JPS61214551A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JPS61214551A
JPS61214551A JP60054561A JP5456185A JPS61214551A JP S61214551 A JPS61214551 A JP S61214551A JP 60054561 A JP60054561 A JP 60054561A JP 5456185 A JP5456185 A JP 5456185A JP S61214551 A JPS61214551 A JP S61214551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance
circuit
output
time
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60054561A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Saito
良和 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60054561A priority Critical patent/JPS61214551A/en
Publication of JPS61214551A publication Critical patent/JPS61214551A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body

Abstract

PURPOSE:To reduce generation of noise by providing a switch element which supplies the earth potential with a large ON resistance and a switch element which supplies the earth potential with a small ON resistance with a certain delay time to an external terminals. CONSTITUTION:A series resistance and a capacitance are added to an output terminal Dout of the output circuit OB. At the timing t1 where a drive signal turns to L from H, a bipolar transistor T11 turns OFF and thereby Dout gradually changes to L from H. Meanwhile, when the drive signal changes to H from L and it reaches a threshold value of FET Q41 at the comparatively quick timing t2, Q41 turns ON and Dout is set to L with a large ON resistance. At the time t3 after the time t1, FET Q42 turns ON to come to further low level L with a small resistance which is lower than a logical threshold voltage of T<2>L. Thereby, a current does not flow during the period from time t1-t2, an extracted current of L level flows during the period from time t2-t3 where Q41 is ON, the rated current IOL of L level flows after the time t3 where Q42 is ON and a peak current (indicated by a broken line) of it can be reduced. Accordingly, generation of noise can be inhibited.

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、CMO3(相補型MO3)スタティック型RAM 
(ランダム・アクセス・メモリ)の周辺回路の一部にバ
イポーラ型トランジスタを組み込んで構成された半導体
記憶装置に利用して有効な技術に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, a CMO3 (complementary MO3) static type RAM.
The present invention relates to a technique that is effective for use in a semiconductor memory device configured by incorporating a bipolar transistor into a part of the peripheral circuit of a (random access memory).

〔背景技術〕[Background technology]

CMOSスタティック型RAM (ランダム アクセス
 メモリ)をECL (エミッタ カップルド ロジッ
ク)回路により直接アクセスするようにしたCMO3−
ECLコンパチブルRAMが、アイニスニスシー ダイ
ジェスト オン テクニカル ペーパーズ(ISSCD
IGEST OF TBCHNICALPAPf!RS
)誌の1982年、2月号1頁248〜頁249によっ
て公知である。また、CMOSスタティック型RAMの
高速化のために、バイポーラ型トランジスタを用いたも
のが特開昭56−58193号公報、日経マグロウヒル
社1984年5月21日付「日経エレクトロニクス1頁
198等により提案されている。このように、0M03
回路とバイポーラ型トランジスタ回路とを組合せたRA
Mが種々提案されている。
CMO3- in which CMOS static RAM (random access memory) is directly accessed by ECL (emitter coupled logic) circuit.
ECL compatible RAM has been published in the International Digest on Technical Papers (ISSCD).
IGEST OF TBCHNICALPAPf! R.S.
) magazine, February issue, 1982, pages 1, 248-249. Furthermore, in order to increase the speed of CMOS static RAM, a method using bipolar transistors was proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-58193, Nikkei McGraw-Hill, May 21, 1984, Nikkei Electronics, p. 198, etc. In this way, 0M03
RA that combines a circuit and a bipolar transistor circuit
Various types of M have been proposed.

ところで、半導体集積回路装置にあっては、その出力端
子Doutに結合されてしまうプリント配線板等の実装
基板に存在する浮遊容量や信号入力装置の入力容量など
からなる比較的大きな容量値の負荷容量(寄生容量)を
駆動できることが必要とされる。そのため、出カスイソ
チング棄子は、かかる負荷容量のチャージアップ又はデ
ィスチャージのために、比較的大きな電流を電源供給線
及び回路の接地線に流させる。RAMのような半導体集
積回路内の電源電圧線Vccと回路の接地線Vs3は、
それぞれ無視できない抵抗及びインダクタンスを持つの
で、それぞれに比較的大きなノイズが発生する。特に、
回路の接地線のノイズは、例えばメモリセルからの微少
読み出し信号を増幅するセンスアンプや、入力バッファ
のレベルマージンを悪化させる原因になる。また、×4
又は×8ビットのように複数ビットの単位でアクセスす
るRAMのように、複数の出力回路を持つ半導体集積回
路装置にあっては、上記ノイズレベルが出力回路の数に
応じて増大するので大きな問題になるものである。
Incidentally, in a semiconductor integrated circuit device, there is a load capacitance with a relatively large capacitance value, which is composed of stray capacitance existing in a mounting board such as a printed wiring board and the input capacitance of a signal input device that is coupled to the output terminal Dout. (parasitic capacitance) is required. Therefore, the output isostatic current causes a relatively large current to flow through the power supply line and the ground line of the circuit in order to charge up or discharge the load capacitance. The power supply voltage line Vcc in a semiconductor integrated circuit such as a RAM and the circuit ground line Vs3 are
Since each has non-negligible resistance and inductance, relatively large noise is generated in each. especially,
Noise in the ground line of the circuit causes deterioration of the level margin of, for example, a sense amplifier that amplifies a minute read signal from a memory cell or an input buffer. Also, ×4
In semiconductor integrated circuit devices that have multiple output circuits, such as RAMs that are accessed in units of multiple bits such as x8 bits, this is a major problem because the noise level increases with the number of output circuits. It is something that becomes.

