JPH11273341A - Semiconductor device and data processing system - Google Patents

Semiconductor device and data processing system

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Publication number
JPH11273341A
JPH11273341A JP10068010A JP6801098A JPH11273341A JP H11273341 A JPH11273341 A JP H11273341A JP 10068010 A JP10068010 A JP 10068010A JP 6801098 A JP6801098 A JP 6801098A JP H11273341 A JPH11273341 A JP H11273341A
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JP
Japan
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differential input
state
input buffer
signal
semiconductor device
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Withdrawn
Application number
JP10068010A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Ogata
宏孝 緒方
Sadayuki Morita
貞幸 森田
Hirofumi Zushi
弘文 厨子
Takanori Miyase
崇徳 宮瀬
Takahiro Sonoda
崇宏 園田
Haruko Kawachino
晴子 川内野
Kiyoshi Nagai
清 永井
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of a semiconductor device which has a differential input buffer between itself and an external interface circuit. SOLUTION: The semiconductor device has a differential input buffer 1 and a latch circuit 2 having its input connected to the output of the differential input buffer. The differential input buffer 1 has a differential input amplifier which inputs a reference potential Vref and an external signal IN differentially, a power switch Q5 which supplies a high-potential side current to the differential amplifier, and a 2nd power switch Q6 which supplies a low-potential side current to the differential input amplifier. A control circuit 3 controls the differential input buffer 1 into alternate active and inactive states according to the state of a synchronizing clock signal QCLKb and also controls the latch circuit 2 into input and latch states synchronously, so a through current is prevented from always passing through the differential input buffer 1, thereby reducing the power consumption of the semiconductor device.

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、外部とのインタフ
ェース回路に差動入力バッファを有する半導体装置に係
り、特に差動入力バッファの電力消費を低減する技術に
関し、例えば、SDRAM(シンクロナス・ダイナミッ
ク・ランダム・アクセス・メモリ)に適用して有効な技
術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a differential input buffer in an external interface circuit, and more particularly to a technique for reducing the power consumption of a differential input buffer. (Random access memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリモジュール向けの小信号振幅イン
タフェースとしてSSTL(Stub Series Terminated t
ransceiver Logic)がある。このインタフェース仕様に
代表される小信号振幅インタフェースを半導体装置で実
現する場合、外部とのインタフェース回路に差動入力バ
ッファを採用することができる。例えば、SSTLイン
タフェースでは、Vref(≒Vcc×0.45)を参
照電位とし、半導体装置の外部入力初段に、カレントミ
ラー型の差動アンプを設け、入力信号を高速にCMOS
レベルに変換し、後段にて入力データをラッチ回路にラ
ッチするように構成されている。
2. Description of the Related Art As a small signal amplitude interface for memory modules, SSTL (Stub Series Terminated t
ransceiver Logic). When a small signal amplitude interface represented by this interface specification is realized by a semiconductor device, a differential input buffer can be employed for an external interface circuit. For example, in the SSTL interface, Vref (≒ Vcc × 0.45) is used as a reference potential, a current mirror type differential amplifier is provided in the first stage of an external input of a semiconductor device, and an input signal can be input to a CMOS at a high speed.
The level is converted to a level, and the input data is latched by a latch circuit at a subsequent stage.

【0003】尚、SSTLインタフェース仕様を有する
半導体装置について記載された文献の例として、H.8
EIAJ ED−5512、3.3V用スタブ直列終
端型論理標準機能仕様がある。
As an example of a document describing a semiconductor device having the SSTL interface specification, H. 8
There is an EIAJ ED-5512, 3.3V stub series terminated logic standard functional specification.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外部イ
ンタフェース仕様に前記SSTLインタフェース仕様が
採用された半導体装置において、外部との信号インタフ
ェース回路の全てが入力初段バッファに前記カレントミ
ラー型差動アンプを有し、それらは常に入力動作可能に
されていなければならない。前記カレントミラー型差動
アンプを動作可能に維持するために常に動作電流を流し
つづけると、それによって半導体装置、更にはシステム
全体の電力消費量が大きくなり過ぎることが本発明者に
よって見出された。
However, in a semiconductor device in which the SSTL interface specification is adopted as the external interface specification, all of the external signal interface circuits have the current mirror type differential amplifier in the input first stage buffer. , They must always be input enabled. It has been found by the present inventor that if the operating current is continuously supplied to keep the current mirror type differential amplifier operable, the power consumption of the semiconductor device and further the entire system becomes excessively large. .

【0005】本発明の目的は、外部とのインタフェース
回路に差動入力バッファを有する半導体装置の電力消費
を低減することにある。
An object of the present invention is to reduce power consumption of a semiconductor device having a differential input buffer in an external interface circuit.

【0006】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application.

【0008】〔1〕半導体装置は、外部信号の入力イン
タフェース回路である差動入力バッファ(1)と前記差
動入力バッファの出力に入力が接続されたラッチ回路
(2)とを有し、クロック同期動作する。前記差動入力
バッファは、一方の差動入力を参照電位(Vref)と
し他方の差動入力を外部信号(IN)とする差動入力ア
ンプと、前記差動入力アンプに高電位側電源を供給する
第1のパワースイッチトランジスタ(Q5)と、前記差
動入力アンプに低電位側電源を供給する第2のパワース
イッチトランジスタ(Q6)とを有する。差動入力バッ
ファ及びラッチ回路を制御する制御回路(3)は、入力
動作用の同期クロック信号(QCLKb)の第1の状態
に同期して前記第1及び第2のパワースイッチトランジ
スタをオン状態に制御して差動入力バッファを活性化す
ると共に前記ラッチ回路を入力動作可能とし、入力動作
用の同期クロック信号の第2の状態に同期して前記第1
及び第2のパワースイッチトランジスタをオフ状態に制
御して差動入力バッファを非活性化すると共に前記ラッ
チ回路をデータラッチ状態に制御する。
[1] A semiconductor device has a differential input buffer (1), which is an input interface circuit for external signals, and a latch circuit (2) having an input connected to the output of the differential input buffer. Operate synchronously. The differential input buffer supplies a differential input amplifier having one differential input as a reference potential (Vref) and the other differential input as an external signal (IN), and a high potential side power supply to the differential input amplifier. And a second power switch transistor (Q6) for supplying low-potential-side power to the differential input amplifier. A control circuit (3) that controls the differential input buffer and the latch circuit turns on the first and second power switch transistors in synchronization with the first state of the input operation synchronous clock signal (QCLKb). Control to activate the differential input buffer and enable the latch circuit to perform the input operation. The first circuit is synchronized with the second state of the synchronous clock signal for the input operation.
And controlling the second power switch transistor to an off state to inactivate the differential input buffer and control the latch circuit to a data latch state.

【0009】上記により、入力動作用の同期クロック信
号の状態に応じて差動入力バッファを交互に活性、非活
性に制御できるから、これによって、差動入力バッファ
に流れる貫通電流を少なくすることができる。
As described above, the differential input buffer can be alternately activated and deactivated in accordance with the state of the synchronous clock signal for the input operation, thereby reducing the through current flowing through the differential input buffer. it can.

