JPS59213090A - 駆動回路 - Google Patents

駆動回路

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JPS59213090A
JPS59213090A JP58087041A JP8704183A JPS59213090A JP S59213090 A JPS59213090 A JP S59213090A JP 58087041 A JP58087041 A JP 58087041A JP 8704183 A JP8704183 A JP 8704183A JP S59213090 A JPS59213090 A JP S59213090A
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JP
Japan
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power supply
transistor
potential
channel
supply potential
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JP58087041A
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English (en)
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Shinji Saito
伸二 斎藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ダイナミックランダムアクセス型の半導体メ
モリの行デコーダ回路などに使用される駆動回路に関す
る。
〔発明の技術的背景〕
ダイナミックランダムアクセスメモリ(以下DRAMと
略記する)の大容量化に伴なうメモリセルの微細化によ
シ、メモリセルの保持電荷量が減少し、これによってα
線入射によるソフトエラーな起こしたシ、読み出し速度
が遅くなったシする問題が発生している。そこで、メモ
リセルの保持電荷量を大きくするために、従来のD R
AMは第1図に示すような容量結合を利用している。即
ち、1〜4は行デコーダ回路のNチャンネルエンハンス
メント(ト)型トランジスタ、5はダイナミックメモリ
セルであって、トランスファゲート用のNチャンネルE
型トランジスタ6と記憶用容量7とで構成されておシ、
wLはワード線、BLはビット線である。VDDは電源
電位、φはクロック信号、R人およびRBはそれぞれ行
デコード信号であり、前記トランジスタ1,−4のゲー
トにはVDDt位が印加されておシ、トランジスタ1の
一端に信号RAが印加され、トランジスタ4の一端に信
号RBが印加され、トランジスタ2の一端に信号φが印
加される、。
いま、メモリセル5を選択する場合、先ず信号RAおよ
びRBを高電位(VDD)にしてトランジスタ1,4を
導通状態(オン)にする。このとき、トランジスタ2と
3との接続点Pの電位Vp,およびワード線WLの電位
MW L,はvl)、 = VWL, = VDD −
 VTH, − VTH3−・・・(11となる。ここ
で、VTH,、VTH,はそれぞれバックゲートバイア
ス効果のあるトランジスタ4。
3の閾値電圧である。
また、トランジスタ1と2との接続点。の電位VQは VQ = VDD − VTH, =−−−−−=−(
21となる。ここで、VTHIはパックゲートバイアス
効果のあるトランジスタ1の閾値電圧である。
次に1クロック信号φを印加する(っまシ、接地電位か
らVφ= VDD + 2 v程度まで変化させる)。
このクロック信号φの入力端と前記。点とは容量C,で
結合しておシ、上記Q点と前記P点とは容量C,で結合
しておシ、上記P点と図示R点とは容量C,で結合して
おシ、上記R点とワード線WLとは容it C 4で結
合しているので、これらの容量結合によシ上記Q点、P
点、R点、ワード線WLの電位が上昇する。第2図は上
記ワード線WLの電位VWLの時間推移を示したもので
あシ、クロック信号φを印加する前はVWLは前式(1
)のVw IJ,であシ、クロック信号φを印加した後
はVWLはほぼVφ(クロック信号φの電位)になる。
たとえばVDD = 5 Vとすると、VW L,た2
V,VφΣ7v程度である。
このようにクロツク信号φ印加によシワード線WLを上
記的7vの電位にし、メモリセル5の書き込み、読み出
し動作を行なう。このとき、メモリセル5の容量7は、
VWL − VTHN ( } ランス7アゲート60
閾値電圧であり、約2V)よ5vの電位まで充電され、
5vで読み出される。
〔背景技術の問題点〕
しかし飄上述したようにクロック信号φを印加して容量
結合に°よシワード線電位を高く設定することによって
メモリセルの容量の電荷量を大きくすることに伴ない、
回路構成が複雑化する欠点があり、結合用の大きな容量
を必要とするのでメモリチップ上の占有面積が増大化す
る欠点があり、容量結合によ)ワード線のアクセス時間
が長くなる欠点などがある6 〔発明の目的〕 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、回路構成
が簡単で半導体チップ上の占有面積が小さくて済み、出
力線を高速駆動し得る駆動回路を提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明の駆動回路は、PチャンネルMO8トラン
ジスタのソースを第1の電源電位に設定し、そのドレイ