(発明の目的〕 この発明の目的は、ノイズの発生を低減させた出力回路
を含む半導体集積回路装置を提供することにある。
(Object of the Invention) An object of the invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including an output circuit in which noise generation is reduced.

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。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、外部端子へ比較的大きなオン抵抗を持って回
路の接地電位を供給する第1の出カスイソチング棄子と
、上記第1のスイッチング素子より遅れて動作し、上記
外部端子へ比較的小さなオン抵抗を持って回路の接地電
位を供給する第2のスイッチング素子とを設けるもので
ある。
That is, a first output isolating resistor that supplies the circuit's ground potential with a relatively large on-resistance to the external terminal, and a first output isolator that operates later than the first switching element and has a relatively small on-resistance to the external terminal. and a second switching element that supplies the ground potential of the circuit.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明が通用されるスタティック型RA
Mのブロック図が示されている。同図には、記憶容量が
約64にビット、出力が4ビツトのRAMの内部構成を
示している。同図において、破線で囲まれた各回路部は
、半導体集積回路技術によって、1個の単結晶シリコン
のような半導体基板上において形成される。
FIG. 1 shows a static type RA to which this invention is applicable.
A block diagram of M is shown. This figure shows the internal configuration of a RAM with a storage capacity of approximately 64 bits and an output of 4 bits. In the figure, each circuit section surrounded by a broken line is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon using semiconductor integrated circuit technology.

この実施例のスタティック型RAMは、それぞれが12
8列(ロウ)X12B行(カラム)−16384ビツト
(約16にビット)の記憶容量を持つ4つのマトリック
ス(メモリアレイM−ARY1〜M−ARY4)を有し
、これにより合計で約64にビットの記憶容量を持つよ
うにされている。複数のメモリセルMCを有する各メモ
リアレイM−ARY 1〜メモリアレイM−ARY4か
ら所望のメモリセルMCを選択するめのアドレス回路は
、アドレスバンファADB、 ロウアドレスデコーダR
−DCR,カラムアドレスデコーダC−DCR,カラム
スイッチC−3WI〜C−5W4等から構成される。
Each static type RAM in this embodiment has 12
It has four matrices (memory arrays M-ARY1 to M-ARY4) with a storage capacity of 8 columns (rows) x 12B rows (columns) - 16384 bits (approximately 16 bits), resulting in a total of approximately 64 bits. It has a storage capacity of . An address circuit for selecting a desired memory cell MC from each memory array M-ARY 1 to memory array M-ARY 4 having a plurality of memory cells MC includes an address buffer ADB and a row address decoder R.
-DCR, column address decoder C-DCR, column switches C-3WI to C-5W4, etc.

上記メモリセルMCは、図示しないが、相互において同
じ構成とされており、特に制限されないが、そのゲート
、ドレイン間が互いに交差結線された一対のNチャンネ
ル記憶MOSFETと、そのドレインにそれぞれ設けら
れた情報保持用抵抗、上記記憶MOS F ETと一対
の相補データ線り。
Although not shown, each of the memory cells MC has the same configuration, and includes a pair of N-channel storage MOSFETs whose gates and drains are cross-connected to each other, and a pair of N-channel storage MOSFETs whose gates and drains are cross-connected to each other. A resistor for holding information, and a pair of complementary data lines to the above-mentioned memory MOS FET.

Dとの間にそれぞれ設けられたNチャンネル伝送ゲート
MO3FETとで構成されている。上記メモリセルMC
は、上記抵抗の接続点に電源電圧Vccが供給されるこ
とによって記憶情報を保持する。
and an N-channel transmission gate MO3FET provided between each of them and D. The above memory cell MC
holds stored information by supplying power supply voltage Vcc to the connection point of the resistor.

上記抵抗は、記憶情報の保持状態におけるメモリセルM
Cの消費電力を減少させるため、例えば、数メグオーム
ないし数ギガオームのような高抵抗値にされる。また、
上記抵抗は、メモリセルの占有面積を減少させるため、
例えば、MOSFETを形成する半導体基板の表面に絶
縁膜を介して形成された比較的高抵抗のポリシリコン層
から構成される。
The above resistance is the memory cell M in the storage information retention state.
In order to reduce the power consumption of C, it is made to have a high resistance value, for example, several megohms to several gigaohms. Also,
The above resistance reduces the area occupied by the memory cell, so
For example, it is composed of a relatively high-resistance polysilicon layer formed on the surface of a semiconductor substrate forming a MOSFET with an insulating film interposed therebetween.