【0010】また、差動入力バッファは高電位側及び低
電位側の双方の電源供給系にパワースイッチを有し、当
該バッファの活性/非活性化制御では、双方のパワース
イッチを並列的にスイッチ動作させるから、差動入力バ
ッファが非活性化されたとき当該バッファの出力の不所
望な反転や大きな変動などを最小限に抑えることができ
る。したがって、ラッチ回路のラッチ動作に対して差動
入力バッファの非活性化タイミングを遅延させることを
要せず、ラッチ回路のラッチタイミングと差動入力バッ
ファの非活性化タイミングとの制御が簡単になり、しか
も差動入力バッファの動作期間を極力短くでき低消費電
力化の観点からも優れている。
Further, the differential input buffer has power switches on both the high potential side and the low potential side power supply systems, and in the activation / deactivation control of the buffer, both power switches are switched in parallel. Since the differential input buffer is activated, undesired inversion or large fluctuation of the output of the differential input buffer when the buffer is inactivated can be minimized. Therefore, it is not necessary to delay the deactivation timing of the differential input buffer with respect to the latch operation of the latch circuit, and the control of the latch timing of the latch circuit and the deactivation timing of the differential input buffer is simplified. In addition, the operation period of the differential input buffer can be shortened as much as possible, which is excellent from the viewpoint of low power consumption.

【0011】前記制御回路は、パワーダウン信号(P
D)を入力し、パワーダウン信号の第1の状態に呼応し
て前記クロック信号の状態に拘わらず前記第1及び第2
のパワースイッチトランジスタをオフ状態に制御すると
共に前記ラッチ回路の出力を所定の論理値に強制し、パ
ワーダウン信号の第2の状態に呼応して前記前記クロッ
ク信号の状態に従った制御を行なうことができる。
The control circuit is provided with a power down signal (P
D), and in response to the first state of the power down signal, regardless of the state of the clock signal,
Controlling the power switch transistor to an off state, forcing the output of the latch circuit to a predetermined logical value, and performing control according to the state of the clock signal in response to a second state of a power down signal. Can be.

【0012】〔2〕上記とは別の観点による発明は、差
動入力バッファとラッチ回路との間にトランスファゲー
ト(4)を配置し、ラッチタイミングに同期してトラン
スファゲートを閉じ、差動入力バッファを非活性化する
ときその出力を強制的にラッチ回路の入力から分離させ
る。これにより、差動入力バッファの非活性化時にラッ
チ回路が誤ったデータをラッチする虞を確実に排除する
ことができる。但し、トランジスタ数は第1の観点によ
る発明よりも若干増えることが予想される。
[2] According to another aspect of the present invention, a transfer gate (4) is arranged between a differential input buffer and a latch circuit, and the transfer gate is closed in synchronization with a latch timing to provide a differential input. When the buffer is deactivated, its output is forcibly separated from the input of the latch circuit. Thus, the possibility that the latch circuit latches erroneous data when the differential input buffer is inactivated can be reliably eliminated. However, it is expected that the number of transistors will be slightly increased compared to the invention according to the first aspect.

【0013】前記制御回路は、パワーダウン信号を入力
し、パワーダウン信号の第1の状態に呼応して前記クロ
ック信号の状態に拘わらず前記パワースイッチトランジ
スタ及びトランスファゲートをオフ状態に制御すると共
に前記ラッチ回路の出力を所定の論理値に強制し、パワ
ーダウン信号の第2の状態に呼応して前記前記クロック
信号の状態に従った制御を行なうことができる。
The control circuit receives a power-down signal, controls the power switch transistor and the transfer gate to be in an OFF state in response to a first state of the power-down signal, irrespective of the state of the clock signal, and The output of the latch circuit is forced to a predetermined logical value, and control according to the state of the clock signal can be performed in response to the second state of the power down signal.

【0014】前記差動入力バッファの出力端子と前記ト
ランスファゲートとの間を、前記クロック信号の第2の
状態に同期してプリチャージするプリチャージトランジ
スタ(Q9)を設けることにより、差動入力トランジス
タが活性化された時、その差動増幅動作の高速性を保証
することができる。
By providing a precharge transistor (Q9) for precharging between the output terminal of the differential input buffer and the transfer gate in synchronization with the second state of the clock signal, the differential input transistor Is activated, the speed of the differential amplification operation can be guaranteed.

【0015】〔3〕半導体装置は、前記夫々前記差動入
力バッファを有するアドレス入力バッファ(20,2
1)、データ入力バッファ(16)、制御信号入力バッ
ファ(28)を有し、チップ選択信号(CSb)によっ
てチップ選択された状態で外部からコマンドを入力し、
入力したコマンドを解読して、メモリセル(MC)に対
するメモリ動作を行なう、SDRAM(5)などとして
実現することができる。データ処理システムは、そのよ
うな半導体装置と、前記半導体装置にコマンドを供給す
るアクセス制御回路(111,113)とを実装基板に
搭載して構成することができる。上記より低消費電力化
された半導体装置を用いるから、データ処理システム全
体として電力消費量を低減することができる。
[3] The semiconductor device includes an address input buffer (20, 2) having the differential input buffer, respectively.
1) having a data input buffer (16) and a control signal input buffer (28), externally inputting a command in a state where a chip is selected by a chip selection signal (CSb);
It can be realized as an SDRAM (5) or the like that decodes an input command and performs a memory operation on a memory cell (MC). The data processing system can be configured by mounting such a semiconductor device and an access control circuit (111, 113) for supplying a command to the semiconductor device on a mounting board. Since a semiconductor device with lower power consumption than that described above is used, power consumption of the entire data processing system can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1には本発明に係る半導体装置
の一例が示される。同図には一つの差動入力バッファを
中心とした回路部分が代表的に示されいる。図1に示さ
れる半導体装置は、単結晶シリコンのような1個の半導
体基板に、例えば公知のCMOS集積回路製造技術によ
って形成され、クロック信号に同期動作される。
FIG. 1 shows an example of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 representatively shows a circuit portion centered on one differential input buffer. The semiconductor device shown in FIG. 1 is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by, for example, a known CMOS integrated circuit manufacturing technique, and is operated in synchronization with a clock signal.

【0017】図1において、1は差動入力バッファ、2
はラッチ回路、3は制御回路を示す。前記差動入力バッ
ファ1は、外部信号の入力インタフェース回路である。
INが外部入力信号を意味する。特に制限されないが、
差動入力バッファ1はSSTLインタフェース仕様を満
足するSSTLインタフェースバッファとされる。図1
では入力保護回路等は図示を省略してある。
In FIG. 1, 1 is a differential input buffer, 2
Indicates a latch circuit, and 3 indicates a control circuit. The differential input buffer 1 is an input interface circuit for external signals.
IN means an external input signal. Although not particularly limited,
The differential input buffer 1 is an SSTL interface buffer that satisfies the SSTL interface specification. FIG.
Here, the input protection circuit and the like are not shown.

【0018】前記差動入力バッファ1は、一対の差動入
力MOSトランジスタQ1,Q2と、MOSトランジス
タQ3,Q4によるカレントミラー負荷とによって構成
された差動入力アンプを有する。差動入力トランジスタ
Q2は参照電位Vrefを入力し、差動入力トランジス
タQ1は外部入力信号INをゲートに受ける。MOSト
ランジスタQ3,Q4のコモンソースには、高電位側電
源VCCを供給するpチャンネル型の第1のパワースイ
ッチMOSトランジスタQ5が設けられ、MOSトラン
ジスタQ1,Q2のコモンソースには、低電位側電源G
NDを供給するnチャンネル型の第2のパワースイッチ
MOSトランジスタQ6が設けられている。
The differential input buffer 1 has a differential input amplifier constituted by a pair of differential input MOS transistors Q1 and Q2 and a current mirror load by MOS transistors Q3 and Q4. Differential input transistor Q2 receives reference potential Vref, and differential input transistor Q1 receives external input signal IN at its gate. The common source of the MOS transistors Q3 and Q4 is provided with a p-channel first power switch MOS transistor Q5 for supplying the high potential power supply VCC, and the common source of the MOS transistors Q1 and Q2 is provided with a low potential power supply. G
An n-channel second power switch MOS transistor Q6 for supplying ND is provided.

