
られた入力信号が各段の信号反転部で順次反転されて最
終段の信号反転部から出力される。
【0007】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す遅延回路の回路
図である。この遅延回路は、例えば、半導体メモリの内
部に組み込まて各種の信号のタイミングを調整するため
に使用されるものであり、外部から与えられる電源電圧
VCCの変動を吸収し、一定の内部電源電圧IVCCを
生成する定電圧生成手段(例えば、定電圧生成部)10
を備えている。定電圧生成部10は、PMOS11を有
しており、このPMOS11のソースが電源電圧VCC
に接続されている。PMOS11のドレインはノードN
11に、ゲートは接地電位GNDに、それぞれ接続され
ている。また、定電圧生成部10は直列接続された複数
のNMOS12,13,…,14を有しており、このN
MOS12のドレインがノードN11に、NMOS14
のソースが接地電位GNDに、それぞれ接続されてい
る。これらのNMOS12〜14の各ゲートは、それぞ
れのドレインに接続され、順方向のダイオードが形成さ
れている。更に、定電圧生成部10は内部電源供給用の
NMOS15を有しており、このNMOS15のドレイ
ンが電源電圧VCCに、ゲートがノードN11に、それ
ぞれ接続されている。そして、NMOS15のソースか
ら遅延手段(例えば、遅延部)20に、内部電源電圧I
VCCが供給されるようになっている。
【0008】遅延部20は、複数の信号反転部(例え
ば、インバータ)21,22,23,…,24を直列に
接続し、各インバータ21,22,23,…の出力側
に、遅延時間を大きくするためのMOS容量25,2
6,27,…を、それぞれ内部電源電圧IVCCまたは
接地電位GNDとの間に接続した構成となっている。イ
ンバータ21〜24は、いずれも同様の構成であり、例
えばインバータ21は、PMOS21aとNMOS21
bで構成されている。そして、PMOS21aのソース
が内部電源電圧IVCCに、NMOS21bのソースが
接地電位GNDに、それぞれ接続されている。PMOS
21aとNMOS21bのゲートは、共通接続されてイ
ンバータ21の入力側となっており、これらのPMOS
21aとNMOS21bのドレインが、共通接続されて
出力側となっている。MOS容量25〜27は、MOS
トランジスタのソース及びドレインを共通接続して、ゲ
ートとの間の静電容量を利用するものである。PMOS
によるMOS容量25,27が、インバータ21,23
の出力側と接地電位GNDとの間に接続され、NMOS
によるMOS容量26が、インバータ22の出力側と内
部電源電圧IVCCとの間に接続されている。この遅延
回路では、インバータ21の入力側に与えられた入力信
号INを、所定の時間だけ遅延させて、インバータ24
の出力側から出力信号OUTとして出力するようになっ
ている。
【0009】次に、動作を説明する。定電圧生成部10
内のPMOS11のゲートが接地電位GNDに接続され
ているので、このPMOS11は常にオン状態となり、
ノードN11にはPMOS11を介して電源電圧VCC
が印加される。一方、NMOS12〜14は、順方向の
ダイオード接続となっているので、これらの各NMOS
12〜14の端子間電圧は、一定の閾値電圧Vtnとな
っている。従って、NMOS12〜14の個数がM個
で、電源電圧VCCがこれらNMOS12〜14をオン
状態にして電流を流すことができる電圧であれば、ノー
ドN11の電圧V11は、 V11=M×Vtn となる。ノードN11は、NMOS15のゲートに接続
されているので、このNMOS15のソース側の電圧、
即ち内部電源電圧IVCCは、 IVCC=M×Vtn−Vtn=(M−1)×Vtn となる。従って、内部電源電圧IVCCは、電源電圧V
CCに拘らず一定の電圧となる。
【0010】この内部電源電圧IVCCは、遅延部20
に対する電源電圧として供給される。遅延部20の動作
は、図2の従来の遅延回路の動作と同様である。但し、
供給される電源電圧が一定の内部電源電圧IVCCとな
っているので、外部から与えられる電源電圧VCCの変
動に拘らず、一定の遅延時間を得ることができる。以上
のように、この第1の実施形態の遅延回路は、外部から
与えられる電源電圧VCCに拘らず、遅延部20に一定
の内部電源電圧IVCCを供給するための定電圧生成部
10を有する。これにより、電源電圧VCCに影響され
ずに一定の遅延時間を得ることができるという利点があ
る。
【0011】第2の実施形態 図3は、本発明の第2の実施形態を示す遅延回路の回路
図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この実施形態の遅延回路は、図1の第1
の実施形態の遅延回路に、昇圧手段(例えば、昇圧部)
30を付加した構成となっている。昇圧部30は、外部
電源電圧EVCCを一定の割合で上昇させて昇圧電圧B
VCCを出力するものであり、外部電源電圧EVCCが
電源電圧として供給されるインバータ31を有してい
る。インバータ31の入力側には、一定周波数のクロッ
ク信号CLKが与えられるようになっている。インバー
タ31の出力側には、キャパシタ32,34、及びダイ
オード33で構成された倍電圧整流回路が接続されてい
る。即ち、インバータ31の出力側には、キャパシタ3
2を介してダイオード33の陽極が接続され、このダイ
オード33の陰極が電源ノードN31に接続されてい