情報の読み出し/書き込みを扱う信号回路は、特に制限
されないが、データ入力回路DIBI〜DIB4.デー
タ出力回路DOBI−DOB4゜センスアンプSAI〜
5A16から構成される。
Signal circuits that handle reading/writing of information are not particularly limited, but include data input circuits DIBI to DIB4. Data output circuit DOBI-DOB4゜Sense amplifier SAI~
Consists of 5A16.

情報の読み出し/書き込み動作を制御するためのタイミ
ング回路は、特に制限されないが、内部側!II信号発
生回路COM−GE、センスアンプ選択回路GSから構
成されている。
The timing circuit for controlling information read/write operations is not particularly limited, but may be internal! It consists of a II signal generation circuit COM-GE and a sense amplifier selection circuit GS.

ロウ系のアドレス選択線(ワード線W1〜W128)に
は、アドレス信号AO〜A6に基づいて得られる128
通りのデコード出力信号がロウデコーダR−OCRより
送出される。このデコード出力信号は、特に制限されな
いが、ロウアドレスデコーダR−DCRを中心にして左
右に配置された2つづつのメモリアレイM−ARYI、
M−ARY2とメモリアレイM−ARY3.M−ARY
4の上記ワード線W1〜W128に対して共通に供給さ
れる。
The row address selection lines (word lines W1 to W128) have 128 lines obtained based on the address signals AO to A6.
A decoded output signal according to the row decoder R-OCR is sent out. This decode output signal is transmitted from two memory arrays M-ARYI arranged on the left and right sides of the row address decoder R-DCR, although not particularly limited.
M-ARY2 and memory array M-ARY3. M-ARY
It is commonly supplied to the four word lines W1 to W128.

カラム系のアドレス選択線Yl〜Y128には、アドレ
ス信号A7〜A13に基づいて得られる128通りのデ
コード出力信号がカラムデコーダC−DCRより送出さ
れる。このデコード出力信号は、特に制限されないが、
カラムアドレスデコーダC−DCRを中心にして左右に
配置された2つづつのカラムスイッチC−5WI、C−
3W2とC−3W3.C−5W4に対して共通に供給さ
れる。
128 decoded output signals obtained based on address signals A7 to A13 are sent to column-system address selection lines Yl to Y128 from a column decoder C-DCR. This decoded output signal is not particularly limited, but
Two column switches C-5WI and C- are placed on the left and right sides of the column address decoder C-DCR.
3W2 and C-3W3. Commonly supplied to C-5W4.

アドレスパンツfADBは、外部端子から供給されたア
ドレス信号AO〜A13を受け、これに基づいた内部相
補アドレス信号aO−互13を形成する。なお、内部相
補アドレス信号上0は、アドレス信号AOと同相の内部
アドレス信号aOと、アドレス信号AOに対して位相反
転された内部アドレス信号aOとにより構成される。残
りの内部相補アドレス信号!1〜且13についても同様
に、同相の内部アドレス信号a1〜a13と位相反転さ
れた内部アドレス信号al〜丁13とにより構成される
Address pants fADB receives address signals AO-A13 supplied from external terminals and forms internal complementary address signals aO-A13 based thereon. Note that the internal complementary address signal 0 is composed of an internal address signal aO having the same phase as the address signal AO, and an internal address signal aO having the phase inverted with respect to the address signal AO. The remaining internal complementary address signals! Similarly, signals 1 to 13 are composed of internal address signals a1 to a13 having the same phase and internal address signals al to 13 having phase inversion.

アドレスバッファADBによって形成された内部相補ア
ドレス信号10〜上13のうち、特に制限されないが、
内部相補アドレス信号i7〜i13は、カラムアドレス
デコーダC−DCHに供給される。カラムアドレスデコ
ーダC−DCRは、これらの内部相補アドレス信号a7
.〜a13t7解読(デコード)し、デコードによって
得られた選択信号(デコード出力信号)を、カラムスイ
ッチc−swt〜C−3W4内のスイッチ用MO5FE
T(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)Q6゜Q6〜
Q7.Q7等のゲートに供給する。
Among internal complementary address signals 10 to 13 formed by address buffer ADB, although not particularly limited,
Internal complementary address signals i7 to i13 are supplied to column address decoder C-DCH. Column address decoder C-DCR receives these internal complementary address signals a7
.. ~a13t7 is decoded (decoded), and the selection signal (decoded output signal) obtained by the decoding is sent to the MO5FE for the switch in the column switch c-swt~C-3W4.
T (insulated gate field effect transistor) Q6゜Q6~
Q7. Supplied to gates such as Q7.

各メモリアレイM−ARY1〜メモリアレイM−ARY
4におけるワード線W1〜W128のうち、外部からの
アドレス信号AO−A6の組み合わせによって指定され
た1本のワード線が上述したロウアドレスデコーダR−
DCHによって選択され、上述したカラムアドレスデコ
ーダC−DCRによって、外部からのアドレス信号A7
〜A13の組み合わせによって指定された1対の相補デ
ータ線が128対の相補データ線のなかから選択される
。これにより、各メモリアレイM−ARY1〜メモリア
レイM−ARY4において、選択され、たワード線と選
択された相補データ線との交点に配置されたそれぞれ1
個のメモリセルMCがそれぞれ選択される。
Each memory array M-ARY1 to memory array M-ARY
Among the word lines W1 to W128 in 4, one word line designated by a combination of address signals AO-A6 from the outside is connected to the above-mentioned row address decoder R-
DCH selects the address signal A7 from the outside by the column address decoder C-DCR mentioned above.
A pair of complementary data lines specified by the combination of .about.A13 is selected from among 128 pairs of complementary data lines. As a result, in each memory array M-ARY1 to memory array M-ARY4, each one
memory cells MC are selected.