ンと接地端との間にNチャンネルMO8)ランジスタを
挿入接続し、これらのトランジスタのゲート入力として
前記第1の電源電位よシ低い第2の電源電位で動作する
第2電源系回路からの出力信号を導き、前記Pチャンネ
ルMO8)ランジスタの閾値電圧を前記第1の電源電位
と第2の電源電位との差に等しいかそれよシも大きくし
たことを%徴とするものである。
このような駆動回路によれば、ゲート入力が低中位(接
地電位)のときにはPチャンネルトランジスタがオン、
Nチャンネルトランジスタがオフになって、そのドレイ
ンに接続される出力線を接地電位から第1の電源電位ま
で高速に充電して昇圧駆動する。また、ゲート入力が高
電位(第2の電源電位)のときには、Nチャンネルトラ
ンジスタがオン、Pチャンネルトランジスタはオフにな
シ、前記出力線を高速に放電させて接地電位へ降圧駆動
する。また、結合用容量とかクロック信号φを用いない
ので、回路構成は至って簡単でアル、半導体チップ上の
占有面積が小さくて済む。
〔発明の実施例〕
以下、同面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第3図において、5はDRAMのメモリセルであって、
第1図を参照して前述したようにトランスファゲート6
と記憶用容警7とで構成されておシ、WLはワード線、
BLはビット線である。30は0MO8)ランジスタ(
相補型絶縁ゲート型トランジスタ)で構成されたCMO
Sインバータであって、行デコード信号RCKより前記
ワード線WLを駆動する駆動回路として用いられている
。即ち、Pチャンネルエンハンスメント型トランジスタ
3ノのソースがVDD、電位の第1電源に接続され、N
チャンネルエンハンスメント型トランジスタ320ンー
スがV8B電位(接地電位)端に接続され、上記両トラ
ンジスタ31.32の各ドレインは相互に接続されると
共に前記ワード線WLに接続され、各ゲート侠相互に接
続されると共に行デコード信号RC9加される。
そして、上記行デコード信号RCは、前記第1電源系の
電源電位VDD、よシは低い電源電位VDD、の第2電
源系で作られたものでsb、Vss(OV)からVDD
、まで変化する。この場合、VDD2電位は第1電源系
で動作する定電圧回路(図示せず)で発生される。
次に、上記駆動回路の動作を説明する。いま、行デコー
ド信号RCが低電位(Vss)のとき、Pチャンネルト
ランジスタ31は導通(オン)し、Nチャンネルトラン
ジスタ32は非導通(オフ)になる。したがって、ワー
ド線WLの電位VWLはVDD、になる。これに対して
、行デコード信号RCが高電位(VDD、)のと(、N
チャンネルトランジスタ32はオンになシ、Pチャンネ
ルトランジスタ3)はその閾値電圧VTHPを vTp≧vDD、  −VDD。
となるように予め設定しておくことによってオフになる
。したがって、ワードwWLの電位■WLはVB2にな
る。このワード線WLの電位VWLの時間推移を第4図
に示している。
即ち、上記駆動回路によれば、前述したような容量結合
を用いておらず、ワード線WLを低電位(Vss)から
高電位(VDD、)へ高速にアクセスすることが可能で
あシ、その回路構成は至って簡単であシ、結合用の大き
な容量を必要としないのでメモリチップ上の占有面積が
小さくて済む。
次に、本発明の応用例を第5図および第6図を参照して
説明する。第5図において、11はDRAMのメモリセ
ルアレイであって、たとえば第1ブロツク列11.〜第
4ブロック列1ノ。
の4ブロツクに等分されている。12は行デコーダ回路
であって、VDD、電位の第2電源系で動作する。13
は上記行デコーダ回路12内で行デコード信号nが入力
するインバータであって、VsS電位とVDD2電位と
の間で変化するワード線駆動信号WDを共通ワード線1
4へ送シ出す。この共通ワード線14は前記各ブ四ツク
列1ノ、〜114へ共通に接続されている。
一方、15はブロック列選択回路であって、VDD、電
位の第2電源系で動作するインバータからなシ、ブロッ
ク列選択用デコード信号CDが入力し、VSS電位とV
DD、 電位との間で変化するブロック列選択信号8D
を出力する。そして、前記各ブロック列111〜1ノ4
にはそれぞれ第6図に示すようなノアゲートeoからな
るワード線駆動回路を設けておき、各ブロック列毎にそ
れぞれのワード線WLおよびメモリセル5を高速に選択
するようにしている。即ち、第6図のワード線駆動回路
は第1電源系で動作するものであシ、■DDI電位端と
V8B電位端との間に第1.第2のPチャンネルトラン
ジスタ61.62および第1のNチャンネルトランジス
タ63が直列に接続され、この第1のNチャンネルトラ
ンジスタ63に並列に第2のNチャンネルトランジスタ
64が接続されている。そして、上記トランジスタ61
.63の各ゲートに前記共通ワード線14のワード線駆
動信号WDが導かれ、トランジスタ62.64の各ゲー
トに前記ブロック列選択信号SDが導かれ、トランジス
タ62,63.64の各ドレインの相互接続点に各ブロ
ン°り列内のワードWLが接続されている。なお、上記
トランジスタ6ノの闇値電圧v’rp、およびトランク
、スタ62の閾値電圧VTP2はそれぞれVDD、とV
DD2との差に等しいかもしくはそれよシも大きい値を
有している。
したがって、共通ワード線14の信号WDが低電位(V
SS)、ブロック列選択信号SDが低電位(VSS)の
ときに、トランジスタ61および62がオンになシ、ト
ランジスタ63および64がオフになシ、ワード線WL
がVDD、i位になってメモリセル5の選択が行なわれ
る。これに対して、共通ワード線ノ4の信号WDもしく