【0019】前記ラッチ回路2は、特に制限されない
が、ノアゲートNOR2とクロックドインバータCIV
とが逆並列接続されて構成される。OUTはラッチ回路
2の出力信号である。
The latch circuit 2 includes, but is not limited to, a NOR gate NOR2 and a clocked inverter CIV.
Are connected in anti-parallel. OUT is an output signal of the latch circuit 2.

【0020】前記制御回路3は、ノアゲートNOR1と
インバータIVを有し、入力動作用のクロック信号QC
LKbとパワーダウン信号PDとに基づいて、差動入力
バッファ1及びラッチ回路2の動作を制御する。ノアゲ
ートNOR1はタイミングクロック信号QCLKbとパ
ワーダウン信号PDを入力する。パワーダウン信号PD
は、ハイレベルによってパワーダウンを指示する。タイ
ミングクロック信号QCLKbは図2に例示されるよう
に半導体装置の動作サイクル毎に一定期間ローレベルに
される、ワンショットパルスのようなクロック信号とさ
れる。ノアゲートNOR1の出力はMOSトランジスタ
Q6のゲートに供給され、また、インバータIVを介し
てMOSトランジスタQ5のゲートに供給され、これに
より、パワースイッチMOSトランジスタQ5,Q6
は、パワーダウン信号PDがローレベルであることを条
件に、タイミングクロック信号QCLKbのローレベル
期間にオン状態にされ、ハイレベル期間にオフ状態にさ
れる。また、ノアゲートNOR1とインバータIVの出
力はラッチ回路のクロックドインバータCIVを活性/
非活性制御し、パワーダウン信号PDがローレベルであ
ることを条件に、タイミングクロック信号QCLKbの
ローレベル期間にラッチ回路2を入力動作可能とし、ハ
イレベル期間にラッチ状態に制御する。このタイミング
は図2に例示されている通りである。図2においてクロ
ック信号CLKは前記クロック信号QCLKbを生成す
るための動作基準クロック信号である。
The control circuit 3 has a NOR gate NOR1 and an inverter IV, and has a clock signal QC for input operation.
The operation of the differential input buffer 1 and the latch circuit 2 is controlled based on LKb and the power down signal PD. The NOR gate NOR1 receives the timing clock signal QCLKb and the power down signal PD. Power down signal PD
Indicates power down by a high level. The timing clock signal QCLKb is a clock signal such as a one-shot pulse which is set to a low level for a certain period every operation cycle of the semiconductor device as illustrated in FIG. The output of the NOR gate NOR1 is supplied to the gate of the MOS transistor Q6, and is also supplied to the gate of the MOS transistor Q5 via the inverter IV, whereby the power switch MOS transistors Q5 and Q6
Is turned on during a low level period of the timing clock signal QCLKb and turned off during a high level period, provided that the power down signal PD is at a low level. Further, the output of the NOR gate NOR1 and the inverter IV activates the clocked inverter CIV of the latch circuit.
Inactive control is performed, and the latch circuit 2 is enabled to input during a low level period of the timing clock signal QCLKb, and is controlled to a latch state during a high level period, on condition that the power down signal PD is at a low level. This timing is as illustrated in FIG. In FIG. 2, a clock signal CLK is an operation reference clock signal for generating the clock signal QCLKb.

【0021】前記パワーダウン信号PDがハイレベルの
ときは、前記タイミングクロック信号QCLKbの状態
に拘わらず前記パワースイッチMOSトランジスタQ
5,Q6はオフ状態に制御され、前記ラッチ回路2の出
力はローレベルに強制される。
When the power down signal PD is at a high level, the power switch MOS transistor Q is turned on regardless of the state of the timing clock signal QCLKb.
5, Q6 are controlled to the off state, and the output of the latch circuit 2 is forced to a low level.

【0022】上記構成により、入力動作用のタイミング
クロック信号QCLKbの状態に応じて差動入力バッフ
ァ1を交互に活性、非活性に制御できるから、差動入力
バッファ1で消費される貫通電流を少なくすることがで
きる。
According to the above configuration, the differential input buffer 1 can be alternately activated and deactivated according to the state of the input operation timing clock signal QCLKb, so that the through current consumed by the differential input buffer 1 is reduced. can do.

【0023】また、差動入力バッファは高電位側及び低
電位側の双方の電源供給系にパワースイッチMOSトラ
ンジスタQ5,Q6を有し、当該バッファの活性、非活
性化制御では、双方のパワースイッチMOSトランジス
タQ5,Q6を並列的にスイッチ動作させるから、差動
入力バッファ1が非活性化されたとき当該バッファ1の
出力が不所望に反転したり変動したりする事態を最小限
に抑えることができる。したがって、ラッチ回路2のラ
ッチ動作に対して差動入力バッファ1の非活性化タイミ
ングを遅延させることを要しないから、ラッチ回路のラ
ッチタイミングと差動入力バッファの非活性化タイミン
グとの制御が簡単になり、しかも差動入力バッファの動
作期間を極力短くでき低消費電力化の観点からも優れて
いる。
Further, the differential input buffer has power switch MOS transistors Q5 and Q6 in the power supply system on both the high potential side and the low potential side. Since the MOS transistors Q5 and Q6 are switched in parallel, it is possible to minimize a situation where the output of the differential input buffer 1 is undesirably inverted or fluctuated when the differential input buffer 1 is inactivated. it can. Therefore, since it is not necessary to delay the inactivation timing of the differential input buffer 1 with respect to the latch operation of the latch circuit 2, it is easy to control the latch timing of the latch circuit and the inactivation timing of the differential input buffer. In addition, the operation period of the differential input buffer can be shortened as much as possible, which is excellent from the viewpoint of low power consumption.

【0024】図3には本発明に係る半導体装置の別の例
が示される。同図には一つの差動入力バッファを中心と
した回路部分が代表的に示されいる。図3に示される半
導体装置は、単結晶シリコンのような1個の半導体基板
に、例えば公知のCMOS集積回路製造技術によって形
成され、クロック信号に同期動作される。
FIG. 3 shows another example of the semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 representatively shows a circuit portion centered on one differential input buffer. The semiconductor device shown in FIG. 3 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by, for example, a known CMOS integrated circuit manufacturing technique, and is operated in synchronization with a clock signal.

【0025】図3において、1は差動入力バッファ、2
はラッチ回路、3は制御回路を示す。前記差動入力バッ
ファ1は外部信号の入力インタフェース回路である。I
Nが外部入力信号を意味する。特に制限されないが、差
動入力バッファ1はSSTLインタフェース仕様を満足
するSSTLインタフェースバッファとされる。図3で
は入力保護回路等は図示を省略してある。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a differential input buffer;
Indicates a latch circuit, and 3 indicates a control circuit. The differential input buffer 1 is an external signal input interface circuit. I
N means an external input signal. Although not particularly limited, the differential input buffer 1 is an SSTL interface buffer satisfying the SSTL interface specification. In FIG. 3, the input protection circuit and the like are not shown.

