JPH11232870A - Semiconductor memory element having back gate voltage controlling delay circuit - Google Patents

Semiconductor memory element having back gate voltage controlling delay circuit

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JPH11232870A
JPH11232870A JP10334685A JP33468598A JPH11232870A JP H11232870 A JPH11232870 A JP H11232870A JP 10334685 A JP10334685 A JP 10334685A JP 33468598 A JP33468598 A JP 33468598A JP H11232870 A JPH11232870 A JP H11232870A
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circuit
voltage
pulse
delay
delay circuit
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JP10334685A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Sukegawa
俊一 助川
Shinji Bessho
真次 別所
Tadashi Tachibana
正 橘
Hiroyuki Yoshida
博幸 吉田
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory element whose dependence on power source voltage is lowered and which has a delay circuit for accessing data at high speed. SOLUTION: A semiconductor memory element is provided with an address buffer 200, a pre-decoder circuit 202, a memory circuit 204, a main amplifier 216, an address transition detection(ATD) pulse generating circuit 204 and a pulse delaying circuit 208. Moreover, the element includes a voltage generator generating back voltage. The back gate voltage is supplied to the address transition (ATD) pulse generating circuit 204 and the pulse delaying circuit 208 as a low voltage source VBB. Since delay control of the address transition detection(ATD) pulse generating circuit 204 and the pulse delaying circuit 208 is made by the back gate voltage VBB, the dependence of the memory element on high voltage VDD is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、半導体
メモリ素子に関し、更に特定すれば、バック・ゲート電
圧(VBB)制御遅延回路(back gate voltage controlle
d delay circuit)を有する半導体メモリ素子に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to semiconductor memory devices, and more particularly, to a back gate voltage (V BB ) control delay circuit.
d delay circuit).

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体チップ、特にメモリ素子の供給電
圧を低下させ、電力消費を削減することは、益々有利に
なりつつある。その結果、供給電圧の低下および電力消
費の低減のために、対応するスケーリング方法を開発し
て集積回路用素子を形成している。スケーリング方法に
伴う問題の1つとして、トランジスタ素子のサブスレシ
ホルド電流(sub-threshold current) が非常に一定であ
るため、トランジスタ素子のスレシホルド電圧(VTH
がスケーリング方法に直接追従せず、スタンバイ漏れ電
流の最少化が図れないことがあげられる。この状況で
は、多くの素子において、信号アクセス時間の供給電圧
依存性が大きくなり、アクセス時間が遅くなる可能性が
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is becoming increasingly advantageous to reduce the supply voltage of semiconductor chips, especially memory devices, and to reduce power consumption. As a result, corresponding scaling methods have been developed to form integrated circuit devices in order to reduce supply voltage and power consumption. One of the problems with the scaling method is that the threshold voltage (V TH ) of the transistor element is very low because the sub-threshold current of the transistor element is very constant.
Does not directly follow the scaling method, and the standby leakage current cannot be minimized. In this situation, in many devices, the dependence of the signal access time on the supply voltage becomes large, and the access time may be delayed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、バック・ゲ
ート電圧(VBB)制御遅延回路を有する半導体メモリ素
子を開示し、従来技術の半導体メモリ素子の設計に対す
る優位性を得ようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention discloses a semiconductor memory device having a back gate voltage (V BB ) control delay circuit which seeks to have an advantage over prior art semiconductor memory device designs. It is.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、半導体メモリ素子は、アドレス・バッファを有す
る。プレデコーダ(pre-decoder) 回路がアドレス・バッ
ファの出力を受け取り、メモリ・アレイがプレデコーダ
回路の出力を受け取る。一方、主増幅器がメモリアレイ
の出力を受け取る。アドレス遷移検出(ATD:addres
s transition detector )パルス発生回路もアドレス・
バッファの出力を受け取り、パルス遅延回路がアドレス
遷移検出パルス発生回路の出力を受け取る。また、パル
ス遅延回路は、主増幅信号を主増幅器に供給する。更
に、前述のメモリ素子は、バック・ゲート電圧を発生す
る電圧発生器を含む。バック・ゲート電圧は、低電圧源
(VBB)として、アドレス遷移検出(ATD)パルス発
生回路およびパルス遅延回路に供給される。アドレス遷
移検出(ATD)パルス発生器およびパルス遅延回路が
有する遅延は、バック・ゲート電圧(VBB)によって制
御され、メモリ素子の高電圧源(VDD)に対する依存性
が低下する。
According to one aspect of the present invention, a semiconductor memory device has an address buffer. A pre-decoder circuit receives the output of the address buffer, and a memory array receives the output of the pre-decoder circuit. Meanwhile, the main amplifier receives the output of the memory array. Address transition detection (ATD: addres
s transition detector) The pulse generation circuit is also
The output of the buffer is received, and the pulse delay circuit receives the output of the address transition detection pulse generation circuit. The pulse delay circuit supplies the main amplified signal to the main amplifier. Further, the aforementioned memory device includes a voltage generator for generating a back gate voltage. The back gate voltage is supplied as a low voltage source (V BB ) to an address transition detection (ATD) pulse generation circuit and a pulse delay circuit. The delay of the address transition detection (ATD) pulse generator and pulse delay circuit is controlled by the back gate voltage (V BB ), reducing the dependence of the memory element on the high voltage source (V DD ).

【0005】本発明の技術的利点は、電源電圧に対する
依存性が低く、データ・アクセス時間の高速化を実現可
能とする遅延回路を提供することにある。
A technical advantage of the present invention is to provide a delay circuit which has low dependency on a power supply voltage and can realize a high data access time.

【0006】更に、遅延回路は、電圧可変レベル変換器
(voltage swing level converter)、およびVBB−VDD
電圧可変遅延回路によって構成されている。この遅延回
路は、メモリ・アレイのバック・ゲート電圧と同じ電圧
源(VBB)を用いることができる。更に、遅延回路は、
電圧レベル調整機能を有する独立したVBB発生器を用
い、プロセス・パラメータの変動を無視することができ
る。
Further, the delay circuit is a voltage variable level converter.
(voltage swing level converter), and V BB -V DD
It is constituted by a voltage variable delay circuit. This delay circuit can use the same voltage source (V BB ) as the back gate voltage of the memory array. Furthermore, the delay circuit
A separate V BB generator with voltage level adjustment can be used and process parameter variations can be ignored.

【0007】本発明の更なる技術的利点は、図面、詳細
な説明および特許請求の範囲から明白となろう。
[0007] Further technical advantages of the present invention will be apparent from the drawings, detailed description and claims.

