JPS59162687A - デコ−ダ回路 - Google Patents

デコ−ダ回路

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JPS59162687A
JPS59162687A JP58035324A JP3532483A JPS59162687A JP S59162687 A JPS59162687 A JP S59162687A JP 58035324 A JP58035324 A JP 58035324A JP 3532483 A JP3532483 A JP 3532483A JP S59162687 A JPS59162687 A JP S59162687A
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JP
Japan
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node
high level
transistor
potential
clock signal
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JP58035324A
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JPH031755B2 (ja
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Toshiaki Hoshi
俊明 星
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデコーダ回路に関する。
近年、半導体集積回路において、微細加工技術に代表さ
れるプロセス技術の高度な発達により素子寸法は年々小
さくなシ、集積密度が高まシ、1チツプ内に収められる
素子数は今や7〜8万トランジスタになろうとしている
。この様に1チツプ内に収められる素子数が大規模にな
れば、Nチャンネルエンハンスメント/デプレッション
トランジスタで構成される集積回路においては、その消
費電力が膨大となシ、チップ内温度が高まり素子に悪影
響を及はす為、その消費型、出を少なくする回路的工夫
が必要となってくる。この消費電力を低減させる為に取
られる手段は回路をダイナミック構成とし、定常的に電
流が流れる通路をなくする事が一般的であシ、特に内蔵
されるリード・オンリー・メモリー(以下ROMと称す
る)やランダム・アクセス働メモリー(以下RAMと称
する)のデコーダ回路をダイナミック構成とする事は、
ROM、RAMがチップ内に占める割合が大きいならば
、非常に有効である。
この様なダイナミック構成のデコーダ回路の一部の一例
を第1図に示し、この回路の各部の信号波形を第2図に
示して説明する。
第1図において、電源Vccはプラス電源、トランジス
タはNチャンネルトランジスタを考えると、トランジス
タM1はドレインを電源に接続しソースを節点Aに接続
して、クロック信号φ′、をゲート入力とし、φ′1が
高レベル(この場合、電源Vcc と同電位)の期間中
に節点AをVcc−VTの電位にプリチャージする。(
VTはトランジスタの閾値電圧である)。この時、少な
くともφ′1がハイレベルの期間中はトランジスタM5
〜Mn+sに電流が流れない様に、そのゲート入力であ
るアドレス信号AO〜Anは全てVT以下の低レベルに
なっている。トランジスタM2は、ドレイン又はソース
を前記節点Aに接続し、ソース又はドレインを節点Bに
接続して、前記クロック信号φ′1とは少なくとも直レ
ベルが重複しないクロック信号φ2をゲート入力とし、
φ2が高レベルの期間中T2に前記アドレス信号は活性
化し、本来の信号レベルとなり、AO〜Anのいずれか
一つのアドレス信号が高レベルになると、節点Aは、プ
リチャージ電位Vcc−VT から、接地霜付つまり低
レベルとなり、前記トランジスタM2はφ2が高レベル
にあるから導通状態にあり、節点Bも低レベルとなる。
又、活性化したアドレス信号が全て低レベルとなる場合
は、M4〜Mn+4のいずれのトランジスタも非導通に
なり、節点Aに蓄えられた電荷は失なわれないが、φ2
が高レベルで導通状態となシ節点Bが期間T2の前の期
間′1゛1に低レベルであった時、節点Bとの間に電荷
平衡を引き起し、節点Bを高レベルとする。トランジス
タM3は節点Bをゲート入力とし、ドレイン又はソース
を前記クロック信号φ2とは少なくとも高レベルが重複
しないクロック信号φ1に接続され、もう−万のソース
又はドレインはこのデコーダ回路の出力として、ROM
又はRAMのセルのゲーL入出となる。期間T2の間に
節点Bが脛レベルとなシ、トランジスタM3のVTを越
えているならばM3け導通し、そのゲート下の反転層と
節点Bとの容I結合によシクロツク信号φ1が低レベル
から高レベルへ変化する時、節点Bは押し上げられ、よ
シ高レベルとなる。この時、φ2は低レベルドナってお
りトランジスタM2は非導通状態となっている為、節点
Bの容量はトランジスタM2のゲートとソースとの間の
容量、拡散層としての基板との間の接合容量を考えれば
よく、前記2つの容量とトランジスタM3のゲート容量
との比で節点Bの押し上る割合は決まる。逆に期間T2
の間に節点Bが低レベルとなったならば、次の期間1゛
1に入り、トランジスタM2が非導通となった時、ト/
l ランジスタM3のゲート入力節点BはVT以下の低レベ
ルである為ゲート下には反転層は存在せずクロック信号
φ1が低レベルから高レベルへと変化してもその時φ1
と結合して節点Bを押し上げる容量は、ゲー トとドレ
インとの結合容量のみとなシ、ゲート下のほとんどのゲ
ート容量は基板との間の容量と見られ、押し上げる容量
とその他の容量の比は小さく、節点Bは押し上げられず
φ1カ高レベルとなってもトランジスタM3は非導通の
ままである。
この様に、最初の期間T1で節点Aがプリチャージされ
次の期間T2には、活性化されたアドレス信号によシ、