上記選択されたメモリセルMCから読み出された記憶情
報は、4対のサブコモン相補データ線CDi、CDI〜
CD4.CD4のうちの1つに現れる。すなわち、サブ
コモン相補データ線CD1゜CDI〜CD4.CD4は
、代表として示されたメモリアレイM−ARYIのよう
に、128対の相補データ線が32対づつに分割された
メモリブロックM1〜M4に対応している。センスアン
プSAIないしSA4は、上記分割されたサブコモン相
補データ線CD1.CDI〜CD4.C〒−4に対応し
てそれぞれ設けられる。
The storage information read from the selected memory cell MC is stored on four pairs of sub-common complementary data lines CDi, CDI~
CD4. Appears on one of CD4. That is, the subcommon complementary data lines CD1°CDI to CD4. CD4 corresponds to memory blocks M1 to M4 in which 128 pairs of complementary data lines are divided into 32 pairs each, like the memory array M-ARYI shown as a representative. Sense amplifiers SAI to SA4 are connected to the divided sub-common complementary data lines CD1. CDI~CD4. They are provided corresponding to C-4.

この様にサブコモン相補データ線CDI、CD1〜CD
4.CD4に分割し、それぞれにセンスアンプSAIな
いしSA4を設けたねらいは、コモン相補データ線の寄
生容量を分割(低減)し、メモリセルからの情報読み出
し動作の高速化を図ることるある。
In this way, subcommon complementary data lines CDI, CD1 to CD
4. The purpose of dividing into CD4 and providing sense amplifiers SAI to SA4 for each is to divide (reduce) the parasitic capacitance of the common complementary data line and to speed up the information read operation from the memory cell.

センスアンプ選択回路GSは、上記アドレス信号A12
.A13に基づいて4つの組杏せに解読し、センスアン
プ選択信号ml〜m4を形成する。
The sense amplifier selection circuit GS receives the address signal A12.
.. Based on A13, four combinations are decoded to form sense amplifier selection signals ml to m4.

上記4個のセンスアンプSAI〜SA4 (SA5〜S
A8、SA9〜5A12及び5A13〜5A16)のう
ち、それぞれカラムスイッチによって選択された相補デ
ータ線に対応した1つのセンスアンプが選択信号m1〜
m4とタイミング信号ascによって動作状態にされ、
その出力をコモン相補データ線CDL、CDLに伝える
The above four sense amplifiers SAI to SA4 (SA5 to S
A8, SA9 to 5A12 and 5A13 to 5A16), one sense amplifier corresponding to the complementary data line selected by the column switch receives selection signals m1 to
activated by m4 and timing signal asc,
The output is transmitted to the common complementary data lines CDL, CDL.

このコモン相補データ線CDL、CDLは、データ出力
回路DOBの入力端子とデータ入力回路DIBの出力端
子に結合される。なお、書き込み動作にあっては、上記
分割されたサブコモン相補データ線CD1.CDI〜C
D4.、CD4は、書き込み制御信号weを受ける伝送
ゲートMOSFETQI、Ql〜Q5.Q5によって短
絡させられる。
The common complementary data lines CDL, CDL are coupled to the input terminal of the data output circuit DOB and the output terminal of the data input circuit DIB. In the write operation, the divided sub-common complementary data lines CD1. CDI~C
D4. , CD4 are transmission gate MOSFETs QI, Ql to Q5 . which receive the write control signal we. Shorted by Q5.

内部制御信号発生回路COM−GSは、2つの外部制御
信号CS(チップセレクト信号)、WE(ライトイネー
ブル信号)を受けて、内部チップ選択信号csl、sa
c (センスアンプ動作タイミング信号)、we(書込
み制御信号)、dic(データ入力制御信号)及びdo
c (データ出力制御信号)等を送出する。
The internal control signal generation circuit COM-GS receives two external control signals CS (chip select signal) and WE (write enable signal) and generates internal chip selection signals csl and sa.
c (sense amplifier operation timing signal), we (write control signal), dic (data input control signal) and do
c (data output control signal), etc.

第2図には、センスアンプSAとデータ出力回路DOB
の一実施例の回路図が示されている。同図において、チ
ャンネル部分に直線を付したMOSFETQ27等は、
PチャンネルMO3FETであり、NチャンネルMO5
FETQ20等と区別している。
Figure 2 shows the sense amplifier SA and data output circuit DOB.
A circuit diagram of one embodiment is shown. In the same figure, MOSFETQ27 etc. with a straight line attached to the channel part are as follows:
P-channel MO3FET, N-channel MO5
It is distinguished from FETQ20 etc.