【0008】また、本発明およびその利点に対する理解
は、添付図面に関連付けた以下の説明を参照することに
より、一層深めることができよう。尚、図面では、同様
の参照番号は同様の構造を示すものとする。
[0008] The invention and its advantages may be better understood with reference to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals indicate like structures.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、ダイナミック・ランダム
・アクセス・メモリ(DRAM)素子の従来のアドレス
・アクセス(tAA)経路の回路図である。図示のよう
に、アドレス・バッファ10に外部アドレス(Ax)を
与える。アドレス・バッファ10は、プレデコーダ回路
12およびアドレス遷移検出(ATD)回路14に結合
されている。プレデコーダ回路12は、Y−デコーダ回
路16に結合され、Y−デコーダ回路16は、メモリ・
アレイ18に結合されている。メモリ・アレイ18は、
I/Oスイッチ20に出力を供給し、一方I/Oスイッ
チ20は、信号を主増幅器22に供給する。ATD回路
14も信号を主増幅器22に供給する。主増幅器22
は、出力バッファ24に出力を供給し、一方出力増幅器
24は外部出力(DQ)を与える。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional address access (tAA) path for a dynamic random access memory (DRAM) device. As shown, an external address (Ax) is provided to the address buffer 10. Address buffer 10 is coupled to predecoder circuit 12 and address transition detection (ATD) circuit 14. The pre-decoder circuit 12 is coupled to a Y-decoder circuit 16, and the Y-decoder circuit 16
It is coupled to an array 18. The memory array 18
It provides an output to I / O switch 20, while I / O switch 20 provides a signal to main amplifier 22. The ATD circuit 14 also supplies a signal to the main amplifier 22. Main amplifier 22
Supplies the output to an output buffer 24, while the output amplifier 24 provides an external output (DQ).

【0010】図1は、DRAMの典型的なアドレス・ア
クセス(tAA)経路を示す。外部アドレス(Ax)が
切り替えられた後、アドレス・バッファ10(AI)の
出力信号が供給される。信号(AI)は、プレデコーダ
回路12およびATD回路14双方に接続される。した
がって、アクセス経路は、この位置において2経路に分
割されることになる。一方の経路は、メモリ・アレイ1
8を通過し、メモリ・アレイ18は、AY、YS、IO
対、MIO対という、主増幅器22に達する信号を用い
る。信号(AY)は、プレデコーダ回路12の出力信号
であり、Y−デコーダ回路16に供給される。Y−デコ
ーダ回路16は、Y−選択ライン上の信号(YS)をメ
モリ・アレイ18内に送り込み、メモリ・アレイ18内
のセンス・アンプの1つを選択する。選択されたセンス
・アンプは、IO対およびMIO対ライン上のI/Oス
イッチ20を介して、データを主増幅器22に送り込
む。図1から理解できるように、メモリ・アレイ経路の
遅延時間は、長い信号ラインのRC遅延をその主成分と
する。
FIG. 1 shows a typical address access (tAA) path for a DRAM. After the external address (Ax) is switched, the output signal of the address buffer 10 (AI) is supplied. The signal (AI) is connected to both the predecoder circuit 12 and the ATD circuit 14. Therefore, the access path is divided into two paths at this position. One path is for memory array 1
8 and the memory array 18 contains AY, YS, IO
Signals that reach the main amplifier 22, called MIO pairs, are used. The signal (AY) is an output signal of the pre-decoder circuit 12 and is supplied to the Y-decoder circuit 16. The Y-decoder circuit 16 sends the signal (YS) on the Y-select line into the memory array 18 and selects one of the sense amplifiers in the memory array 18. The selected sense amplifier feeds data to main amplifier 22 via I / O switch 20 on the IO pair and MIO pair lines. As can be understood from FIG. 1, the delay time of the memory array path is mainly composed of the RC delay of a long signal line.

【0011】他方の信号経路は、ATD経路である。A
TD回路14の出力信号(MA)は、主増幅器22のイ
ネーブル信号である。信号(MA)は、メモリ・アレイ
18からのデータを待たなければならず、MIO対が十
分な電圧差を発生したときに、主増幅器22をイネーブ
ルする。尚、ATD経路の遅延は、固有の回路遅延をそ
の主成分とすることは理解されよう。図1のメモリ素子
に対するアクセス時間は、本質的に信号(MA)に対応
する。(MA)が速ければ、アクセス時間も速くなる
が、MAはMIOデータが得られた後に発生しなければ
ならないので、MIOの速度によって制限される。した
がって、MIOからMAまでのタイミング・マージンを
最少にすることによって、高速アクセス時間を達成する
設計が可能となる。
The other signal path is an ATD path. A
The output signal (MA) of the TD circuit 14 is an enable signal for the main amplifier 22. The signal (MA) must wait for data from the memory array 18 and enable the main amplifier 22 when the MIO pair has developed a sufficient voltage difference. It should be understood that the delay of the ATD path is mainly composed of an inherent circuit delay. The access time for the memory element of FIG. 1 essentially corresponds to the signal (MA). The faster (MA), the faster the access time, but the MA must occur after the MIO data has been obtained and is therefore limited by the speed of the MIO. Thus, by minimizing the timing margin from MIO to MA, it is possible to design to achieve fast access times.

【0012】しかしながら、タイミング・マージンを最
少にする設計に伴う問題として、前述の回路が経路にア
クセスする際の遅延時間の電源電圧依存性があげられ
る。メモリ・アレイ経路にはRC遅延が含まれるので、
電源電圧に対する依存性は比較的低い。しかしながら、
ATD経路には回路遅延が含まれるので、電源電圧に対
する依存性が比較的大きい。その結果、高電圧状態にお
いてマージンが最少となるようにMIOおよびMAタイ
ミングを設計しても、ATD経路の電圧依存性が大きい
と、低電圧状態においてタイミング・マージンが大きく
なる。したがって、本発明は、電源電圧に対する依存性
が低く、アクセス時間の高速化を実現可能にする遅延回
路を提供する。
However, as a problem associated with the design for minimizing the timing margin, there is a dependency on the power supply voltage of the delay time when the above-mentioned circuit accesses the path. Since the memory array path includes an RC delay,
The dependence on the power supply voltage is relatively low. However,
Since the ATD path includes a circuit delay, the dependency on the power supply voltage is relatively large. As a result, even if the MIO and MA timings are designed such that the margin is minimized in the high voltage state, if the voltage dependence of the ATD path is large, the timing margin will be large in the low voltage state. Therefore, the present invention provides a delay circuit which has low dependency on a power supply voltage and which can realize a shortened access time.

【0013】図2Aおよび図2Bは、電源電圧に対する
低依存性を実現することが可能な遅延回路の回路図であ
る。図2Aに示すように、反転器30および反転器32
が、抵抗34に直列に結合されている。入力信号は、N
ORゲート36の一方の入力に供給されると共に、この
入力信号は抵抗34を通過する。NORゲート36の出
力は反転器38に供給され、更に反転器38はこの信号
を抵抗40に供給する。次に、入力信号は、他のNOR
ゲート42に入力として供給される。NORゲート42
は、抵抗40上の電圧も受け取る。図2Aの回路は、遅
延回路において抵抗性素子(拡散層抵抗のような)を用
いる。通常、この回路は、抵抗34および40が大きな
表面積を占め、電圧依存性を十分に低下させる必要があ
る。その結果、この回路は低依存性を実現するが、レイ
アウト面積が大きくなるという問題を発生する。このレ
イアウト面積は、供給電圧に対する低依存性を実現する
トランジスタ遅延回路と比較すると、2ないし3倍大き
くなる。
FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams of a delay circuit capable of realizing low dependency on a power supply voltage. As shown in FIG. 2A, inverters 30 and 32
Are coupled in series with the resistor 34. The input signal is N
The input signal is supplied to one input of an OR gate 36 and the input signal passes through a resistor 34. The output of NOR gate 36 is provided to inverter 38, which in turn provides this signal to resistor 40. Next, the input signal is
It is provided as an input to a gate 42. NOR gate 42
Also receives the voltage on the resistor 40. The circuit of FIG. 2A uses a resistive element (such as a diffused layer resistor) in the delay circuit. Normally, this circuit requires that the resistors 34 and 40 occupy a large surface area and sufficiently reduce the voltage dependence. As a result, this circuit realizes low dependency, but has a problem that the layout area becomes large. This layout area is two to three times larger than a transistor delay circuit that achieves low dependence on the supply voltage.