節点A及びBの電位が定まシ次の期間Tlに先の期間T
2で定まった節点Bの電位に従い、節点Cに高レベルが
出力されるか、もしくは、高インピーダンスの状態にな
るかが決定される。この時この期間T1でも節点Aへの
プリチャージは始まっている。従って、期間T2の間に
節点Bの一位が変化する為期間T1にトランジスタM3
が導通し節点Cに高レベルが出力されても次の期間T2
にトランジスタM3が導通してφ1によシ低レベルに戻
らない場合も出てくる為、期間T2には必ず出力節点C
が低レベルとなる様にドレインを節点Cに接続し、ソー
スを接地しφ2をゲート入力としたトランジスタM4が
必要である。
この回路構成では、電源とアース間での電流経路が直接
的には存在しないので、第1図の回路が多数個で形成さ
れる本来のデコーダ回路でも通常のエンハンスメント/
テプレソシミントランジスタで構成される場合と比較し
て消費電力を低減する事ができる。しかしながらこの第
1図の様な回路構成では、節点Bに対する電荷供給源は
期間T1にプリチャージされた節点AのM)荷であシ、
直接節点BにトランジスタM1により電荷を供給する事
はない。従って、アドレス信号Ao〜Anがいずれかが
高レベルとなシ、トランジスタM5.・Mn+5のいず
れかが導通状態となった時には、節点Bとアースとの間
の電流経路が存在して、節点Bの電位は接地電位となシ
えるが、逆にアドレス信号Ao〜An全てが低レベルで
あシ、トランジスタM5.・・Mn+5 の全てが非導
通状態にある場合には、期間T1に節点Aにプリチャー
ジされた電荷9人が期間T1に節点Aの電位が接地電位
になっていたとすると、節点Bとの間に電位平衡を行A VB=CA+CB(vcc−vT) となる。ここでCAは節点Aの容量で、CBは節点Bの
容量であり、トランジスタM3のゲート容量、場合によ
りM2のゲート容量も含まれる。CAは拡散層の容量又
は、配線の浮遊容量であシ、ケート−容量が主であるC
Bと比するとCA≦CBが通常であり、従って節点B9
電位VBはプリチャージレベルVcc−V、Tに比べて
約半分以下に電位になってしまうと考えられる。この様
に低い電位ではトランジスタM3は導通状態にあると言
っても電流をIDoc (VTI−VT ) 2  と
考えると、電流は小さく出力である節点Cが扁レベルに
なる時間も長くかかシ、スピードが遅くなってしまう。
第1図に示した従来回路においては以上述べた様な欠点
を有していた。
本発明では、このような事情に鑑みてなされたもので前
記の欠点のない高速低消*電力のデコーダ回路を提供す
る事を目的とする。
本発明によれば、デコーダ回路をプリチャージする為の
第1の信号をゲート入力とし、ドレイン電源に、ソース
を第1の節点に接続した第1のトランジスタと前記第1
の節点にドレインを接続し、ソースを接地しゲート人力
にアドレス信号を接続した複数個の第2のトランジスタ
と前記第1の信号とは高レベルの期間が重複しない第2
の信号をゲート入力とし、第2の節点にドレイン又はソ
ースを接続した第3のトランジスタと、前記第2の節点
をゲート入力とし、ソース又はドレインを前記第2の信
号とは高レベルの期間が重複しない第3の信号を接続し
、ドレイン又はソースを出力である第4の節点に接続し
た第4のトランジスタとを具備したデコーダ回路におい
て、前記第2の信号をソース及びドレインに接続し、前
記第2の節点をゲート入力とした第5のトランジスタを
具備した事を特徴とするデコーダ回路が得られる。
本発明は、電荷平衡によシ、低くなってしまう節点電位
をクロック信号により押し上げ、デコーダ出力トランジ
スタのゲート電位をよシ高める回路を含んでいるので、
デコーダ出力トランジスタのgrを高め、高速で高レベ
ルを出力できるという効果がある。
次に本発明を実施例に従い、図面を用いて詳細に説明す
る。
第3図は、本発明の一実施例を示す回路図であり、第4
図は、第3図に示した回路の各部の信号波形を示しであ
る。トランジスタMAI、MA2゜・MAn+5はそれ
ぞれ従来例の第1図におけるトランジスタMl 、 M
、2 、  Mn + sに相当し、それぞれのトラン
ジスタの働きにもほとんど差異はなく、文節点り、E、
Fは節点A、B、Cに相当する。
本発明では、節点りは、期間T1にトランジスタMAI
よpVcc=’VTの電位にプリチャージされるが、こ
の時クロック信号φ2は、低レベルにあシ、クロック信
号φ2にソース、ドレインを接続し、ゲートを節点りに
接続されたエンハンスメントトランジスタMAOはケー
ト下に反転層ができゲート容量CAOにはCAO(VC
C−VT )  の電荷が蓄えられる0節点りの他の容
量をCDとすると、CD(VCC−VT)の電荷が、他
に蓄えられている。次の期間T2では、クロック信号φ
′1.φ1共に低レベルとなり、MAIはオフして節点
りへのプリチャージは終了し、又クロック信号φ2が高
レベルとなシ、トランジスタMA2はオンする。この時
もし、節点Eが先の期間It l中に低レベルであった
ならば、MA2がオンした事によシ節点りとの間にチャ
ージシェアが起るが、同時に、容量トランジスタMAO
のソース及びドレインにはクロック信号φ2が接続され
ている為、その容量カップリングによって、節点りは押
し上けられる。トランジスタMAOのディメンジョンを
適当な値にしておく事によって、節点りは、節点りと節
点Eとの間にチャージ・シェアを起してもVcc−VT
以上の高レベル値を保つ事ができ、且つ節点EもVCC
−VT  の冒レベル値とする事ができ、従来例と比し
て、節点Eの高レベルの電位をよシ亮くして、トランジ
スタMA3の、9mを高め、節点Fにクロック信号φ1
が高レベルとなった時に高レベルを出力するスピードを
速める事ができる。
この様に本発明によれば、低消費電力にして高速なRO
MあるいはRAM等に使用して有効なデコーダ回路を得
ることが出来る。
Ml 〜1Mn+6 、MAO〜MAn+5は、エンハ
ンスメント型MO8FETである。
第2図 84区