【0026】図1との相違点は、差動入力バッファ1の
パワースイッチMOSトランジスタが低電位側のQ6だ
けにされたこと、差動入力バッファ1とラッチ回路2と
の間にpチャンネル型MOSトランジスタQ7とnチャ
ンネル型MOSトランジスタQ8とから構成されるCM
OSトランスファゲート4が設けられたこと、そして、
差動入力バッファ1の出力端子にpチャンネル型のプリ
チャージMOSトランジスタQ9が設けられたことであ
る。制御回路3は、ノアゲートNOR1の出力によって
パワースイッチMOSトランジスタQ6をスイッチ制御
する。CMOSトランスファゲート4は、ノアゲートN
OR1の出力ととインバータIVの出力によってスイッ
チ制御され、ラッチ回路2によるラッチタイミングに同
期して閉じられ、差動入力バッファ1を非活性化すると
きその出力を強制的にラッチ回路2の入力から分離させ
る。これにより、差動入力バッファ1の非活性化時にラ
ッチ回路2が誤ったデータをラッチする虞を確実に排除
することができる。また、プリチャージMOSトランジ
スタQ9はラッチ回路2によるラッチタイミング(差動
入力バッファの非活性期間)に差動入力バッファ1の出
力端子を電源電圧VCCに向けてプリチャージする。こ
れにより、差動入力バッファ1が活性化された時、その
差動増幅動作の高速性を保証することができる。
The difference from FIG. 1 is that the power switch MOS transistor of the differential input buffer 1 is only Q6 on the low potential side, and a p-channel type MOS transistor is provided between the differential input buffer 1 and the latch circuit 2. CM composed of transistor Q7 and n-channel MOS transistor Q8
That the OS transfer gate 4 is provided, and
That is, a p-channel type precharge MOS transistor Q9 is provided at the output terminal of the differential input buffer 1. The control circuit 3 switches and controls the power switch MOS transistor Q6 according to the output of the NOR gate NOR1. The CMOS transfer gate 4 has a NOR gate N
The switch is controlled by the output of the OR1 and the output of the inverter IV, is closed in synchronization with the latch timing by the latch circuit 2, and when the differential input buffer 1 is deactivated, its output is forcibly applied from the input of the latch circuit 2. Let it separate. As a result, the possibility that the latch circuit 2 latches erroneous data when the differential input buffer 1 is inactivated can be reliably eliminated. The precharge MOS transistor Q9 precharges the output terminal of the differential input buffer 1 toward the power supply voltage VCC at the latch timing of the latch circuit 2 (inactive period of the differential input buffer). Thereby, when the differential input buffer 1 is activated, high speed operation of the differential amplification operation can be guaranteed.

【0027】尚、図3の構成は図1の構成に比べてトラ
ンジスタ数は若干増えている。パワーダウン信号PDに
よるパワーダウン制御は図1と同様である。前記CMO
Sトランスファゲート4はパワーダウン時はカットオフ
される。
The configuration of FIG. 3 has a slightly larger number of transistors than the configuration of FIG. The power down control by the power down signal PD is the same as in FIG. The CMO
The S transfer gate 4 is cut off during power down.

【0028】図4には本発明に係る半導体装置の一例で
あるSDRAMのブロック図が示される。同図に示され
るSDRAM5は、特に制限されないが、公知の半導体
集積回路製造技術によって単結晶シリコンのような一つ
の半導体基板に形成される。
FIG. 4 is a block diagram of an SDRAM which is an example of a semiconductor device according to the present invention. Although not particularly limited, the SDRAM 5 shown in FIG. 1 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0029】前記図1乃至図3で説明した差動入力バッ
ファ1、ラッチ回路2及び制御回路3等を用いる入力回
路は、図4に示されるカラムアドレスバッファ20、ロ
ウアドレスバッファ21、制御信号入力バッファ28及
びデータ入力バッファ16に夫々適用されている。前記
タイミングクロック信号QCLKb、パワーダウン信号
PDはSDRAM5の動作に従ってコントローラ25か
ら出力される。
The input circuit using the differential input buffer 1, the latch circuit 2, the control circuit 3 and the like described in FIGS. 1 to 3 includes a column address buffer 20, a row address buffer 21, a control signal input shown in FIG. It is applied to the buffer 28 and the data input buffer 16, respectively. The timing clock signal QCLKb and the power down signal PD are output from the controller 25 in accordance with the operation of the SDRAM 5.

【0030】図4に示されるSDRAM5は、バンクA
を構成するメモリアレイ10AとバンクBを構成するメ
モリアレイ10Bを備える。夫々のメモリアレイ10
A,10Bは、マトリクス配置されたダイナミック型の
メモリセルMCを備え、図に従えば、同一列に配置され
たメモリセルMCの選択端子は列毎のワード線WLに結
合され、同一行に配置されたメモリセルのデータ入出力
端子は行毎に相補データ線BL,BLbに結合される。
同図にはワード線と相補データ線は一部だけが代表的に
示されているが、実際にはマトリクス状に多数配置され
ている。
The SDRAM 5 shown in FIG.
And a memory array 10B forming a bank B. Each memory array 10
A and 10B include dynamic memory cells MC arranged in a matrix. According to the figure, the selection terminals of the memory cells MC arranged in the same column are coupled to the word line WL of each column and arranged in the same row. The data input / output terminals of the memory cells are connected to complementary data lines BL and BLb for each row.
Although only a part of the word lines and the complementary data lines are representatively shown in FIG. 1, a large number are actually arranged in a matrix.

【0031】上記メモリアレイ10Aのワード線WLは
ロウデコーダ11Aによるロウアドレス信号のデコード
結果に従って選ばれた1本がワードドライバ12Aによ
って選択レベルに駆動される。
One of the word lines WL of the memory array 10A selected according to the decoding result of the row address signal by the row decoder 11A is driven to a selected level by the word driver 12A.

【0032】メモリアレイ10Aの相補データ線はセン
スアンプ及びカラム選択回路13Aに結合される。セン
スアンプ及びカラム選択回路13Aにおけるセンスアン
プは、メモリセルMCからのデータ読出しによって夫々
の相補データ線に現れる微小電位差を検出して増幅する
増幅回路である。それにおけるカラムスイッチ回路は、
相補データ線を各別に選択して相補共通データ線14に
導通させるためのスイッチ回路である。カラムスイッチ
回路はカラムデコーダ15Aによるカラムアドレス信号
のデコード結果に従って選択動作される。メモリアレイ
10B側にも同様にロウデコーダ11B、ワードドライ
バ12B、センスアンプ及びカラム選択回路13B、そ
してカラムデコーダ15Bが設けられている。上記相補
共通データ線14はデータ入力バッファ16の出力端子
及びデータ出力バッファ17の入力端子に接続される。
データ入力バッファ16の入力端子及びデータ出力バッ
ファ17の出力端子は16ビットのデータ入出力端子I
/O0〜I/O15に接続される。
The complementary data lines of the memory array 10A are connected to a sense amplifier and column selection circuit 13A. The sense amplifier in the sense amplifier and column selection circuit 13A is an amplification circuit that detects and amplifies a minute potential difference appearing on each complementary data line by reading data from the memory cell MC. The column switch circuit in that,
This is a switch circuit for selecting complementary data lines individually and conducting to the complementary common data line. The column switch circuit is selectively operated according to the result of decoding the column address signal by the column decoder 15A. Similarly, a row decoder 11B, a word driver 12B, a sense amplifier and a column selection circuit 13B, and a column decoder 15B are provided on the memory array 10B side. The complementary common data line 14 is connected to an output terminal of a data input buffer 16 and an input terminal of a data output buffer 17.
The input terminal of the data input buffer 16 and the output terminal of the data output buffer 17 are 16-bit data input / output terminals I.
/ O0 to I / O15.

