JPS6020222A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6020222A
JPS6020222A JP58127707A JP12770783A JPS6020222A JP S6020222 A JPS6020222 A JP S6020222A JP 58127707 A JP58127707 A JP 58127707A JP 12770783 A JP12770783 A JP 12770783A JP S6020222 A JPS6020222 A JP S6020222A
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Japan
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clear
signal
circuit
semiconductor integrated
power supply
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JP58127707A
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Atsuo Masumura
温夫 増村
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、0MO3(相補型MO8)回路で構成されたRAM
 (ランダム・アクセス・メモリ)と各種情報処理を行
うディジタル制御回路とを含み、そのオートクリア回路
に有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
電子式卓上計算機等は、フリップフロンブ回路。
レジスタ等の記憶回路を含んでいる。したがって、電源
電圧投入時にこれらの必要な記憶回路をクリアして自動
的に初期設定を行うことが便利である。
本願発明者等は、電源投入時にクリア信号を発生させて
おいて、内部回路の動作に必要なりロック信号等を利用
してキャパシタにチャージアップを行い、複数個のクロ
ックの到来によってチャージアップされた電圧により、
クリア信号の解除を行うことをこの発明に先立って考え
た。
このようなオートクリア回路にあっては、0M08回路
で構成されたRAMを含む半導体集積回路装置において
、次のような欠点のあることが本願発明者によって明ら
かにされた。
上記オートクリア方式では、上記記憶回路等の内部回路
が完全に動作状態になって初めてクリア信号に応答する
ものである。したがって、初期設定される回路の下限動
作電圧は、オートクリア回路より絶対値的に小さな電圧
である必要がある。
しかし、CMOSスタティック型RAMを内蔵した場合
には、その下限動作電圧が比較的大きな値となることが
判明した。この理由は、メモリセルがCMOSフリンプ
フロップと、その一対の入出力端子を相補対データ線に
接続する伝送ゲートMO3FETとにより構成され、上
記伝送ゲートMO3FETによって伝達する信号レベル
がそのしきい値電圧分だけレベル損失の生じることに起
因している。特に、pチャンネルMOS F ETのし
きい値電圧が低(、nチャンネルMOS F ETのし
きい値電圧が高いものでは、上記伝送ゲートMO3FE
Tにおけるレベル損失が大きくなるのでこの傾向が大き
くなる。
そこで、本願発明者は、上記メモリセルと同じ回路構成
のフリップフロップを用いて、その反転動作によって形
成される信号を上記クリア解除を行う論理条件の一部と
して利用することを考えた。
(発明の目的〕 この発明の目的は、確実なオートクリア動作を実現した
半導体集積回路装置を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
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。
すなわち、CMO3RAMのメモリセルと同じ回路構成
のダミーセルを形成して、その反転動作により形成され
た信号をクリア解除を行う論理条件の一部として用いる
ことにより、確実なオートクリア動作を実現するもので
ある。
〔実施例〕
第1図には、この発明の一実施例を示すオートクリア回
路の回路図が示されている。
同図では、特に制限されないが、MO3FETQ1のよ
うな回路記号で示したpチャンネルMO3FETと、M
O5FETQ7のような回路記号で示したnチャンネル
MO3FETとによって構成される。また、MO3FE
TQ4のように添字りが付されたMOSFETは、ディ
ブレ7シヨン型MOS F ETであり、他のMOSF
ETはエンハンスメント型MO5FETである。このよ
うな回路素子は、公知のCMO5集積回路技術によって
1個のシリコンのような半導体基板上において形成され
る。また、特に制限されないが、この実施例の回路では
、負の電源電圧−VDDが用いられている。
ダイオード形態のMO3FETQIとQ2と;’+<並
列形態に接続される。このうち、MO3FETQ1は、
電源遮断時にオン状態となってMO3FETQ3のゲー
ト容量に苺積された電圧を放電するためのものである。
また、MO3FETQ2は、そのしきい値電圧vthに
よって電源電圧VDDのし・ベルシフトを行い−(VD
D−Vth) 電圧を形成してMO3FETQ3のゲー
トに伝える。このMO3FETQ3のソースは、接地電
位点に接続される。そして、そのドレインと電源電圧−
V DDとの間には、MO3FETQ5とλ40 S 
F E T Q 4とが直列形態に接続される。
上記MO3FETQ4は、上述のようにディプレッショ
ン型MO3FETであり、抵抗手段として作用する。ま
た、MO3FETQ5のゲートには、後述するラッチ回
路の一方の出力点N4の電圧が供給される。上記MO3
FETQ4.Q5の接続点N1の電圧は、MO3FET
Q6のゲートに伝えられる。このMO3FETQ6のソ