はブロック列選択信号SDが高電位(VDD2)のとき
、トランジスタ61もしくは62がオフになシ、トラン
ジスタ63もしくは64がオンになシ、ワード線WLが
V8s電位になって非選択状態になる。
なお、前記ノアゲートのPチャンネルトランジスタ61
,62は少なくとも一方の閾値電圧が≧VDD、−VD
D、になっていればよい。
また、第5図の各ブロック列11.〜114に対応して
ブロック列選択回路を設け、各ブロック列における前記
ノアゲートの一方の入力として対応するブロック列選択
回路からの選択信号8Di(i=1〜4)を導くように
変更してもよい。
なお、本発明は上記実施例、応用例に示したようなりR
AMのみに限らず、外部電源電位(VDDI )が5■
、内部電源電位(VDD2)がたとえば3Vの如く2電
源系統を有するスタティックRAM5るいはEPROM
(電気的書き込み可能な読出専用メモリ)などにも適用
可能である。
さらに、本発明は上述したようなワード線用の駆動回路
のみに限らず、内部回路をたとえば3vで動作させ入出
力回路を5■で動作させるような半導体集積回路にも適
用可能である。即ち、たとえば第7図に示すようなデー
タ出力回路のCMOSインバータ71.72をVDD、
市1源系で動作させ、CMO8出力パツファ73をVD
D。
雪源系で動作させるようにし、この出力バッファ73に
おけるPチャンネルトランジスタ74の閾値■、圧をV
DDI(たとえば5■)−VDD2(たとえば3V)に
等しいかそれよシも犬きくしておくことによって、出力
線75をV8B電位とVDD、電位とに設定することが
できる。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の駆動回路によれば、回路構成が
簡単で半導体チップ上の占有面積が小さくて済み、出力
線を高速駆動することがで禽るので、半導体メモリのワ
ード紳風動回路などに使用して好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のDRAMの一部を示す回路図、第2図は
第1図のワード線の電位変化を示す特性図、第3図は本
発明に係る駆動回路の一例を示す回路図、第4図は第2
図のワード線の電位変化を示す特性図、第5図は本発明
の応用例を示す半導体メモリの要部を示す構成説明図、
第6図および第7図はそれぞれ本発明の他の実施例を示
す回路図である。 30・・・CM08インバータ、31,61.62・・
・Pチャンネルトランジスタ、32,63.64・・・
Nチャンネルトランジスタ、60−°°ノアゲート、W
L・・・ワード線、RC・・・行デコード信号、VDD
、・・・第1の電源電位、VDDt・・・第2の電源電
位、VTP 、VTP、、VTP!・・・閾値電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  第1の電源電位にソースが接続されたPチャ
    ンネルMOS)ランジスタと、このPチャンネルMOS
    )ランジスタのドレインと接地端との間に挿入接続され
    たNチャンネルMOSトランジスタとを具備し、これら
    のトランジスタのゲート入力として前記第1の電源電位
    より低い第2の電源電位で動作する第2電淵系回路から
    の出力信号が導かれ、前記PチャンネルMO8)ランジ
    スタの閾値電圧が前記第1の電源電位と第2の電源電位
    との差に等しいかそれよシも大きいことを特徴とする駆
    動回路。 (2)  前記PチャンネルMO8)ランジスタのドレ
    インとNチャンネルMO8)ランジスタのドレインとが
    接続されて0MO8インバータが形成されてなることを
    特徴とする特許 求の範囲第1項記載の駆動回路。 (3]  前記0MO8インバータは半導体メモリに用
    いられ、その入力として行デコード信号が導かれ、その
    出力でワード線を駆動することを特徴とする前記特許請
    求の範囲第1項記載の駆動回路。 (4)第1,第2のPチャンネルMOS}ランジスタが
    直列接続され、その一端が第1の宵,源電位に設定され
    、その他端が第1,第2のNチャンネルMO8}ランジ
    スタを並列に介して接地され、第1のPチャンネルMO
    S}ツンジスタと第1のNチャンネルMO8}ランジス
    タとのゲート相互が接続されて前記第2電源系回路から
    の第1の出力信号が導かれ、第2のPチャンネルM08
    トランジスタと第2のNチャンネルMOSトランジスタ
    とのゲート相互が接続されて前記第2電源系回路からの
    第2の出力信号が導かれるノアゲートからなり、上記2
    個のPチャンネルMOS}ランジスタのうちの少なくと
    も1個の閾値電圧は、前記第1の電源電位と第2の電源
    電位との差に等しいかそれよシも大きいことを特徴とす
    る駆動回路。 (5)  前記ノアゲートはメモリセルアレイが複数の
    ブロック列に分割された半導体メモリに用いられ、前記
    第1の出力信号は行デコード信号であシ、第2の出力信
    号は前記複数のブロック列を選択するためのブロック列
    選択信号でヲ)シ\ノアゲートの出力によりメモリセル
    アレイに共通のワード線を駆動することを特徴とする特
    許 動回路。 (6)前記第2の電源電位は、第1の電源電位で動作す
    る定電田回路で発生されることを特徴とする前記特許請
    求の範囲第1項記載の駆動回路。
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