【0033】アドレス入力端子A0〜A9から供給され
るロウアドレス信号とカラムアドレス信号はカラムアド
レスバッファ20とロウアドレスバッファ21にアドレ
スマルチプレクス形式で取り込まれる。供給されたアド
レス信号は夫々のバッファが保持する。ロウアドレスバ
ッファ21は、リフレッシュ動作モードではリフレッシ
ュカウンタ22から出力されるリフレッシュアドレス信
号をロウアドレス信号として取り込む。カラムアドレス
バッファ20の出力はカラムアドレスカウンタ23のプ
リセットデータとして供給され、カラムアドレスカウン
タ23は後述のコマンドなどで指定される動作モードに
応じて、上記プリセットデータとしてのカラムアドレス
信号、又はそのカラムアドレス信号を順次インクリメン
トした値を、カラムデコーダ15A,15Bに向けて出
力する。
The row address signal and the column address signal supplied from the address input terminals A0 to A9 are taken into the column address buffer 20 and the row address buffer 21 in an address multiplex format. The supplied address signal is held in each buffer. In the refresh operation mode, the row address buffer 21 takes in a refresh address signal output from the refresh counter 22 as a row address signal. The output of the column address buffer 20 is supplied as preset data of a column address counter 23. The column address counter 23 outputs a column address signal as the preset data or its column address in accordance with an operation mode specified by a command described later. The value obtained by sequentially incrementing the signal is output to the column decoders 15A and 15B.

【0034】コントローラ25は、特に制限されない
が、外部制御信号として、クロック信号CLK、クロッ
クイネーブル信号CKE、チップセレクト信号CSb、
カラムアドレスストローブ信号CASb、ロウアドレス
ストローブ信号RASb、及びライトイネーブル信号W
Eb、及びデータイネーブル信号DQKL,DQMUが
入力される。更に、コントローラ25には図示を省略す
る信号経路を介してアドレス入力端子A0〜A9から制
御データが供給される。コントローラ25は、それら信
号のレベルや変化のタイミングなどに基づいてSDRA
Mの動作モード及び上記回路ブロックの動作を制御する
ための内部タイミング信号を形成するもので、そのため
のコントロールロジック(図示せず)とモードレジスタ
26を備える。
The controller 25 includes, but is not limited to, a clock signal CLK, a clock enable signal CKE, a chip select signal CSb,
Column address strobe signal CASb, row address strobe signal RASb, and write enable signal W
Eb and data enable signals DQKL and DQMU are input. Further, control data is supplied to the controller 25 from address input terminals A0 to A9 via a signal path (not shown). The controller 25 performs the SDRA based on the levels of the signals and the timing of the change.
It forms an internal timing signal for controlling the operation mode of M and the operation of the circuit block, and includes a control logic (not shown) and a mode register 26 therefor.

【0035】クロック信号CLKはSDRAM5のマス
タクロックとされ、その他の外部入力信号は当該クロッ
ク信号CLKの立ち上がりエッジに同期して有意とされ
る。
The clock signal CLK is used as a master clock of the SDRAM 5, and other external input signals are made significant in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK.

【0036】チップセレクト信号CSbはそのローレベ
ルによってコマンド入力サイクルの開始を指示する。チ
ップセレクト信号がハイレベルのとき(チップ非選択状
態)その他の入力は意味を持たない。但し、後述するメ
モリバンクの選択状態やバースト動作などの内部動作は
チップ非選択状態への変化によって影響されない。
The chip select signal CSb indicates the start of a command input cycle by its low level. When the chip select signal is at a high level (chip unselected state), other inputs have no meaning. However, internal operations such as a memory bank selection state and a burst operation, which will be described later, are not affected by the change to the chip non-selection state.

【0037】RASb,CASb,WEbの各信号は通
常のDRAMにおける対応信号とは機能が相違され、後
述するコマンドサイクルを定義するときに有意の信号と
される。
Each of the signals RASb, CASb, and WEb has a different function from a corresponding signal in a normal DRAM, and is a significant signal when defining a command cycle described later.

【0038】クロックイネーブル信号CKEは次のクロ
ック信号の有効性を指示する信号であり、当該信号CK
Eがハイレベルであれば次のクロック信号CLKの立ち
上がりエッジが有効とされ、ローレベルのときは無効と
される。パワーダウンモードとする場合にはクロックイ
ネーブル信号CKEはローレベルとされる。
The clock enable signal CKE is a signal for indicating the validity of the next clock signal.
If E is at the high level, the next rising edge of the clock signal CLK is valid, and if it is at the low level, it is invalid. In the case of the power down mode, the clock enable signal CKE is at a low level.

【0039】前記データイネーブル信号DQML,DQ
MUは、例えばリードモードにおいてデータ出力バッフ
ァ17に対するアウトプットイネーブルの制御を行う。
その信号DQML,DQMUがハイレベルのとき、デー
タ出力バッファ17は端子I/O0〜I/O15の全てを
高出力インピーダンス状態にする。
The data enable signals DQML, DQ
The MU controls output enable for the data output buffer 17 in, for example, the read mode.
When the signals DQML and DQMU are at a high level, the data output buffer 17 sets all of the terminals I / O0 to I / O15 to a high output impedance state.

【0040】上記ロウアドレス信号は、クロック信号C
LKの立ち上がりエッジに同期する後述のロウアドレス
ストローブ・バンクアクティブコマンドサイクルにおけ
るA0〜A8のレベルによって定義される。
The row address signal is a clock signal C
It is defined by the levels of A0 to A8 in a later-described row address strobe / bank active command cycle synchronized with the rising edge of LK.

【0041】A9からの入力は、上記ロウアドレススト
ローブ・バンクアクティブコマンドサイクルにおいてバ
ンク選択信号とみなされる。即ち、A9の入力がローレ
ベルの時はメモリバンクAが選択され、ハイレベルの時
はメモリバンクBが選択される。メモリバンクの選択制
御は、特に制限されないが、選択メモリバンク側のロウ
デコーダのみの活性化、非選択メモリバンク側のカラム
スイッチ回路の全非選択、選択メモリバンク側のみのデ
ータ入力バッファ16及びデータ出力バッファ17への
接続などの処理によって行うことができる。
The input from A9 is regarded as a bank selection signal in the row address strobe / bank active command cycle. That is, when the input of A9 is at the low level, the memory bank A is selected, and when it is at the high level, the memory bank B is selected. The selection control of the memory bank is not particularly limited, but only the row decoder of the selected memory bank is activated, all the column switch circuits of the non-selected memory bank are not selected, the data input buffer 16 and the data of only the selected memory bank are selected. This can be performed by processing such as connection to the output buffer 17.