ースと電源電圧−VDDとの間には、クロック信号φ1
とφ2とをそれぞれ受ける直列形態のMO3FETQ9
.QBが設けられる。また、上記MO3FETQ6のド
レイン側と回路の接地電位点との間には、M OS F
 E T Q 7とキャパシタCとが直列形態に設けら
れる。上記MO5FETQ7のゲートには、後述するダ
ミーセルの出力信号N2が供給される。
上記直列形態のMOSFETQ6.Q7の両端には、M
O3FETQI Oが設けられる。このMO3FETQ
IOのゲートには、後述するラッチ回路の一方の出力点
N4の電圧が供給される。また、上記キャパシタCと電
源電圧−VDDとの間には、電源遮断時にキャパシタC
の一方の電極N3の蓄積電圧を放電させるダイオード形
態のMO3FETQI 1が設けられる。
ラッチ回路は、次の各回路素子によって構成される。ラ
ンチ回路は、基本的にはMOS F ETQ16とQl
4及びMO3FETQI 9とQ21とによりそれぞれ
構成されたCMOSインバータ回路の入力と出力とを交
差結線することによって形成される。
上記MOSFETQI 6.Ql 9には、それぞれM
O3FETQI 7,0.20が直列形態に接続される
。これらのMO3FETQ1?、Q20(7)ゲートに
は、通常の動作状態で形成されたクリア起動信号Sが供
給されることによって、通常動作状態でのクリア信号A
CLが形成される。
電源投入時に一方の値に安定させるため、上記MO3F
ETQI 6.Ql 7の両端には、ディプレッション
型MO3FETQ15が設けられる。
また、上記MO,5FETQ14には、クロック信号φ
を受けるMO3FETQI 3が並列形態に設けられる
。そして、これらのMO3FETQI 3゜Ql4と上
記ラッチ回路の一方の出力点N4との間には、上記キャ
パシタCの接続点N3の電圧を受けるM OS F E
 T Q 12が設けられる。さらに、上記クリア起動
信号Sがゲートに供給されたMO5FETQ23が上記
MOSFETQ21に並列形態に設けられ、ラッチ回路
の他方の出力点N5と、電源電圧−VDDとの間には、
電源遮断時に出力点N5を放電させるダイオード形態の
MO3FETQ22が設けられる。この他方の出力点N
5からオートクリア信号ACLが送出される。
ダミーセルは、MO3FETQ25.Q26と027、
Q2Bとでそれぞれ形成されたCMOSインバータの入
出力間を交差結線して構成される。
そして、その一方の入出力端子と回路の接地電位点との
間には、初期設定のためのダイオード形態のMO3FE
TQ31が設けられる。また、上記一方の入出力端子と
電源電圧−VDDとの間には、電源投入時における反転
動作を行わせるため、伝送ゲー)MO3FETQ29.
30が並列形態に設けられる。これらのMO3FETQ
29.Q30のゲートは、回路の接地電位点にそれぞれ
接続される。他方の入出力端子と回路の接地電位点との
間には、上記同様な伝送ゲー)MO3FETQ32が設
けられる。このダミーセルの他方の入出力端子N2の信
号が上記MO3FETQ7のゲートに供給される。
次に、第2図の動作波形図に従って、上記実施例回路の
動作を説明する。
電源電圧−VDDがその電源投入によって立ち上がると
き、ダミーセルのMO3FETQ31がウイークリイに
オン状態となってMO8FETQ27をオン状態にさせ
る。このMO3FETQ27のオン状態によってMO3
FETQ26をオン状態とする。したがって、ダミーセ
ルの出力信号N2は、上記MO3FETQ27のオン状
態によって形成されるロウレベル(−VDD)レベルに
安定する。また、クリア起動信号Sは、ハイレベル(接
地電位)になっている。
一方、ラッチ回路の接続点N4の電位は、ディプレッシ
ョン型MO3FETQI 5を介して電源電圧−VDD
が供給されるのでこれに従って立ち上がる。この接続点
N4の電位がMO3FETQ21のしきい値電圧以上に
なると、MO5FETQ21はオン状態となって出力点
N5(クリア信号ACL)をハイレベル(接地電位)と
してクリア状態にする。また、MOSFETQ2を介し
た電源電圧−VDDが供給されるMO3FETQ3は、
上記MO3FETQ2によってレベルシフトされた電圧
−(Voo−Vth)がそのしきい値電圧に到達すると
オン状態になる。このMO3FETQ3と上記接続点N
4の電圧を受けるMOSFETQ5とが共にオン状態に
なったとき、ディプレッション型MO3FETQ4との
コンダクタンス比に従って接続点N1の電位が接地電位
側に上昇する。
ソシテ、ソノ電位(N1)がMO3FETQ6(7)し
きい値電圧に到達するとMO3FETQ6はオン状態に
なる。また、ロジック回路が動作を開始してクロック信
号φ1.φ2が発生するとMOSFETQB、Q9はこ
れに従ってオン/オフ状態となる。このような電圧に電
源電圧−vDoが立ち上がったとき、実質的なロジック
回路のクリア動作が開始される。
次に、さらに電源電圧−VDDが絶対値的に大きくなる
と、ダミーセルの伝送ゲートMO3FETQ29.Q3
0及びQ32等がオン状態になって、しかもダミーセル
を反転させるに必要なコンダクタンス特性となったとき
、ダミーセルのMOSFETQ2B、Q25はオン状態
に切り替わり、同図に一点破線で示すように出力信号N
2はハイレベルに反転する。
この出力信号N2のハイレベルによってMOSFETQ
7はオン状態となる。したがって、キャパシタCには、
クロック信号φ1.φ2に従ったチャージアップが行わ
れる。これにより、接続点の電位は階段波状に立ち上が
る。この電位がMOSFETQ12のしきい値電圧に到
達すると、MO3FETQI 2はオン状態となる。特
に制限されないが、この実施例では内部のクロック信号
φ(φ1又はφ2でもよい)に同期してクリア解除を行
うようにしている。すわなち、上記MO3FETQ12
がオン状態になった後のクロック信号φが到来したとき
、MO3FF、TQI 3がオン状態になるので、接続
点N4の電位をハイレベルに引き抜くものである。なお