【0014】図2Bは、別の回路を示す。この回路は反
転器44を有し、これがP−チャネル・トランジスタ4
6およびN−チャネル・トランジスタ48の対に供給を
行う。一方NORゲート50が、入力信号、およびトラ
ンジスタ対46,48の出力を受け取る。NORゲート
50の出力は、別の対であるP−チャネル・トランジス
タ52およびN−チャネル・トランジスタ54に供給さ
れ、一方これらのトランジスタ対は入力をNORゲート
56に供給する。図示のように、NORゲート56の他
方の入力が、入力信号となっている。この回路にも問題
がある。通常、図2Bの回路は、遅延素子に低スレシホ
ルド電圧トランジスタを用いる。このようなトランジス
タを用いると、スケーリング方法に追従するのと同じ影
響が現れる。その結果、大きなスタンバイ漏れ電流の問
題、およびスレシホルド電圧を高めるための追加プロセ
ス・ステップを必要とするという問題が生ずる。
FIG. 2B shows another circuit. This circuit has an inverter 44, which is a P-channel transistor 4
6 and N-channel transistor 48. On the other hand, NOR gate 50 receives the input signal and the output of transistor pair 46,48. The output of NOR gate 50 is provided to another pair, P-channel transistor 52 and N-channel transistor 54, while these transistor pairs provide inputs to NOR gate 56. As shown, the other input of the NOR gate 56 is an input signal. This circuit also has problems. Typically, the circuit of FIG. 2B uses a low threshold voltage transistor for the delay element. The use of such a transistor has the same effect as following the scaling method. The result is a problem of large standby leakage currents and the need for additional process steps to increase the threshold voltage.

【0015】図3は、本発明にしたがって構成された遅
延回路のブロック図である。図示のように、この遅延回
路は、電圧可変レベル変換器60を含み、これが入力信
号(IN)を受け取る。レベル変換器60は、出力信号
(N1)を遅延回路62に供給する。一方、遅延回路6
2は、図示のように、出力信号(OUT)を与える。電
圧可変レベル変換器60および遅延回路62双方は、バ
ック・ゲート電圧VBBを低電源として受け取る。動作
中、電圧可変レベル変換器60は、中間信号(N1)に
おいて、入力信号(IN)の電圧可変範囲をVSS−VDD
からVBB−VDDに変更する。すると、遅延回路62は、
BB−VDDの信号可変範囲で動作する。
FIG. 3 is a block diagram of a delay circuit constructed according to the present invention. As shown, the delay circuit includes a voltage variable level converter 60, which receives an input signal (IN). The level converter 60 supplies the output signal (N1) to the delay circuit 62. On the other hand, the delay circuit 6
2 provides an output signal (OUT) as shown. Both the voltage variable level converter 60 and the delay circuit 62 receive the back gate voltage VBB as a low power supply. During operation, the voltage variable level converter 60 changes the voltage variable range of the input signal (IN) to V SS −V DD in the intermediate signal (N1).
To change to the V BB -V DD from. Then, the delay circuit 62
It operates in the signal variable range of V BB -V DD .

【0016】図4は、本発明による図3の遅延回路の一
実施態様の回路図である。図4の回路は、図1のATD
回路14を形成することができる。図4に示すように、
レベル・シフタ回路64(図3のレベル変換器60と類
似する)が、遅延回路66に結合されている。レベル・
シフタ回路64は、反転器68,P−チャネル・トラン
ジスタ70,N−チャネル・トランジスタ72,N−チ
ャネル・トランジスタ74、P−チャネル・トランジス
タ76、および図示のように接続された2つのN−チャ
ネル・トランジスタ78,80を含む。これらの素子
は、図示のように、高電圧源VDDおよび低電圧源VBB
受け取る。レベル・シフタ回路64は、V SS−VDDの可
変範囲を有する入力信号(IN)を受け取り、この信号
を、VBB−VDDの可変範囲を有する信号に変換する。
FIG. 4 shows one embodiment of the delay circuit of FIG. 3 according to the present invention.
It is a circuit diagram of an embodiment. The circuit shown in FIG.
A circuit 14 can be formed. As shown in FIG.
Level shifter circuit 64 (similar to level converter 60 in FIG. 3)
Alike) is coupled to the delay circuit 66. level·
The shifter circuit 64 includes an inverter 68 and a P-channel transformer.
Transistor 70, N-channel transistor 72, N-ch
Channel transistor 74, P-channel transistor
76 and two N-channels connected as shown.
Including the channel transistors 78 and 80. These elements
Is a high voltage source VDDAnd low voltage source VBBTo
receive. The level shifter circuit 64 SS-VDDPossible
Receiving an input signal (IN) having a variable range;
And VBB-VDDInto a signal having a variable range of

【0017】遅延回路66は、P−チャネル・トランジ
スタ82およびN−チャネル・トランジスタ84を含
み、これらはレベル・シフタ回路64の出力を受け取
る。次いで、これらのトランジスタは、2つのP−チャ
ネル・トランジスタ88,90およびN−チャネル・ト
ランジスタ86,92に供給を行う。次の段は、P−チ
ャネル・トランジスタ94およびN−チャネル・トラン
ジスタ96を含む。また、トランジスタ100,10
2,104,106,108,110によって、同様の
構造が得られる。更に、トランジスタ112,114,
116,118,120,122によって、同様な構造
が備えられている。最後に、トランジスタ124,12
6,128が反転器130に供給を行う。遅延回路66
内部の素子は、レベル・シフタ64の出力のVBB−VDD
可変範囲を変換し、その出力を遅延させるように動作す
る。
The delay circuit 66 includes a P-channel transistor 82 and an N-channel transistor 84, which receive the output of the level shifter circuit 64. These transistors then feed two P-channel transistors 88,90 and N-channel transistors 86,92. The next stage includes a P-channel transistor 94 and an N-channel transistor 96. In addition, transistors 100 and 10
A similar structure is obtained by 2,104,106,108,110. Further, transistors 112, 114,
Similar structures are provided by 116, 118, 120, 122. Finally, transistors 124 and 12
6, 128 supply the inverter 130. Delay circuit 66
The internal elements are V BB −V DD of the output of the level shifter 64.
Operates to convert the variable range and delay its output.