【0042】プリチャージコマンドサイクルにおけるA
8の入力は相補データ線などに対するプリチャージ動作
の態様を指示し、そのハイレベルはプリチャージの対象
が双方のメモリバンクであることを指示し、そのローレ
ベルは、A9で指示されている一方のメモリバンクがプ
リチャージ対象であることを指示する。
A in the precharge command cycle
The input of 8 indicates a mode of a precharge operation for a complementary data line or the like, a high level thereof indicates that both memory banks are to be precharged, and a low level thereof indicates a state indicated by A9. Indicates that the memory bank is to be precharged.

【0043】上記カラムアドレス信号は、クロック信号
CLKの立ち上がりエッジに同期するリード又はライト
コマンド(後述のカラムアドレス・リードコマンド、カ
ラムアドレス・ライトコマンド)サイクルにおけるA0
〜A7のレベルによって定義される。そして、この様に
して定義されたカラムアドレスはバーストアクセスのス
タートアドレスとされる。
The column address signal is A0 in a read or write command (column address read command, column address write command described later) cycle synchronized with the rising edge of the clock signal CLK.
AA7. The column address defined in this way is used as a start address for burst access.

【0044】次に、SDRAM5のコマンドを簡単に説
明する。〔1〕モードレジスタセットコマンドは、上記
モードレジスタ26をセットするためのコマンドであ
る。このコマンドは、CSb,RASb,CASb,W
Eb=ローレベルによって当該コマンドが指定され、セ
ットすべきデータ(レジスタセットデータ)はA0〜A
9を介して与えられる(A0〜A9がコントローラ21
2へ伝達される経路は図示を省略してある)。レジスタ
セットデータは、特に制限されないが、バーストレング
ス、CASレイテンシー、ライトモードなどとされる。
〔2〕ロウアドレスストローブ・バンクアクティブコマ
ンは、ロウアドレスストローブの指示とA9によるメモ
リバンクの選択を有効にするコマンドであり、CSb,
RASb=ローレベル、CASb,WEb=ハイレベル
によって指示され、このときA0〜A8に供給されるア
ドレスがロウアドレス信号として取り込まれ、A9に供
給される信号がメモリバンクの選択信号として取り込ま
れる。取り込動作は上述のようにクロック信号CLKの
立ち上がりエッジに同期して行われる。〔3〕カラムア
ドレス・リードコマンは、バーストリード動作を開始す
るために必要なコマンドであると共に、カラムアドレス
ストローブの指示を与えるコマンドであり、CSb,C
ASb,=ロウレベル、RASb,WEb=ハイレベル
によって指示され、このときA0〜A7に供給されるア
ドレスがカラムアドレス信号として取り込まれる。これ
によって取り込まれたカラムアドレス信号はバーストス
タートアドレスとしてカラムアドレスカウンタ23に供
給される。これによって指示されたバーストリード動作
においては、その前にロウアドレスストローブ・バンク
アクティブコマンドサイクルでメモリバンクとそれにお
けるワード線の選択が行われており、当該選択ワード線
のメモリセルが、クロック信号CLKに同期してカラム
アドレスカウンタ23から出力されるアドレス信号に従
って順次選択されて、データが連続的に読出される。連
続的に読出されるデータ数は上記バーストレングスによ
って指定された個数とされる。また、データ出力バッフ
ァ17からのデータ読出し開始は上記CASレイテンシ
ーで規定されるクロック信号CLKのサイクル数を待っ
て行われる。その他に、カラムアドレス・ライトコマン
ド、プリチャージコマンド、オートリフレッシュコマン
ド等があるが、ここではその説明を省略する。
Next, commands of the SDRAM 5 will be briefly described. [1] The mode register set command is a command for setting the mode register 26. This command is used for CSb, RASb, CASb, W
The command is specified by Eb = low level, and the data to be set (register set data) are A0 to A
9 (A0 to A9 are provided by the controller 21).
2 is omitted from the drawing). Although not particularly limited, the register set data is set to a burst length, a CAS latency, a write mode, or the like.
[2] The row address strobe / bank active command is a command for validating a row address strobe instruction and selecting a memory bank by A9.
Instructed by RASb = low level and CASb, WEb = high level. At this time, the address supplied to A0 to A8 is captured as a row address signal, and the signal supplied to A9 is captured as a memory bank selection signal. The fetch operation is performed in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK as described above. [3] The column address read command is a command necessary for starting a burst read operation and a command for giving an instruction of a column address strobe.
ASb, = Low level, RASb, WEb = High level, and at this time, the addresses supplied to A0 to A7 are captured as column address signals. The fetched column address signal is supplied to the column address counter 23 as a burst start address. In the burst read operation designated thereby, the memory bank and the word line in the memory bank are selected in the row address strobe / bank active command cycle, and the memory cell of the selected word line is supplied with the clock signal CLK. Are sequentially selected in accordance with the address signal output from the column address counter 23, and data is continuously read. The number of data to be continuously read is the number specified by the burst length. Further, the start of reading data from the data output buffer 17 is performed after waiting for the number of cycles of the clock signal CLK defined by the CAS latency. In addition, there are a column address / write command, a precharge command, an auto refresh command, and the like, but the description thereof is omitted here.

【0045】図5にはSDRAM5を用いたデータ処理
システムの一例であるコンピュータシステムのブロック
図が示される。このコンピュータシステムは、プロセッ
サボード110と周辺回路によって構成される。プロセ
ッサボード110は、マイクロプロセッサ111を中心
に、当該マイクロプロセッサ111が結合されたプロセ
ッサバス112に、代表的に示されたメモリコントロー
ラ113及びPCI(Peripheral Component Interconn
ect)バスコントローラ114が結合される。メモリコ
ントローラ114には、マイクロプロセッサ111のワ
ーク領域若しくは一次記憶領域とされるメインメモリと
してのSDRAM5が結合されている。PCIバスコン
トローラ114は低速の周辺回路をPCIバス116を
介してプロセッサバス112にインタフェースするブリ
ッジ回路として機能される。PCIバス116には、特
に制限されないが、ディスプレイコントローラ117、
IDE(Integrated Device Electronics)インタフェ
ースコントローラ118、SCSI(Small Computer S
ystem Interface)インタフェースコントローラ119
及びその他のインタフェースコントローラ120が結合
されている。前記ディスプレイコントローラ117には
フレームバッファメモリ121が接続されている。
FIG. 5 is a block diagram of a computer system which is an example of a data processing system using the SDRAM 5. This computer system includes a processor board 110 and peripheral circuits. The processor board 110 includes a microprocessor 111 and a memory controller 113 and a PCI (Peripheral Component Interconn.) Typically shown on a processor bus 112 to which the microprocessor 111 is coupled.
ect) The bus controller 114 is coupled. The SDRAM 5 as a main memory which is a work area or a primary storage area of the microprocessor 111 is connected to the memory controller 114. The PCI bus controller 114 functions as a bridge circuit that interfaces low-speed peripheral circuits to the processor bus 112 via the PCI bus 116. The PCI bus 116 includes, but is not limited to, a display controller 117,
IDE (Integrated Device Electronics) interface controller 118, SCSI (Small Computer S)
ystem Interface) interface controller 119
And other interface controllers 120. The display controller 117 is connected to a frame buffer memory 121.