センスアンプSAは、サブコモン相補データ線CD、C
Dにベースが結合された差動のバイポーラトランジスタ
T5.T6と、その共通エミッタと回路の接地電位点と
の間に設けられ、制御信号s a c −m iにより
て選択的に動作電流を流すNチャンネルMO3FETQ
21とにより構成される。この差動トランジスタT5.
T6のコレクタは、コモン相補データ線CDL、CDL
にそれぞれ結合される。なお、図示しないが、上記コモ
ン相補データ1jlcDL、CDLには、上記第1図に
示した残り3個の同様なセンスアンプを構成する差動ト
ランジスタのコレクタも共通に接続される。
Sense amplifier SA connects subcommon complementary data lines CD, C
A differential bipolar transistor T5.D has its base coupled to T5. T6, and an N-channel MO3FETQ that is provided between its common emitter and the ground potential point of the circuit, and that selectively allows an operating current to flow in response to a control signal sac-mi.
21. This differential transistor T5.
The collector of T6 is the common complementary data line CDL, CDL
are respectively combined. Although not shown, the collectors of the differential transistors constituting the remaining three similar sense amplifiers shown in FIG. 1 are also commonly connected to the common complementary data 1jlcDL and CDL.

上記コモン相補データ線CDL、CDLに現れたセンス
アンプの出力信号は、データ出力回路DOBの初段回路
PDOによって、はVECL、(エミッタ・カップルド
・ロジック)のような出力信号に増幅される。上記コモ
ン相補データ線CDL。
The output signal of the sense amplifier appearing on the common complementary data lines CDL, CDL is amplified into an output signal such as VECL (emitter coupled logic) by the first stage circuit PDO of the data output circuit DOB. The above common complementary data line CDL.

CDLは、ベース接地増幅トランジスタT7.T8のエ
ミッタに結合される。これらのトランジスタT7.T8
のベースには、ダイオードD1.D2とその動作電流を
流す定電流源としてのMOSFETQ23とにより形成
されたバイアス電圧(Vcc−2Vf)が供給される。
CDL is a common base amplification transistor T7. Coupled to the emitter of T8. These transistors T7. T8
At the base of the diode D1. A bias voltage (Vcc-2Vf) formed by D2 and MOSFET Q23 as a constant current source through which its operating current flows is supplied.

なお、Vfは、ダイオードD1.D2の順方向電圧であ
る。上記トランジスタT7.T8のエミッタと回路の接
地電位点との間には、そのバイアス電流を流す定電流源
としr(7)MOSFETQ22.Q24が設ケラれる
。そして、上記トランジスタT7.T8のコレクタには
、負荷抵抗R1,R2が設けられる。
Note that Vf is the diode D1. This is the forward voltage of D2. Said transistor T7. A constant current source that flows the bias current is connected between the emitter of T8 and the ground potential point of the circuit, and a r(7) MOSFET Q22. Q24 will be established. The transistor T7. Load resistors R1 and R2 are provided at the collector of T8.

これらのベース接地型増幅トランジスタT7.T8のコ
レクタ出力は、エミッタフォロワ出力トランジスタT9
.TIOとレベルシフトダイオードD3.D4を介して
次の出力回路OBに伝えられる。
These common base type amplification transistors T7. The collector output of T8 is the emitter follower output transistor T9
.. TIO and level shift diode D3. It is transmitted to the next output circuit OB via D4.

なお、上記出力トランジスタT9.TLQのエミッタに
は、定電流負荷としてのMOSFETQ25、Q26が
設けられる。上記の各定電流源としてのMO3FETQ
22〜Q26は、特に制限されないが、内部チップ選択
信号csにより選択的に動作状態にされる。これにより
、チップ非選択時に上記MO3FETQ22〜Q26を
オフ状態にして低消費電力化を図っている。
Note that the output transistor T9. The emitter of TLQ is provided with MOSFETs Q25 and Q26 as constant current loads. MO3FETQ as each constant current source above
22 to Q26 are selectively activated by an internal chip selection signal cs, although this is not particularly limited. As a result, when the chip is not selected, the MO3FETs Q22 to Q26 are turned off to reduce power consumption.

出力回路OBは、パワースイッチMO3FETによって
選択的に動作状態にされ、電流ミラー形態のアクティブ
負荷回路を持つ差動増幅回路によりレベル変換機能と、
出力イネーブル機能を実現するものである。すなわち、
初段回路PDOによって形成された上記ECLレベルの
相補信号は、一方においてPチャンネル型の差動増幅M
O3FETQ2B、Q29のゲートに供給される。この
差動増幅MO5FETQ28.Q29の共通化されたソ
ースと電源電圧Vccとの間には、動作タイミング信号
docを受けるPチャンネル型のパワースイッチMO5
FETQ27が設けられる。上記差動増@MO5FET
Q28.Q29のドレインと回路の接地電位点との間に
は、電流ミラー形態にされたNチャンネル型のアクティ
ブ負荷MO3FETQ30.Q31が設けられる。そし
て、上記差動増幅回路の出力であるMO3FETQ29
、Q31の共通化されたドレインと回路の接地電位点と
の間には、上記制御信号docを受けるNチャンネルM
O3FETQ3 Bが設けられる。
The output circuit OB is selectively activated by a power switch MO3FET, and has a level conversion function by a differential amplifier circuit having an active load circuit in the form of a current mirror.
This realizes an output enable function. That is,
The above-mentioned ECL level complementary signal formed by the first stage circuit PDO is on the one hand connected to a P-channel type differential amplifier M.
Supplied to the gates of O3FETQ2B and Q29. This differential amplification MO5FETQ28. Between the common source of Q29 and the power supply voltage Vcc, there is a P-channel power switch MO5 that receives the operation timing signal doc.
FETQ27 is provided. Above differential increase @MO5FET
Q28. Between the drain of Q29 and the ground potential point of the circuit, there is an N-channel active load MO3FET Q30. Q31 is provided. Then, MO3FETQ29, which is the output of the differential amplifier circuit,
, Q31 and the ground potential point of the circuit are connected to an N-channel M which receives the control signal doc.
An O3FETQ3B is provided.