【0018】図5は、図4の遅延回路との比較が可能な
従来の遅延回路の一実施態様の回路図である。図5の回
路の機能は、レベル・シフタ回路140およびVSS−V
DDの電圧可変レベルを除いて、図4のそれと同様であ
る。図5に示すように、レベル・シフタ回路140は、
遅延回路142に接続されている。レベル・シフタ回路
140は、反転器144、および図示のように相互接続
されているトランジスタ146,148,150,15
2,154,156を含む。この段は、遅延回路142
に供給を行う。遅延回路142は、P−チャネル・トラ
ンジスタ158,164,166,170,176,1
78,182,188,190およびN−チャネル・ト
ランジスタ160,162,168,172,174,
180,184,186,192を含む。これらのトラ
ンジスタは、図示のように相互接続され、反転器194
に供給を行う。反転器194は、当該回路の出力信号
(OUT)を与える。図からわかるように、図4および
図5の主な相違は、レベル・シフタ回路140の構造、
およびN−チャネル・トランジスタのソース端子がVBB
ではなくVSSに接続されている点にある。これらの相違
により、図4の回路は、遅延時間の電源電圧に対する依
存性を低下させた動作が可能となる。
FIG. 5 is a circuit diagram of one embodiment of a conventional delay circuit which can be compared with the delay circuit of FIG. The function of the circuit of FIG. 5 is as follows: level shifter circuit 140 and V SS -V
It is the same as that of FIG. 4 except for the voltage variable level of DD . As shown in FIG. 5, the level shifter circuit 140
It is connected to the delay circuit 142. The level shifter circuit 140 includes an inverter 144 and transistors 146, 148, 150, 15 interconnected as shown.
2,154,156. This stage includes a delay circuit 142
Is supplied. Delay circuit 142 includes P-channel transistors 158, 164, 166, 170, 176, 1
78,182,188,190 and N-channel transistors 160,162,168,172,174,
180, 184, 186, 192. These transistors are interconnected as shown, and inverter 194
Is supplied. Inverter 194 provides an output signal (OUT) of the circuit. As can be seen, the main differences between FIGS. 4 and 5 are the structure of the level shifter circuit 140,
And the source terminal of the N-channel transistor is V BB
Rather than being connected to V SS . Due to these differences, the circuit in FIG. 4 can operate with reduced dependency of the delay time on the power supply voltage.

【0019】図6は、図4および図5の回路について、
遅延時間の電圧依存性を示す電圧対時間のグラフであ
る。図示のように、電源電圧レベルが落下する際の遅延
変化は、図4の回路の方が図5の回路よりも小さい。こ
の例では、トランジスタのパラメータは、双方の回路に
対して同じ遅延が得られるように設計され、VDDは3.
7ボルトに等しい。破線は図5の従来の回路の特性を示
し、実線は図4の回路を示す。図6に示すように、電源
電圧を低下させ、VDDが2.9ボルトに等しくなるよう
にした場合、遅延に大きな差が現れる。図4の回路は、
図5の従来の回路よりも遅延が短くなっている。これが
意味するのは、図4の回路は、回路遅延に関しては、電
源電圧に対する依存性が低いということである。図6の
グラフは、バック・ゲート電圧(VBB)が−1.0ボル
トの場合について作成したものである。バック・ゲート
電圧(VBB)の変動は、いかなるものであっても、図4
の回路の効果的な動作に影響を与え得るということは、
認識されている関心事である。
FIG. 6 shows the circuit of FIGS. 4 and 5
6 is a graph of voltage versus time showing voltage dependence of delay time. As shown, the delay change when the power supply voltage level drops is smaller in the circuit of FIG. 4 than in the circuit of FIG. In this example, the transistor parameters are designed so that the same delay is obtained for both circuits, and V DD is 3.
Equivalent to 7 volts. The broken line shows the characteristics of the conventional circuit of FIG. 5, and the solid line shows the circuit of FIG. As shown in FIG. 6, when the power supply voltage is reduced to make V DD equal to 2.9 volts, a large difference in delay appears. The circuit of FIG.
The delay is shorter than that of the conventional circuit of FIG. This means that the circuit of FIG. 4 is less dependent on power supply voltage with respect to circuit delay. The graph of FIG. 6 is created for the case where the back gate voltage (V BB ) is -1.0 volt. Regardless of the variation of the back gate voltage (V BB ), FIG.
Can affect the effective operation of the circuit
A recognized concern.

【0020】図7は、図4の回路の遅延比率のバック・
ゲート電圧(VBB)依存性について、その一形態を示す
図である。所与のバック・ゲート電圧(VBB)につい
て、V DDを3.7ボルトから2.9ボルトに変化させた
場合の遅延比率を判定した。図7に示すように、遅延時
間のVBBレベル依存性は、VBBが−1ボルト以下の場合
には、無視し得る程度である。
FIG. 7 shows the delay ratio of the circuit of FIG.
Gate voltage (VBBShows one form of dependency
FIG. For a given back gate voltage (VBBAbout)
And V DDWas changed from 3.7 volts to 2.9 volts
The delay ratio in the case was determined. As shown in FIG.
V betweenBBThe level dependency is VBBIs less than -1 volt
Is negligible.

【0021】トランジスタの駆動電流は、以下の式で表
すことができる。
The driving current of the transistor can be expressed by the following equation.

【数1】 ここで、VGSは、図5のような遅延回路(従来の回路)
におけるVDDに等しい。したがって、ID変化率は、以
下に表すように電源電圧に依存する。
(Equation 1) Here, V GS is a delay circuit as shown in FIG. 5 (conventional circuit)
Equal to V DD at Therefore, the ID change rate depends on the power supply voltage as shown below.

【数2】 (Equation 2)

【0022】図6の従来の遅延回路のシミュレーション
に、次のような明確な条件を仮定する。
The following clear conditions are assumed in the simulation of the conventional delay circuit shown in FIG.

【数3】 VDD1 =2.9V、VDD2 =3.7V、VTH=0.8V (3) すると、V DD1 = 2.9 V, V DD2 = 3.7 V, V TH = 0.8 V (3)

【数4】 (Equation 4)

【0023】この結果は、2.9ボルト条件におけるト
ランジスタの駆動電流が、図5の従来の遅延回路におけ
る3.7ボルト条件と比較して、駆動電流の52.4%
を駆動するのみであることを意味する。
The result is that the drive current of the transistor under the 2.9 volt condition is 52.4% of the drive current as compared with the 3.7 volt condition in the conventional delay circuit of FIG.
Means only to drive.

【0024】しかしながら、図4の遅延回路に対する同
じ仮定を以下に与える。
However, the same assumptions for the delay circuit of FIG. 4 are given below.

【数5】 VDD1 =2.9V−(VBB)=2.9V−(−1V)=3.9V VDD2 =3.7V−(VBB)=3.7V−(−1V)=4.7V (5) VTH=0.8VV DD1 = 2.9 V− (V BB ) = 2.9 V − (− 1 V) = 3.9 V V DD2 = 3.7 V− (V BB ) = 3.7 V − (− 1 V) = 4 0.7V (5) V TH = 0.8V

【数6】 (Equation 6)

【0025】これらの式からわかるように、VBBを低供
給電圧として有する図4の回路は、2.9ボルト条件で
は、3.7ボルト条件に対して63.2%の駆動電流で
トランジスタを駆動する。
As can be seen from these equations, the circuit of FIG. 4 with V BB as the low supply voltage requires the transistor to operate at 63.2% drive current at 2.9 volts versus 3.7 volts. Drive.