【0046】周辺回路として、前記ディスプレイコント
ローラ117に結合されたディスプレイ122、IDE
インタフェースコントローラ118に結合されたハード
ディスクドライブ(HDD)123、SCSIインタフ
ェースコントローラ119に結合されたイメージスキャ
ナ124、そして、前記その他のインタフェースコント
ローラ120に結合されたキーボード125、マウス1
26、及びモデム127等が設けられている。
As a peripheral circuit, a display 122 coupled to the display controller 117 and an IDE
A hard disk drive (HDD) 123 coupled to an interface controller 118, an image scanner 124 coupled to a SCSI interface controller 119, and a keyboard 125 and a mouse 1 coupled to the other interface controllers 120
26, a modem 127, and the like.

【0047】図5のプロセッサボード100によれば、
上記より低消費電力化されたSDRAM5を用いるか
ら、プロセッサボード100全体として電力消費量を低
減することができる。
According to the processor board 100 of FIG.
Since the SDRAM 5 with lower power consumption is used, the power consumption of the entire processor board 100 can be reduced.

【0048】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiment and can be variously modified without departing from the gist of the invention. No.

【0049】例えば、差動入力アンプの構成は図1及び
図3に限定されず適宜変更可能である。また、本発明に
係る半導体装置はSDRAMに限定されず、SSRAM
(シンクロナス・スタティック・ランダム・アクセス・
メモリ)等の他の記憶形式のメモリ、更にはSDRAM
などのメモリをオンチップしたマイクロプロセッサ若し
くはマイクロコンピュータなどのデータ処理用の半導体
装置など、種々の半導体装置に広く適用することができ
る。
For example, the configuration of the differential input amplifier is not limited to FIGS. 1 and 3, and can be changed as appropriate. Further, the semiconductor device according to the present invention is not limited to an SDRAM,
(Synchronous static random access
Memory) and other types of storage, such as SDRAM
The present invention can be widely applied to various semiconductor devices such as a semiconductor device for data processing such as a microprocessor or a microcomputer having a memory such as an on-chip memory.

【0050】本発明は、外部とのインタフェース回路に
差動入力バッファを有する条件の半導体装置に適用する
ことができる。
The present invention can be applied to a semiconductor device under the condition that a differential input buffer is provided in an external interface circuit.

【0051】[0051]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0052】すなわち、入力動作用の同期クロック信号
の状態に応じて差動入力バッファを交互に活性/非活性
に制御し、それに同期してラッチ回路を入力可能/ラッ
チ状態に制御するから、これによって、外部信号の入力
インタフェース用の差動入力バッファで常時貫通電流が
流れることを阻止でき、半導体装置の低消費電力に寄与
できる。
That is, the differential input buffer is alternately activated / deactivated according to the state of the synchronous clock signal for the input operation, and the latch circuit is controlled to be in the input enabled / latch state in synchronization therewith. Accordingly, it is possible to prevent the through current from flowing constantly in the differential input buffer for the input interface of the external signal, and to contribute to low power consumption of the semiconductor device.

【0053】差動入力バッファの高電位側及び低電位側
の双方の電源供給系にパワースイッチを設け、双方のパ
ワースイッチを並列的にスイッチ動作させて当該バッフ
ァの活性/非活性を制御するから、差動入力バッファが
非活性化されたとき当該バッファの出力が不所望に反転
したり大きく変動したりするのを抑制でき、これによっ
て、ラッチ回路のラッチ動作に対して差動入力バッファ
の非活性化タイミングを遅延させることを要せず、ラッ
チ回路のラッチタイミングと差動入力バッファの非活性
化タイミングとの制御を簡単できる。
Power switches are provided in the power supply systems on both the high potential side and the low potential side of the differential input buffer, and the activation / inactivation of the buffer is controlled by operating both power switches in parallel. In addition, when the differential input buffer is inactivated, the output of the buffer can be prevented from being undesirably inverted or greatly fluctuated. It is not necessary to delay the activation timing, and the control of the latch timing of the latch circuit and the deactivation timing of the differential input buffer can be simplified.

【0054】差動入力バッファとラッチ回路との間にト
ランスファゲートを配置し、ラッチタイミングに同期し
てトランスファゲートを閉じ、差動入力バッファを非活
性化するときその出力を強制的にラッチ回路の入力から
分離させることにより、差動入力バッファの非活性化時
にラッチ回路が誤ったデータをラッチする虞を確実に排
除することができる。
A transfer gate is arranged between the differential input buffer and the latch circuit, the transfer gate is closed in synchronization with the latch timing, and when the differential input buffer is deactivated, its output is forcibly applied to the latch circuit. By separating the input from the input, it is possible to reliably eliminate the possibility that the latch circuit latches erroneous data when the differential input buffer is inactivated.

【0055】そのような半導体装置を用いたデータ処理
システムは、システム全体として電力消費量を低減する
ことができる。
A data processing system using such a semiconductor device can reduce power consumption as a whole system.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の入力バッファを主体
として例示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram mainly illustrating an input buffer of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】差動入力バッファを用いた入力動作波形の一例
を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of an input operation waveform using a differential input buffer.

【図3】本発明に係る半導体装置の入力バッファを主体
とした別の例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example mainly including an input buffer of the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体装置の一例であるSDRA
Mのブロック図である。
FIG. 4 is an example of a semiconductor device according to the present invention, SDRA
It is a block diagram of M.

【図5】SDRAMを用いたプロセッサボードの一例を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a processor board using an SDRAM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 差動入力バッファ(SSTLインタフェースバッフ
ァ) 2 ラッチ回路 3 制御回路 QCKLb タイミングクロック信号 PD パワーダウン信号 IN 外部入力信号 Q5,Q6 パワースイッチMOSトランジスタ Vref 参照電位 4 トランスファゲート 5 SDRAM Q9 プリチャージMOSトランジスタ 10A,10B メモリアレイ 13A,13B センスアンプ及びカラム選択回路 16 データ入力バッファ 20 カラムアドレスバッファ 21 ロウアドレスバッファ 25 コントローラ 28 制御信号入力バッファ 111 マイクロプロセッサ 113 メモリコントローラ
Reference Signs List 1 Differential input buffer (SSTL interface buffer) 2 Latch circuit 3 Control circuit QCKLb Timing clock signal PD Power down signal IN External input signal Q5, Q6 Power switch MOS transistor Vref Reference potential 4 Transfer gate 5 SDRAM Q9 Precharge MOS transistor 10A, 10B Memory array 13A, 13B Sense amplifier and column selection circuit 16 Data input buffer 20 Column address buffer 21 Row address buffer 25 Controller 28 Control signal input buffer 111 Microprocessor 113 Memory controller