、上記クリア起動信号SのハイレベルによりMO3FE
TQ17.Q20はオン状態となっており、MO3FE
TQ23はオフ状態にな″っている。したがって、MO
SFETQ19.Q20が共にオン状態になるので、同
図に破線で示すように出力信号ACLは、ロウレベルに
反転する。すなわち、クリア解除が行われる。
また、このような動作状態において、クリア起動信号S
をロウレベルにすると、MO3FETQ17、Q20は
オフ状態に、MO3FETQ23はオン状態になるので
、上記ラッチ回路が反転してハイレベルのクリア信号A
CLを形成する。そして、再びクリア起動信号Sをハイ
レベルにすると、クロック信号φに同期してその解除が
行われる。このように、この実施例回路では、オートク
リア動作と、通常のクリア動作とが行われる。
また、電源遮断時には、上記ダイオード形態のMO3F
ETQI、Ql 1.Q22及びディプレッション型M
O3FETQ4.Q15を通して、各ノードの負電位の
放電が行われることによって、次の電源投入での上述の
ような動作を保証するものである。
なお、特に制限されないが、このオートクリア回路を内
蔵した半導体集積回路装置の電源は、例えば太陽電池に
よって構成されたいる。
(効 果〕 +1) CM OSスタティック型RΔλ1を含む半導
体集積回路装置でのオートクリア信号の解除をダミーセ
ルの反転動作を確認してから行うごとによって、確実な
オートクリア動作を実現することができるという効果が
得られる。
(2)上記ダミー・セルの反転動作と、クロック信号を
用いたキャパシタへ、の充電動作との双方の条件が成就
したとき、クリアB除を行うことによってより確実なオ
ートクリア動作を実現することができるという効果が得
られる。
(3)クロックf君号を用いてクリア解除クイミングを
規定することによって、クリア解除後のロジック動作を
確実にできるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。電源投入時にクリア信
号を発注する回路は、例えば、そのコンダクタンス特性
を非対象することによって一方に安定するフリップフロ
ップ回路を用いるもの等、種々の変形を採ることができ
るものである。
また、ダミーセルを電源投入時に一方に安定させる手段
も種々の実施形態を採ることができるものである。
〔利用分野〕
この発明は、CMOSスタティック型RAMを内蔵し、
オートクリア動作を必要とする各種半導体集積回路装置
に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すオートクリア回路
の回路図、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.0M03回路で構成されたRAMと、ディジタル制
    御回路と、電源電圧の立ち上がり時にディジタル制御回
    路のクリア信号を形成するクリア信号発生回路と、上記
    RAMを構成するメモリセルと同じ構成のダミーセルか
    ら成り、電源電圧の立ち上がり時に一方の値に安定し、
    定常的にオン状態とされる電圧がゲートに供給された伝
    送ゲートMO3FETを介して電源電圧及び又は接地電
    位を供給することによって他方の値に反転させられた信
    号を上記クリア信号を解除させる論理条件の一部として
    用いられるクリア解除回路とを含むことを特徴とする半
    導体集積回路装置。 2、上記クリア解除回路は、上記ダミーセルからの反転
    信号、電源電圧のレベルシフト電圧及びクロック信号と
    をそれぞれ受けるMOS F ETと、これらのMOS
    FETを介してチャージアンプされるキャパシタとを含
    み、このキャパシタにおけるチャージアップ電圧をクリ
    ア解除信号として用いることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、上記半導体集積回路装置は、光電池を電源電圧とし
    て動作するものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1又は第2項記載の半導体集積回路装置。
JP58127707A 1983-07-15 1983-07-15 半導体集積回路装置 Granted JPS6020222A (ja)

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JPS6020222A true JPS6020222A (ja) 1985-02-01
JPH0315765B2 JPH0315765B2 (ja) 1991-03-01

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7701265B2 (en) 2006-04-11 2010-04-20 Elpida Memory, Inc. Power-on reset circuit using flip-flop and semiconductor device having such power-on reset circuit
US9387396B2 (en) 2010-03-23 2016-07-12 Callaghan Innovation Exercise system and controller

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US7701265B2 (en) 2006-04-11 2010-04-20 Elpida Memory, Inc. Power-on reset circuit using flip-flop and semiconductor device having such power-on reset circuit
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