【0026】この比較が意味するのは、図4の遅延回路
は、図5の回路に比較して、電源電圧の変動に対する遅
延時間の依存性が低いということである。前述のよう
に、V BBレベルはこの分析の間一定であると仮定したこ
とに懸念がある。しかしながら、VBBは通常ブート・ポ
ンピング回路によって発生され、VBBレベルは、VDD
ベルに対する依存性を有する。しかしながら、ポンプさ
れたVBBレベルの依存性は、VDDレベルに線形に比例せ
ず、この依存性は通常VDDに対して小さい。また、DR
AMの中には、基準電圧レギュレータを用いてVBBを非
常に安定に制御し、メモリ・セル・アレイの電界を一定
に保ち、高いポーズ・リフレッシュ特性(pause refresh
characteristic)を得るものもある。したがって、VBB
を一定であると仮定しても、回路の性能には重大な影響
を及ぼすことはない。
This comparison means that the delay circuit of FIG.
Is slower than the circuit of FIG.
This means that the dependence of the delay time is low. As mentioned above
And V BBLevels were assumed to be constant during this analysis.
And there is concern. However, VBBIs the normal boot port
Generated by theBBLevel is VDDLes
Has a dependency on the bell. However, the pump
VBBThe level dependency is VDDLinearly proportional to the level
And this dependency is usually VDDSmall against. Also, DR
AM uses a reference voltage regulator toBBThe non
Always stable control, constant electric field of memory cell array
And high pause refresh characteristics (pause refresh
 characteristic). Therefore, VBB
Has a significant effect on circuit performance, even if
Does not affect.

【0027】図8は、本発明にしたがって構成されたメ
モリ素子の一実施形態のブロック図である。図示のよう
に、共通VBB電圧が、メモリ・アレイ、ATDパルス発
生器およびMAパルス遅延回路に供給される。図8のメ
モリ素子では、アドレス・バッファ200が外部アドレ
ス(Ax)を受け取り、プレデコーダ回路202および
ATDパルス発生器204に信号を供給する。バック・
ゲート電圧(VBB)発生器206が、VBB電圧をメモリ
・アレイ212、ならびにATDパルス発生器204お
よびMAパルス遅延回路208に供給する。Y−デコー
ダ210がメモリ・アレイ212に結合され、プレデコ
ーダ202からの信号を受け取る。メモリ・アレイ21
2は信号をI/Oスイッチ214に供給し、一方I/O
スイッチ214は信号を主増幅器216に送り込む。主
増幅器216は、MAパルス遅延回路208からの信号
を受け取り、信号を出力バッファ218に供給する。一
方、出力バッファ218は外部出力(DQ)を与える。
FIG. 8 is a block diagram of one embodiment of a memory device constructed according to the present invention. As shown, a common V BB voltage is provided to the memory array, ATD pulse generator and MA pulse delay circuit. In the memory device of FIG. 8, an address buffer 200 receives an external address (Ax) and supplies a signal to a predecoder circuit 202 and an ATD pulse generator 204. back·
A gate voltage (V BB ) generator 206 provides the V BB voltage to the memory array 212 and the ATD pulse generator 204 and MA pulse delay circuit 208. Y-decoder 210 is coupled to memory array 212 and receives signals from predecoder 202. Memory array 21
2 provides a signal to the I / O switch 214 while the I / O switch 214
Switch 214 feeds the signal to main amplifier 216. Main amplifier 216 receives the signal from MA pulse delay circuit 208 and supplies the signal to output buffer 218. On the other hand, output buffer 218 provides an external output (DQ).

【0028】図9Aおよび図9Bは、図8のATDパル
ス発生回路204の従来の実施態様および本発明による
実施態様の回路図である。図9Aに示すように、従来の
パルス発生回路220は、図示のように接続されたトラ
ンジスタを含み、Vssが低電源電圧として作用する。図
9Bに示すように、パルス発生回路222は、図示のよ
うに接続されたトランジスタを含み、VBBは殆どの部分
で低電源電圧として作用する。
FIGS. 9A and 9B are circuit diagrams of a conventional embodiment of the ATD pulse generation circuit 204 of FIG. 8 and an embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 9A, the conventional pulse generating circuit 220 includes a transistor connected as shown, V ss acts as a low power supply voltage. As shown in FIG. 9B, the pulse generation circuit 222 includes transistors connected as shown, and V BB acts as a low power supply voltage for the most part.

【0029】図10Aおよび図10Bは、図8のMAパ
ルス遅延回路208の従来の実施態様および本発明によ
る実施態様の回路図である。図10Aの回路224は従
来の回路であり、図10Bの回路226は本発明にした
がって構成されたものである。図示のように、2つの回
路の大きな相違は、回路224の低電圧源がVSSであ
り、一方回路226のそれはVBBであることである。
FIGS. 10A and 10B are circuit diagrams of a conventional embodiment of the MA pulse delay circuit 208 of FIG. 8 and an embodiment according to the present invention. The circuit 224 of FIG. 10A is a conventional circuit, and the circuit 226 of FIG. 10B is configured according to the present invention. As shown, the major difference between the two circuits is that the low voltage source of circuit 224 is V SS , while that of circuit 226 is V BB .

【0030】本発明によってもたらされた性能の改善を
示すために、図8のメモリ素子について、アドレス・ア
クセス(tAA)のアクセス速度シミュレーションを行
うことができる。このシミュレーションでは、ATDパ
ルス発生器204およびMAパルス遅延回路208は、
それぞれ、図9Aおよび図9Bならびに図10Aおよび
図10Bにおいて先に説明したように、本発明にしたが
って変更されている。トランジスタのパラメータは、高
アクセス速度条件において、双方の回路に同じ遅延速度
が得られるように設計されている。この条件では、VDD
は3.7ボルトに等しく、Taは0℃に等しく、トラン
ジスタ駆動電流には+3シグマの変動がある。
To illustrate the performance improvement provided by the present invention, an access speed simulation of address access (tAA) can be performed for the memory device of FIG. In this simulation, the ATD pulse generator 204 and MA pulse delay circuit 208
Each has been modified in accordance with the present invention as previously described in FIGS. 9A and 9B and FIGS. 10A and 10B. The parameters of the transistors are designed so that the same delay speed is obtained for both circuits under high access speed conditions. Under this condition, V DD
Is equal to 3.7 volts, Ta is equal to 0 ° C., and there is a +3 sigma variation in transistor drive current.

【0031】図11は、高アクセス速度条件における遅
延時間を比較した、シミュレーションの結果を示す電圧
対時間のグラフである。破線は図9Aおよび図10Aの
従来の回路を示し、実線は本発明による図9Bおよび図
10Bの回路を示す。図11に見られるように、双方の
アクセス速度は本質的に同一である。
FIG. 11 is a graph of voltage versus time showing the result of a simulation comparing delay times under high access speed conditions. The dashed line shows the conventional circuit of FIGS. 9A and 10A, and the solid line shows the circuit of FIGS. 9B and 10B according to the present invention. As can be seen in FIG. 11, both access speeds are essentially the same.