フロントページの続き (72)発明者 森田 貞幸 東京都国分寺市東恋ヶ窪三丁目1番地1 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 厨子 弘文 東京都国分寺市東恋ヶ窪三丁目1番地1 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 宮瀬 崇徳 東京都国分寺市東恋ヶ窪三丁目1番地1 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 園田 崇宏 東京都国分寺市東恋ヶ窪三丁目1番地1 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 川内野 晴子 東京都国分寺市東恋ヶ窪三丁目1番地1 日立超エル・エス・アイ・エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 永井 清 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内Continued on the front page (72) Inventor Sadayuki Morita 3-1-1 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Within Hitachi Ultra-SII Engineering Co., Ltd. Address 1 within Hitachi Ultra LSE Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takanori Miyase 3-1-1 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi Ultra LSI Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takahiro Sonoda 3-1-1 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi ULS Engineering Co., Ltd. (72) Haruko Kawauchi 3-1-1 1-1 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi UL (72) Inventor Kiyoshi Nagai 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo In-house Semiconductor Division, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部信号の入力インタフェース回路であ
る差動入力バッファと前記差動入力バッファの出力に入
力が接続されたラッチ回路とを有する、クロック同期型
の半導体装置であって、 前記差動入力バッファは、一方の差動入力を参照電位と
し他方の差動入力を外部信号とする差動入力アンプと、
前記差動入力アンプに高電位側電源を供給する第1のパ
ワースイッチトランジスタと、前記差動入力アンプに低
電位側電源を供給する第2のパワースイッチトランジス
タとを含み、 入力動作用の同期クロック信号の第1の状態に同期して
前記第1及び第2のパワースイッチトランジスタをオン
状態に制御して差動入力バッファを活性化すると共に前
記ラッチ回路を入力動作可能とし、入力動作用の同期ク
ロック信号の第2の状態に同期して前記第1及び第2の
パワースイッチトランジスタをオフ状態に制御して差動
入力バッファを非活性化すると共に前記ラッチ回路をデ
ータラッチ状態に制御する制御回路を有して成るもので
あることを特徴とする半導体装置。
1. A clock synchronous semiconductor device comprising: a differential input buffer as an input interface circuit for an external signal; and a latch circuit having an input connected to an output of the differential input buffer. An input buffer, a differential input amplifier having one differential input as a reference potential and the other differential input as an external signal;
A first power switch transistor for supplying a high-potential-side power supply to the differential input amplifier, and a second power-switch transistor for supplying a low-potential-side power supply to the differential input amplifier; The first and second power switch transistors are turned on in synchronization with a first state of a signal to activate a differential input buffer and to enable the latch circuit to perform an input operation, thereby enabling synchronization of the input operation. A control circuit for controlling the first and second power switch transistors to an off state in synchronism with a second state of a clock signal to deactivate a differential input buffer and to control the latch circuit to a data latch state. A semiconductor device comprising:
【請求項2】 前記制御回路は、パワーダウン信号を入
力し、パワーダウン信号の第1の状態に呼応して前記ク
ロック信号の状態に拘わらず前記第1及び第2のパワー
スイッチトランジスタをオフ状態に制御すると共に前記
ラッチ回路の出力を所定の論理値に強制し、パワーダウ
ン信号の第2の状態に呼応して前記前記クロック信号の
状態に従った制御を行なうものであることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置。
2. The control circuit receives a power-down signal and responds to a first state of the power-down signal to turn off the first and second power switch transistors regardless of the state of the clock signal. And forcing the output of the latch circuit to a predetermined logical value, and performing control according to the state of the clock signal in response to a second state of the power down signal. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 外部信号の入力インタフェース回路であ
る差動入力バッファと前記差動入力バッファの出力に入
力が接続されたラッチ回路とを有する、クロック同期型
の半導体装置であって、 前記差動入力バッファは、一方の差動入力を参照電位と
し他方の差動入力を外部信号とする差動入力アンプと、
前記差動入力アンプに電源を供給するパワースイッチト
ランジスタとを含み、 前記ラッチ回路の入力端子と前記差動入力バッファの出
力端子との間に配置されたトランスファゲートと、 入力動作用の同期クロック信号の第1の状態に同期して
前記パワースイッチトランジスタをオン状態に制御して
差動入力バッファを活性化すると共に前記トランスファ
ゲートをオン状態とし前記ラッチ回路を入力動作可能と
し、入力動作用の同期クロック信号の第2の状態に同期
して前記パワースイッチトランジスタをオフ状態に制御
して差動入力バッファを非活性化すると共に前記トラン
スファゲートをオフ状態とし前記ラッチ回路をデータラ
ッチ状態に制御する制御回路と、を有して成るものであ
ることを特徴とする半導体装置。
3. A clock synchronous semiconductor device comprising: a differential input buffer as an input interface circuit for an external signal; and a latch circuit having an input connected to an output of the differential input buffer. An input buffer, a differential input amplifier having one differential input as a reference potential and the other differential input as an external signal;
A power switch transistor for supplying power to the differential input amplifier; a transfer gate disposed between an input terminal of the latch circuit and an output terminal of the differential input buffer; and a synchronous clock signal for input operation. Activating the differential input buffer by turning on the power switch transistor in synchronism with the first state, turning on the transfer gate, turning on the transfer circuit, enabling the latch circuit to perform an input operation, and synchronizing the input operation. Control for controlling the power switch transistor to an off state in synchronism with a second state of the clock signal to inactivate a differential input buffer, and to set the transfer gate to an off state and control the latch circuit to a data latch state; And a circuit.
【請求項4】 前記制御回路は、パワーダウン信号を入
力し、パワーダウン信号の第1の状態に呼応して前記ク
ロック信号の状態に拘わらず前記パワースイッチトラン
ジスタ及びトランスファゲートをオフ状態に制御すると
共に前記ラッチ回路の出力を所定の論理値に強制し、パ
ワーダウン信号の第2の状態に呼応して前記前記クロッ
ク信号の状態に従った制御を行なうものであることを特
徴とする請求項3記載の半導体装置。
4. The control circuit receives a power down signal and controls the power switch transistor and the transfer gate to be in an off state in response to a first state of the power down signal, regardless of a state of the clock signal. 4. The control circuit according to claim 3, wherein an output of said latch circuit is forced to a predetermined logic value, and control is performed according to a state of said clock signal in response to a second state of a power down signal. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記差動入力バッファの出力端子と前記
トランスファゲートとの間を前記クロック信号の第2の
状態に同期してプリチャージするプリチャージトランジ
スタを更に含んで成るものであることを特徴とする請求
項4記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a precharge transistor that precharges between an output terminal of the differential input buffer and the transfer gate in synchronization with a second state of the clock signal. The semiconductor device according to claim 4, wherein
【請求項6】 夫々前記差動入力バッファを有するアド
レス入力バッファ、データ入力バッファ、制御信号入力
バッファを有し、チップ選択信号によってチップ選択さ
れた状態で外部からコマンドを入力し、入力したコマン
ドを解読して、メモリセルに対するメモリ動作を行なう
ものであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1
項記載の半導体装置。
6. An address input buffer, a data input buffer, and a control signal input buffer each having the differential input buffer, and a command is input from the outside in a state where a chip is selected by a chip selection signal, and the input command is input. 6. The method according to claim 1, wherein the decoding is performed to perform a memory operation on a memory cell.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置と、前記半導
体装置にコマンドを供給するアクセス制御回路とを実装
基板に搭載して成るものであることを特徴とするデータ
処理システム。
7. A data processing system comprising a semiconductor device according to claim 6, and an access control circuit for supplying a command to the semiconductor device mounted on a mounting board.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351432B1 (en) 2000-09-04 2002-02-26 Fujitsu Limited Synchronous semiconductor memory apparatus and input information latch control method thereof
KR100431525B1 (en) * 2001-12-29 2004-05-14 주식회사 하이닉스반도체 Input Buffer Circuit in Semiconductor Memory Device
US6812743B2 (en) 2002-09-12 2004-11-02 Hynix Semiconductor Inc. Input buffer of differential amplification type in semiconductor device
JP2006066020A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Fujitsu Ltd Semiconductor memory
US7184013B2 (en) 2000-07-03 2007-02-27 Nec Electronics Corporation Semiconductor circuit in which power consumption is reduced and semiconductor circuit system using the same
JP4514945B2 (en) * 2000-12-22 2010-07-28 富士通セミコンダクター株式会社 Semiconductor device

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