上記ECLレベルの相補信号は、他方において、上記類
似の差動増幅回路(Q32〜Q40)の入力に逆相で供
給される。ただし、この実施例の差動増幅回路は、2種
類の駆動信号を形成するため、2つの出力側の電流ミラ
ーMO3FETQ35゜Q37が設けられる。これらの
MOS F ETQ 35、Q37のドレインには同じ
入力信号を受ける2つのPチャンネルMO3FETQ3
4.Q36が設けられる。上記MO5FETQ34.Q
36のうち、一方のMO5FETQ34は、そのコンダ
クタンスが比較的大きくされることによって、比較的速
いタイミングでハイレベルの駆動信号を形成する。これ
に対して、他方のMOS F ETQ36は、そのコン
ダクタンスが比較的小さくされることによって、遅いタ
イミングでハイレベルにされる遅延駆動信号を形成する
On the other hand, the ECL level complementary signals are supplied in opposite phases to the inputs of the similar differential amplifier circuits (Q32 to Q40). However, since the differential amplifier circuit of this embodiment forms two types of drive signals, two current mirror MO3FETs Q35°Q37 on the output side are provided. Two P-channel MO3FETQ3 receiving the same input signal are connected to the drains of these MOS FETQ35 and Q37.
4. Q36 is provided. Above MO5FETQ34. Q
One of the MO5FETQ34 among MO5FETQ34 forms a high-level drive signal at a relatively quick timing by making its conductance relatively large. On the other hand, the conductance of the other MOS FETQ36 is made relatively small, thereby forming a delayed drive signal that is brought to a high level at a later timing.

これらの差動増@MO5FETQ32.Q34及びQ3
6の共通化されたソースには、上記パワースイッチMO
3FETQ27から動作電流が共通に供給される。これ
によって、制御信号docがロウレベルならパワースイ
ッチMO3FETQ27がオン状態にされて、2組の差
動増幅回路に動作電流を供給するので、2組の差動増幅
回路からは互いに逆相のCMOSレベルの出力信号が得
られる。一方、制御信号docがハイレベルならパワー
スイッチMO3FETQ27がオフ状態にされるので、
2組の差動増幅回路は共に非動作状態にされる。この場
合、上記制御信号docのハイレベルによってNチャン
ネルMO3FETQ3B、Q39及びQ40は共にオン
状態にされるので、その出力からは全てがロウレベルに
された出力信号が得られる。
These differential increases @MO5FETQ32. Q34 and Q3
The common source of 6 includes the power switch MO
Operating current is commonly supplied from 3FETQ27. As a result, when the control signal doc is at a low level, the power switch MO3FETQ27 is turned on and supplies operating current to the two sets of differential amplifier circuits. An output signal is obtained. On the other hand, if the control signal doc is at a high level, the power switch MO3FETQ27 is turned off, so
Both sets of differential amplifier circuits are rendered inactive. In this case, the N-channel MO3FETs Q3B, Q39, and Q40 are all turned on by the high level of the control signal doc, so that output signals with all of them set to low level are obtained from their outputs.

上記制御信号docがロウレベルのレベル変換動作にお
イテ、差動増幅MOSFETQ28.Q29 (Q32
.Q34及びQ36)うち、そのドレインが入力側の電
流ミラーMOSFETQ30(Q33)のドレインに接
続された増幅MO3FETQ28 (Q32)は、その
ゲートに供給されるロウレベル信号によりオン状態にな
ってロウレベル側の出力信号を形成するNチャンネルM
O3FETQ31  (Q35.Q37)のゲートをハ
イレベルにするだけの動作電流があればよい。このため
、特に制限されないが、これらのMOSFETQ2B、
Q32のコンダクタンスは、比較的小さくされる。
When the control signal doc performs a level conversion operation when the control signal doc is at a low level, the differential amplification MOSFETQ28. Q29 (Q32
.. Q34 and Q36) Among them, the amplifier MO3FET Q28 (Q32) whose drain is connected to the drain of the current mirror MOSFET Q30 (Q33) on the input side is turned on by the low level signal supplied to its gate and outputs a low level side output signal. N channels M forming
It is sufficient to have an operating current sufficient to bring the gate of O3FETQ31 (Q35.Q37) to a high level. Therefore, although not particularly limited, these MOSFETQ2B,
The conductance of Q32 is made relatively small.