【0032】図12は、低アクセス速度条件における遅
延時間を比較した、シミュレーションの結果を示す電圧
対時間のグラフである。破線は、図9Aおよび図10A
の従来の回路を示し、実線は本発明による図9Bおよび
図10Bの回路を示す。低アクセス速度条件では、VDD
は2.9ボルトに等しく、Taは90℃に等しく、トラ
ンジスタ駆動電流は−3シグマの変動を有する。図12
に見られるように、tAAが約25ナノ秒の場合、本発
明による回路のアクセス速度は、従来の回路よりも約1
ナノ秒速い。尚、MA信号は、図11において、MIO
対が約140ミリボルト差となるときに活性化されるこ
とに注意されたい。これは、典型的に、MA信号が待つ
べき最少タイミング・マージンである。図12では、本
発明の回路は、MIO対が160ミリボルト差になる
と、MA信号を活性化する。したがって、なおも十分な
マージンを有する。しかしながら、従来の回路は、MI
O対が180ミリボルト差を有するときに、MA信号を
活性化する。これは、必要以上にかなり大きなマージン
であり、アクセス時間が更に遅くなる。
FIG. 12 is a voltage vs. time graph showing the result of a simulation comparing delay times under low access speed conditions. The dashed lines are shown in FIGS. 9A and 10A.
9B and FIG. 10B according to the present invention. Under low access speed conditions, V DD
Is equal to 2.9 volts, Ta is equal to 90 ° C., and the transistor drive current has a -3 sigma variation. FIG.
As can be seen, for a tAA of about 25 nanoseconds, the access speed of the circuit according to the invention is about one time lower than the conventional circuit.
Nanosecond fast. The MA signal is MIO in FIG.
Note that the pair is activated when the difference is about 140 millivolts. This is typically the minimum timing margin that the MA signal should wait for. In FIG. 12, the circuit of the present invention activates the MA signal when the MIO pair has a 160 millivolt difference. Therefore, it still has a sufficient margin. However, the conventional circuit uses MI
Activate the MA signal when the O pair has a 180 millivolt difference. This is a much larger margin than necessary, and the access time is even slower.

【0033】図13は、本発明にしたがって構成された
メモリ素子の他の実施形態のブロック図である。図示の
ように、アドレス・バッファ230、プレデコーダ23
2、ATDパルス発生器234、MAパルス遅延回路2
40、メモリ・アレイ244、Y−デコーダ242、I
/Oスイッチ246、主増幅器248および出力バッフ
ァ250が互いに接続され、図8のメモリ素子と同様に
動作する。しかしながら、図13のメモリ素子には2つ
のVBB発生器を含むという相違がある。第1のVBB発生
器236はATDパルス発生器234およびMAパルス
遅延回路240のためのものであり、第2のVBB発生器
238はメモリ・アレイ244のためのものである。メ
モリ・アレイ244のためのVBB発生器238は安定し
た一定電圧を発生することができ、一方遅延のためのV
BB発生器236は、図示のように、電圧レベル調整回路
を有することができる。電圧レベル調整回路は、例え
ば、レーザ溶融プログラミング(laser fused programmi
ng) によって実現することができる。したがって、この
回路は、ウエハ・プロセスが完了した後に、VBBレベル
を制御し、プロセス・パラメータの変動に対して遅延時
間(MAおよびMIO対タイミング・マージン)を調整
するために用いることができる。
FIG. 13 is a block diagram of another embodiment of the memory device constructed according to the present invention. As shown, the address buffer 230, the predecoder 23
2, ATD pulse generator 234, MA pulse delay circuit 2
40, memory array 244, Y-decoder 242, I
The / O switch 246, the main amplifier 248, and the output buffer 250 are connected to each other and operate in the same manner as the memory device of FIG. However, the difference is that the memory device of FIG. 13 includes two V BB generators. First V BB generator 236 is for ATD pulse generator 234 and MA pulse delay circuit 240, and second V BB generator 238 is for memory array 244. V BB generator 238 for memory array 244 can generate a stable constant voltage while V BB for delay
The BB generator 236 can include a voltage level adjustment circuit as shown. The voltage level adjusting circuit is, for example, a laser fused programmi.
ng). Thus, this circuit can be used to control the VBB level and adjust the delay time (MA and MIO vs. timing margin) for process parameter variations after the wafer process is completed.

【0034】以上、本発明について詳細に説明したが、
特許請求の範囲に規定される精神および範囲から逸脱す
ることなく、本発明に種々の変更、交換および変形が可
能であることは理解されよう。
Although the present invention has been described in detail,
It will be understood that various changes, substitutions and alterations can be made to the present invention without departing from the spirit and scope defined in the claims.

【0035】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)半導体メモリ素子であって、入力および出力を有
するアドレス・バッファと、前記アドレス・バッファの
前記出力を受け取るように結合されたプレデコーダ回路
と、前記プレデコーダ回路の出力を受け取るように結合
されたメモリ・アレイと、前記メモリ・アレイの出力を
受け取るように結合された主増幅器と、前記アドレス・
バッファの前記出力を受け取るように結合されたアドレ
ス遷移検出(ATD)パルス発生回路と、前記アドレス
遷移検出パルス発生回路の出力を受け取るように結合さ
れたパルス遅延回路であって、更に前記主増幅器に主増
幅信号を供給するように結合された前記パルス遅延回路
と、バック・ゲート電圧を発生する電圧発生器であっ
て、前記バック・ゲート電圧を前記メモリ・アレイ内の
セルに供給すると共に、前記アドレス遷移検出(AT
D)パルス発生回路および前記パルス遅延回路の低電圧
源として供給するように結合された前記電圧発生器とを
備え、前記アドレス遷移検出(ATD)パルス発生器お
よび前記パルス遅延回路が有する遅延が、前記バック・
ゲート電圧によって制御され、前記メモリ素子の高電圧
源に対する依存性が低い半導体メモリ素子。 (2)第1項記載の半導体メモリ素子において、前記パ
ルス遅延回路が、入力信号の可変範囲を、前記バック・
ゲート電圧と前記高電圧源との間の可変範囲を有する中
間信号に変換するように動作可能な電圧レベル可変範囲
変換回路と、前記中間信号を受け取り、遅延出力信号を
供給するように動作可能な遅延回路と、を備える半導体
メモリ素子。 (3)第2項記載の半導体メモリ素子において、前記電
圧レベル可変範囲変換回路はレベル・シフタ回路であ
り、前記遅延回路は非対称遅延回路である半導体メモリ
素子。 (4)第1項記載の半導体メモリ素子において、前記高
電圧源はVDDであり、前記バック・ゲート電圧は、DR
AM素子内のVBBである半導体メモリ素子。
With respect to the above description, the following items are further disclosed. (1) A semiconductor memory device, comprising an address buffer having an input and an output, a predecoder circuit coupled to receive the output of the address buffer, and coupled to receive an output of the predecoder circuit. A memory array, a main amplifier coupled to receive an output of the memory array, and an address memory.
An address transition detection (ATD) pulse generation circuit coupled to receive the output of the buffer; and a pulse delay circuit coupled to receive the output of the address transition detection pulse generation circuit. A pulse delay circuit coupled to provide a main amplified signal; and a voltage generator for generating a back gate voltage, the voltage generator providing the back gate voltage to cells in the memory array; Address transition detection (AT
D) a pulse generator and the voltage generator coupled to provide as a low voltage source of the pulse delay circuit, wherein the delay of the address transition detection (ATD) pulse generator and the pulse delay circuit comprises: Said back
A semiconductor memory device controlled by a gate voltage and having a low dependence on the high voltage source of the memory device. (2) The semiconductor memory device according to (1), wherein the pulse delay circuit sets the variable range of the input signal to
A voltage level variable range conversion circuit operable to convert to an intermediate signal having a variable range between a gate voltage and the high voltage source; and operable to receive the intermediate signal and provide a delayed output signal. And a delay circuit. (3) The semiconductor memory device according to (2), wherein the voltage level variable range conversion circuit is a level shifter circuit, and the delay circuit is an asymmetric delay circuit. (4) In the semiconductor memory device according to (1), the high voltage source is VDD , and the back gate voltage is DR.
A semiconductor memory device that is VBB in an AM device.