る。電源ノードN31と接地電位GNDの間には、キャ
パシタ34が接続されており、この電源ノードN31に
昇圧電圧BVCCが出力されて、定電圧生成部10に対
する電源電圧VCCとして与えられるようになってい
る。また、定電圧生成部10は、外部電源電圧EVCC
の平均値にほぼ等しい内部電源電圧IVCCを生成する
ように、回路定数が設定されている。その他の定電圧生
成部10及び遅延部20の構成は、図1の遅延回路と同
様である。
【0012】次に動作を説明する。昇圧部30におい
て、インバータ31の入力側にクロック信号CLKが与
えられると、このインバータ31の出力側には、ほぼ外
部電源電圧EVCCと接地電位GNDに交互に変化する
出力信号S31が出力される。出力信号S31は、キャ
パシタ32,34、及びダイオード33によって整流さ
れ、電源ノードN31に、外部電源電圧EVCCの約2
倍の昇圧電圧BVCCが出力される。昇圧電圧BVCC
は定電圧生成部10に与えられ、外部電源電圧EVCC
の平均値にほぼ等しい一定の内部電源電圧IVCCが生
成される。この内部電源電圧IVCCが遅延部20の電
源電圧として供給される。定電圧生成部10及び遅延部
20の動作は、図1の遅延回路の動作と同様である。
【0013】以上のように、この第2の実施形態の遅延
回路は、外部から供給される外部電源電圧EVCCを上
昇させて昇圧電圧BVCCを出力する昇圧部30と、こ
の昇圧電圧BVCCから一定の内部電源電圧IVCCを
生成して遅延部20に供給する定電圧生成部10とを有
している。これにより、外部電源電圧EVCCに影響さ
れずに一定の遅延時間を得ることができるという利点が
ある。更に、内部電源電圧IVCCは、外部電源電圧E
VCCの平均値にほぼ等しい電圧に設定されているの
で、遅延部20の入出力信号IN,OUTの信号レベル
を外部電源電圧EVCCに合わせることができるという
利点がある。なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の(a)〜(c)のようなものがある。 (a) 定電圧生成部10の構成は、図1及び図3の回
路に限定されず、一定の内部電源電圧IVCCを供給す
ることができるものであれば、どのような回路でも適用
可能である。 (b) 遅延部20で設定する遅延時間によっては、必
ずしもMOS容量25〜27を使用する必要は無い。 (c) 昇圧部30の構成は、図3の回路に限定され
ず、外部電源電圧EVCCを上昇させて昇圧電圧BVC
Cを出力することができるものであれば、どのような回
路でも適用可能である。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、外部の電源電圧の変動を吸収して一定の内部
電源電圧を生成する定電圧生成手段と、この内部電源電
圧によって駆動される遅延手段とを有しているので、外
部の電源電圧の変動に影響されず、一定の遅延時間を得
ることができる。第2の発明によれば、外部の電源電圧
を上昇させて昇圧電圧を出力する昇圧手段と、昇圧電圧
の電圧変動を吸収して外部電源電圧の平均値にほぼ等し
い一定の内部電源電圧を生成する定電圧生成手段と、こ
の内部電源電圧によって駆動される遅延手段とを有して
いる。これにより、外部の電源電圧の変動に影響され
ず、一定の遅延時間を得ることができる。しかも、内部
電源電圧が外部の電源電圧にほぼ等しく設定されている
ので、外部の電源電圧に合った遅延回路の入出力信号レ
ベルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す遅延回路の回路
図である。
【図2】従来の遅延回路の一構成例を示す回路図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す遅延回路の回路
図である。
【符号の説明】
10 定電圧生成部 20 遅延部 21〜24 インバータ 25〜27 MOS容量 30 昇圧部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から与えられる電源電圧の変動を吸
    収し、該電源電圧よりも低い一定の内部電源電圧を生成
    する定電圧生成手段と、 前記内部電源電圧によって駆動され、相補的な第1及び
    第2のレベルを有する入力信号が与えられ、該入力信号
    のレベルを反転して出力する信号反転部を複数段縦続接
    続して成る遅延手段とを、備えたことを特徴とする遅延
    回路。
  2. 【請求項2】 外部から与えられる電源電圧を一定の割
    合で上昇させて昇圧電圧を出力する昇圧手段と、 前記昇圧電圧が与えられ、該昇圧電圧の電圧変動を吸収
    して前記電源電圧の平均値にほぼ等しい一定の内部電源
    電圧を生成する定電圧生成手段と、 前記内部電源電圧によって駆動され、相補的な第1及び
    第2のレベルを有する入力信号が与えられ、該入力信号
    のレベルを反転して出力する信号反転部を複数段縦続接
    続して成る遅延手段とを、備えたことを特徴とする遅延
    回路。
JP9331558A 1997-12-02 1997-12-02 遅延回路 Withdrawn JPH11168362A (ja)

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Effective date: 20050301