これにより、パワースイッチMO3FETQ27から供
給される動作電流は、その大半がハイレベルの出力信号
を形成する一方の差動増幅回路に流れ、残りの微少電流
がロウレベルの出力信号を形成する他方の差動増幅回路
に流れるように分配される。これによって、この実施例
の2組の差動増幅回路においては、その動作電流が効率
良く出力信号を形成するために使用されるので、低消費
電力のちとにレベル変換(増幅)動作を行うことができ
る。
As a result, most of the operating current supplied from the power switch MO3FETQ27 flows to one differential amplifier circuit that forms a high-level output signal, and the remaining minute current flows to the other differential amplifier circuit that forms a low-level output signal. It is distributed so that it flows to the amplifier circuit. As a result, in the two sets of differential amplifier circuits of this embodiment, the operating current is used to efficiently form the output signal, so that the level conversion (amplification) operation can be performed after low power consumption. I can do it.

上記2組の差動増幅回路の出力信号は、特に制限されな
いが、外部端子Doutヘハイレベル出力信号を送出す
るバイポーラ型のNPN)ランジスタにより構成された
エミッタフォロワ出力トランジスタTllのベースと、
外部端子Doutヘロウレベルの出力信号を送出するN
チャンネル出力MO5FETQ41.Q42のゲートに
伝えられる。
Although the output signals of the two sets of differential amplifier circuits are not particularly limited, the base of an emitter follower output transistor Tll constituted by a bipolar type NPN) transistor that sends a high level output signal to an external terminal Dout;
External terminal Dout Sends a low level output signal N
Channel output MO5FETQ41. This will be communicated to the gate of Q42.

上記出力MO5FETQ41.Q42のうち、上記のよ
うに比較的早いタイミングでハイレベルにされる駆動信
号を受けるMO5FETQ41は、そのコンダクタンス
が比較的小さくされる。言い換えるなば、そのオン抵抗
が比較的大きな抵抗値を持つようにされる。これに対し
て、上記のように遅いタイミングでハイレベルにされる
駆動信号を受けるMO5FETQ42は、そのコンダク
タンスが比較的大きくされる0例えば、上記MO3FE
TQ41は、そのオン状態によってTTLのロジックス
レッショルド電圧より低いレベルを形成するに足るだけ
の比較的大きな抵抗値を持つようにされる。これに対し
て、MO3FETQ42は、上記早くオン状態にされた
MO3FETQ41との合成抵抗値が、外部端子からロ
ウレベルドライブ電流(IoL)を流した場合でもTT
Lロウレベルを形成するに必要な小さなオン抵抗を持つ
ようにされる。なお、外部端子Doutへ送出する出力
信号をTTLレベルにするため、上記トランジスタTl
lのエミッタにはレベルシフト用のダイオードD5が設
けられる。
Above output MO5FETQ41. Among Q42, the conductance of MO5FETQ41, which receives the drive signal set to high level at a relatively early timing as described above, is made relatively small. In other words, the on-resistance is made to have a relatively large resistance value. On the other hand, MO5FETQ42, which receives a drive signal that is brought to a high level at a late timing as described above, has a relatively large conductance.
TQ41 is made to have a relatively large resistance value sufficient to form a level lower than the logic threshold voltage of TTL by its on state. On the other hand, MO3FETQ42 has a combined resistance value of TT even when a low level drive current (IoL) is applied from the external terminal.
It is made to have a small on-resistance necessary to form an L low level. Note that in order to make the output signal sent to the external terminal Dout TTL level, the above transistor Tl
A diode D5 for level shifting is provided at the emitter of 1.

上記出力回路OBの動作を第3図を参照して次に説明す
る。
The operation of the output circuit OB will now be described with reference to FIG.

上記第2図に示した出力回路の出力端子には、公知の測
定負荷回路としての電源分圧回路を構成する直列抵抗と
キャパシタが付加される。
A series resistor and a capacitor constituting a power supply voltage dividing circuit as a known measuring load circuit are added to the output terminal of the output circuit shown in FIG. 2 above.

ハイレベルの駆動信号がロウレベルにされるタイミング
t1においてトランジスタTllはオフ状態にされる。
At timing t1 when the high-level drive signal is changed to low level, the transistor Tll is turned off.