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. デコーダ回路をプリチャージする為のMlの信号をゲー
    ト入力とし、電源と第1の節点との間に接稗した第1の
    トランジスタと、前記第1の節点と接地との間に接続し
    、ゲートにアドレス信号を接続した複数個の第2のトラ
    ンジスタと、前記第1の節点と第2の節点との間に接続
    し、前記第1の信号とは高レベルの期間が重複しない第
    2の信号をゲート入力とした第3のトランジスタと、前
    記第2の節点をゲート入力としソース又はドレインを前
    記第2の信号とは高レベルの期間が重複しない第3の信
    号を接続し、ドレイン又はソースを第4の節点に接続し
    た第4のトランジスタとを具備したデコーダ回路におい
    て、前記a2の信号をソース及びドレインに接続し、前
    記第2の節点をゲート入力とした第5のトランジスタを
    具備したことを特徴とするデコーダ回路。
JP58035324A 1983-03-04 1983-03-04 デコ−ダ回路 Granted JPS59162687A (ja)

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JP58035324A JPS59162687A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 デコ−ダ回路

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JPS59162687A true JPS59162687A (ja) 1984-09-13
JPH031755B2 JPH031755B2 (ja) 1991-01-11

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5130470A (ja) * 1974-09-09 1976-03-15 Nippon Electric Co

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5130470A (ja) * 1974-09-09 1976-03-15 Nippon Electric Co

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