【0036】(5)半導体素子であって、入力および出
力を有するアドレス・バッファと、前記アドレス・バッ
ファの前記出力を受け取るように結合されたプレデコー
ダ回路と、前記プレデコーダ回路の出力を受け取るよう
に結合されたメモリ・アレイと、前記メモリ・アレイの
出力を受け取るように結合された主増幅器と、前記アド
レス・バッファの前記出力を受け取るように結合された
アドレス遷移検出(ATD)パルス発生回路と、前記ア
ドレス遷移検出パルス発生回路の出力に結合されたパル
ス遅延回路であって、更に、前記主増幅器に主増幅信号
を供給するように結合された前記パルス遅延回路と、第
1のバック・ゲート電圧を発生し、該第1のバック・ゲ
ート電圧を前記メモリ・アレイ内のセルに供給ように結
合された第1の電圧発生器と、第2のバック・ゲート電
圧を発生し、該第2のバック・ゲート電圧を前記アドレ
ス遷移検出(ATD)パルス発生回路および前記パルス
遅延回路に低電圧源として供給するように結合された第
2の電圧発生器とを備え、前記アドレス遷移検出(AT
D)パルス発生器および前記パルス遅延回路が有する遅
延が、前記バック・ゲート電圧によって制御され、前記
メモリ素子の高電圧源に対する依存性が低いこと半導体
メモリ素子。 (6)第5項記載の半導体メモリ素子において、前記第
2の電圧発生器が、電圧レベル調整回路を含み、これを
用いて前記第2のバック・ゲート電圧を調節し、これに
よって前記遅延を調整することが可能な半導体メモリ素
子。 (7)第5項記載の半導体メモリ素子において、前記パ
ルス遅延回路が、入力信号の可変範囲を、前記第2のバ
ック・ゲート電圧と前記高電圧源との間の可変範囲を有
する中間信号に変換するように動作可能な電圧レベル可
変範囲変換回路と、前記中間信号を受け取り、遅延出力
信号を供給するように動作可能な遅延回路と、を備える
半導体メモリ素子。 (8)第7項記載の半導体メモリ素子において、前記電
圧レベル可変範囲変換回路はレベル・シフタ回路であ
り、前記遅延回路は非対称遅延回路である半導体メモリ
素子。 (9)第5項記載の半導体メモリ素子において、前記高
電圧源はVDDであり、前記バック・ゲート電圧は、DR
AM素子内のVBBである半導体メモリ素子。
(5) A semiconductor device, an address buffer having an input and an output, a predecoder circuit coupled to receive the output of the address buffer, and an output of the predecoder circuit. A mains amplifier coupled to receive the output of the memory array; and an address transition detection (ATD) pulse generation circuit coupled to receive the output of the address buffer. A pulse delay circuit coupled to an output of the address transition detection pulse generation circuit, further comprising: a pulse delay circuit coupled to provide a main amplified signal to the main amplifier; and a first back gate. A first voltage coupled to generate a voltage and supply the first back gate voltage to cells in the memory array. A generator for generating a second back gate voltage and supplying the second back gate voltage to the address transition detection (ATD) pulse generation circuit and the pulse delay circuit as a low voltage source; And a second voltage generator, which detects the address transition (AT
D) A semiconductor memory device in which a delay of a pulse generator and the pulse delay circuit is controlled by the back gate voltage, and the memory device has low dependence on a high voltage source. (6) The semiconductor memory device according to (5), wherein the second voltage generator includes a voltage level adjusting circuit, and uses the voltage level adjusting circuit to adjust the second back gate voltage, thereby reducing the delay. A semiconductor memory element that can be adjusted. (7) The semiconductor memory device according to (5), wherein the pulse delay circuit changes a variable range of the input signal to an intermediate signal having a variable range between the second back gate voltage and the high voltage source. A semiconductor memory device comprising: a voltage level variable range conversion circuit operable to perform conversion; and a delay circuit operable to receive the intermediate signal and supply a delayed output signal. (8) The semiconductor memory device according to (7), wherein the voltage level variable range conversion circuit is a level shifter circuit, and the delay circuit is an asymmetric delay circuit. (9) In the semiconductor memory device according to (5), the high voltage source is VDD , and the back gate voltage is DR.
A semiconductor memory device that is VBB in an AM device.

【0037】(10)半導体メモリ素子は、アドレス・
バッファ200,230を有する。プレデコーダ回路2
02,232が、アドレス・バッファ200,230の
出力を受け取り、メモリ・アレイ212が、プレデコー
ダ回路の出力を受け取る。一方、主増幅器216,24
8がメモリ・アレイ212,244の出力を受け取る。
アドレス遷移検出(ATD)パルス発生回路204,2
34も、アドレス・バッファ200,230の出力を受
け取り、パルス遅延回路208,240は、アドレス遷
移検出パルス発生回路204,234の出力を受け取
る。また、パルス遅延回路208,240は、主増幅信
号を主増幅器216,248に供給する。メモリ素子
は、更に、バック・ゲート電圧を発生する電圧発生器2
06,236を含む。バック・ゲート電圧は、アドレス
遷移検出(ATD)パルス発生回路204,234およ
びパルス遅延回路208,240に、低電圧源(VBB
として供給される。アドレス遷移検出(ATD)パルス
発生器204,234およびパルス遅延回路208,2
40が有する遅延は、バック・ゲート電圧(VBB)によ
って制御され、メモリ素子の高電圧源(VDD)に対する
依存度が低い。
(10) The semiconductor memory element has an address
It has buffers 200 and 230. Predecoder circuit 2
02, 232 receive the output of the address buffers 200, 230, and the memory array 212 receives the output of the predecoder circuit. On the other hand, main amplifiers 216 and 24
8 receives the output of the memory arrays 212,244.
Address transition detection (ATD) pulse generation circuit 204, 2
34 also receives the outputs of the address buffers 200 and 230, and the pulse delay circuits 208 and 240 receive the outputs of the address transition detection pulse generation circuits 204 and 234. In addition, the pulse delay circuits 208 and 240 supply the main amplified signals to the main amplifiers 216 and 248. The memory element further comprises a voltage generator 2 for generating a back gate voltage.
06,236. The back gate voltage is supplied to the address transition detection (ATD) pulse generation circuits 204 and 234 and the pulse delay circuits 208 and 240 by a low voltage source (V BB ).
Supplied as Address transition detection (ATD) pulse generators 204 and 234 and pulse delay circuits 208 and 2
The delay that 40 has is controlled by the back gate voltage (V BB ) and is less dependent on the high voltage source (V DD ) of the memory device.

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

【図1】ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
(DRAM)素子の従来のアドレス・アクセス経路の回
路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional address access path of a dynamic random access memory (DRAM) device.

【図2】電源電圧に対する低依存性を実現することが可
能な遅延回路の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a delay circuit capable of realizing low dependency on a power supply voltage.

【図3】本発明にしたがって構成された遅延回路のブロ
ック図。
FIG. 3 is a block diagram of a delay circuit configured according to the present invention.

【図4】本発明による図3の遅延回路の一実施態様の回
路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of one embodiment of the delay circuit of FIG. 3 according to the present invention.

【図5】図4の遅延回路との比較が可能な従来の遅延回
路の一実施態様の回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram of one embodiment of a conventional delay circuit that can be compared with the delay circuit of FIG. 4;

【図6】図4および図5の回路について、遅延時間の電
圧依存性を示す電圧対時間のグラフ。
FIG. 6 is a voltage vs. time graph showing the voltage dependence of the delay time for the circuits of FIGS. 4 and 5;

【図7】図4の回路の遅延比率のバック・ゲート電圧
(VBB)依存性について、その一形態を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing one form of dependence of the delay ratio of the circuit of FIG. 4 on the back gate voltage (V BB ).

【図8】本発明にしたがって構成されたメモリ素子の一
実施形態のブロック図。
FIG. 8 is a block diagram of one embodiment of a memory device configured according to the present invention.

【図9】Aは図8のATDパルス発生回路の従来の実施
態様の回路図。Bは図8のATDパルス発生回路の本発
明による実施態様の回路図。
FIG. 9A is a circuit diagram of a conventional embodiment of the ATD pulse generation circuit of FIG. 8; 9B is a circuit diagram of an embodiment of the ATD pulse generation circuit of FIG. 8 according to the present invention.

【図10】Aは図8のMAパルス遅延回路の従来の実施
態様の回路図。Bは図8のMAパルス遅延回路の本発明
による実施態様の回路図。
FIG. 10A is a circuit diagram of a conventional embodiment of the MA pulse delay circuit of FIG. 8; FIG. 9B is a circuit diagram of an embodiment of the MA pulse delay circuit of FIG. 8 according to the present invention.

【図11】図8のメモリ回路について、高アクセス速度
状態における遅延時間を比較するシミュレーションの結
果を示す電圧対時間のグラフ。
11 is a graph of voltage versus time showing the result of a simulation comparing the delay time in the high access speed state for the memory circuit of FIG. 8;

【図12】図8のメモリ回路について、低速アクセス速
度状態における遅延時間を比較するシミュレーションの
結果を示す電圧対時間のグラフ。
12 is a voltage vs. time graph showing the result of a simulation comparing the delay time in the low access speed state for the memory circuit of FIG. 8;

【図13】本発明にしたがって構成されたメモリ素子の
他の実施形態のブロック図。
FIG. 13 is a block diagram of another embodiment of a memory device configured according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,200,230 アドレス・バッファ、 12,202,232 プレデコーダ回路、 14,204,234 アドレス遷移検出(ATD)パ
ルス発生器、 16,210,242 Y−デコーダ回路、 18,212,244 メモリ・アレイ、 20,214,246 I/Oスイッチ、 22,216,248 主増幅器、 24,218,250 出力バッファ、 30,32,38,44,68,130,142,14
4,194 反転器、 34,40 抵抗、 36,42,50,56 NORゲート、 46,52,70,76,82,88,90,94,1
58,164,166,170,176,178,18
2,188,190 P−チャネル・トランジスタ、 48,54,72,74,78,80,84,86,9
2,96,160,162,168,172,174,
180,184,186,192 N−チャネル・トラ
ンジスタ、 60 電圧可変レベル変換器、 62,66,142 遅延回路、 64,140 レベル・シフタ回路、 100,102,104,106,108,110,1
12,114,116,118,120,122,12
4,126,128,146,148,150,15
2,154,156 トランジスタ、 204,234 ATDパルス発生器、 206 バック・ゲート電圧(VBB)発生器、 208,240 パルス遅延回路、 224,226 回路、 236 第1のVBB発生器、 238 第2のVBB発生器。
10, 200, 230 address buffer, 12, 202, 232 pre-decoder circuit, 14, 204, 234 address transition detection (ATD) pulse generator, 16, 210, 242 Y-decoder circuit, 18, 212, 244 memory Array, 20,214,246 I / O switch, 22,216,248 main amplifier, 24,218,250 output buffer, 30,32,38,44,68,130,142,14
4,194 inverter, 34,40 resistor, 36,42,50,56 NOR gate, 46,52,70,76,82,88,90,94,1
58,164,166,170,176,178,18
2,188,190 P-channel transistors, 48,54,72,74,78,80,84,86,9
2,96,160,162,168,172,174,
180, 184, 186, 192 N-channel transistor, 60 voltage variable level converter, 62, 66, 142 delay circuit, 64, 140 level shifter circuit, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 1
12, 114, 116, 118, 120, 122, 12
4,126,128,146,148,150,15
2,154,156 transistor, 204,234 ATD pulse generator, 206 back gate voltage (V BB ) generator, 208,240 pulse delay circuit, 224,226 circuit, 236 first V BB generator, 238 2 VBB generator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘 正 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 (72)発明者 吉田 博幸 アメリカ合衆国 テキサス州プラノ,パト リシア アベニュー 6521 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Tadashi Tachibana 2350 Kihara, Miura-mura, Inashiki-gun, Ibaraki Pref.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体メモリ素子であって、 入力および出力を有するアドレス・バッファと、 前記アドレス・バッファの前記出力を受け取るように結
合されたプレデコーダ回路と、 前記プレデコーダ回路の出力を受け取るように結合され
たメモリ・アレイと、 前記メモリ・アレイの出力を受け取るように結合された
主増幅器と、 前記アドレス・バッファの前記出力を受け取るように結
合されたアドレス遷移検出(ATD)パルス発生回路
と、 前記アドレス遷移検出パルス発生回路の出力を受け取る
ように結合されたパルス遅延回路であって、更に前記主
増幅器に主増幅信号を供給するように結合された前記パ
ルス遅延回路と、 バック・ゲート電圧を発生する電圧発生器であって、前
記バック・ゲート電圧を前記メモリ・アレイ内のセルに
供給すると共に、前記アドレス遷移検出(ATD)パル
ス発生回路および前記パルス遅延回路の低電圧源として
供給するように結合された前記電圧発生器とを備え、 前記アドレス遷移検出(ATD)パルス発生器および前
記パルス遅延回路が有する遅延が、前記バック・ゲート
電圧によって制御され、前記メモリ素子の高電圧源に対
する依存性が低いことを特徴とする半導体メモリ素子。
1. A semiconductor memory device, comprising: an address buffer having an input and an output; a predecoder circuit coupled to receive the output of the address buffer; and receiving an output of the predecoder circuit. A mains amplifier coupled to receive the output of the memory array; and an address transition detection (ATD) pulse generation circuit coupled to receive the output of the address buffer. A pulse delay circuit coupled to receive the output of the address transition detection pulse generation circuit, the pulse delay circuit further coupled to provide a main amplified signal to the main amplifier; and a back gate voltage. Wherein the back gate voltage is applied to cells in the memory array. And an address transition detection (ATD) pulse generator, the voltage generator coupled to supply as a low voltage source of the address transition detection (ATD) pulse generation circuit and the pulse delay circuit; A semiconductor memory device, wherein a delay of the pulse delay circuit is controlled by the back gate voltage, and the memory device has low dependence on a high voltage source.
JP10334685A 1997-11-26 1998-11-25 Semiconductor memory element having back gate voltage controlling delay circuit Pending JPH11232870A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586986B2 (en) 2000-12-27 2003-07-01 Hynix Semiconductor Inc. Circuit for generating internal power voltage in a semiconductor device
JP2006517712A (en) * 2003-02-03 2006-07-27 マイクロン テクノロジー インコーポレイテッド Detection circuit for mixed asynchronous and synchronous memory operations
JP2006318647A (en) * 2006-08-21 2006-11-24 Nec Electronics Corp Semiconductor storage device
JP2007052903A (en) * 2005-08-17 2007-03-01 Qimonda Ag Semiconductor memory device

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