これにより、出力端子Doutはハイインピーダンス状
態にされるので、上記測定用抵抗回路によってハイレベ
ルの出力信号は徐々にロウレベルにされる。一方、ロウ
レベルの駆動がハイレベルにされ、比較的早いタイミン
グt2においてMO3FETQ41のしきい値電圧に達
すると、このMO3FETQ41はオン状態にされ、上
記出力信号を比較的大きなオン抵抗によってロウレベル
に引き抜く、これにより、出力信号をそのTTLレベル
のロジックスレッショルド電圧より低いレベルまで低下
させる。しかしながら、このMO3FETQ41は、そ
のオン抵抗値が比較的大きくさていることの結果、その
ままオン状態を続けても、外部端子Doutからロウレ
ベルドライブ電流(I oL)を流す状態においては同
図に点線で示すように比較的高い残り電圧を持つ口゛ウ
レベルしか形成できない、この実施例では、上記MOS
FETQ41の動作タイミングt2より遅れたタイミン
グt3により、出力MO5FETQ42はオン状態にさ
れ、その出力信号をより低いレベルにする。これによっ
て、上記のような電流によってもTTLのロウレベルを
形成することができる。 上記のような動作によって流
れる電流は、タイミングt1からt2までの間は、電流
が流れず、MO3FETQ41がオン状態になったタイ
ミングt2〜t3の間では、ロウレベルへ引き抜き電流
が流れる。また、MO5FETQ42がオン状態になっ
たタイミングt3以降では、ロウレベル定格電流(I 
oL)が流れる。
As a result, the output terminal Dout is placed in a high impedance state, so that the high level output signal is gradually brought to a low level by the measuring resistance circuit. On the other hand, when the low level drive is set to high level and reaches the threshold voltage of MO3FETQ41 at a relatively early timing t2, this MO3FETQ41 is turned on and the output signal is pulled out to the low level by a relatively large on-resistance. reduces the output signal to a level below the logic threshold voltage of its TTL level. However, as a result of the relatively large on-resistance value of this MO3FET Q41, even if it continues to be in the on state, when a low level drive current (I oL) is flowing from the external terminal Dout, the current level as shown by the dotted line in the figure In this embodiment, only a low level with a relatively high residual voltage can be formed.
At timing t3 delayed from operation timing t2 of FETQ41, output MO5FETQ42 is turned on and its output signal is brought to a lower level. Thereby, a TTL low level can be formed even with the above-mentioned current. The current that flows due to the above operation does not flow from timing t1 to t2, and a current drawn to a low level flows between timing t2 and t3 when MO3FET Q41 is turned on. Furthermore, after timing t3 when MO5FETQ42 turns on, the low level rated current (I
oL) flows.

この実施例では、比較的大きなオン抵抗を持つMO5F
ETQ41によってハイレベルの出力信号をロウレベル
に変化させるので、そのピーク電流値を小さくできるた
め、ノイズの発生を抑えることができる。そして、遅れ
てオン状態になる比較的小さなオン抵抗を持つMO3F
ETQ42によって、所望のロウレベルの補償ができる
In this example, MO5F has a relatively large on-resistance.
Since the high-level output signal is changed to low level by the ETQ41, the peak current value can be reduced, and the generation of noise can be suppressed. MO3F has a relatively low on-resistance and turns on with a delay.
ETQ42 allows desired low level compensation.

なお、上記ロウレベルの信号を形成するMO3FETQ
42を早いタイミングt1でオン状態にすると、同図に
破線で示したように出力信号の立ち下がりは速くなるが
、大きなピーク電流が流れることによって、配線の無視
できないインダクタンス成分や抵抗成分によって大きな
レベルのノイズを発生させてしまう。
Note that the MO3FETQ that forms the above low level signal
When 42 is turned on at an early timing t1, the fall of the output signal becomes faster as shown by the broken line in the same figure, but due to the large peak current flowing, the inductance and resistance components of the wiring, which cannot be ignored, cause the output signal to fall at a high level. This will generate noise.

〔効 果〕〔effect〕

(1)比較的大きなオン抵抗値を持つスイッチング素子
によってハイレベルの出力信号をロウレベルに変化させ
、これより遅れてオン状態となり、小さなオン抵抗値を
持つスイッチング素子により出力ロウレベルの補償を行
うものである。これにより、出力が変化するときの電流
を制限できるから、半導体集積回路の接地線に生じるノ
イズレベルを低減させることができる。したがって、半
導体集積回路の動作マージンを大きくできるという効果
が得られる。
(1) A switching element with a relatively large on-resistance value changes a high-level output signal to a low level, and the on-state is delayed after this, and a switching element with a small on-resistance value compensates for the output low level. be. This makes it possible to limit the current when the output changes, thereby reducing the noise level generated in the ground line of the semiconductor integrated circuit. Therefore, it is possible to obtain the effect that the operating margin of the semiconductor integrated circuit can be increased.

(2)上記(1)により、出力回路に流れるピーク電流
値を小さくできるから、エレクトロマイグレーシッンの
低減を図ることができ、信頼性の向上を図ることができ
るという効果が得られる。
(2) According to the above (1), since the peak current value flowing through the output circuit can be reduced, it is possible to reduce electromigration rays and improve reliability.

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、その要旨を通説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0例えば、出力回路を構
成するスイッチング素子は、全てMOSFET又はバイ
ポーラ型トランジスタで構成するものであってもよい、
また、比較的小さなオン抵抗を持つスイッチング素子を
の駆動信号は、実質的に遅延させられたものであれば何
であってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without getting the gist of the invention. For example, all switching elements making up the output circuit may be made up of MOSFETs or bipolar transistors.
Further, the driving signal for the switching element having a relatively small on-resistance may be any signal that is substantially delayed.

また、上記スタティック型RAMにおけるメモリセルM
Cは、瓜抗に代えてPチャンネルMO3FETを用いた
CMOSフリップフロ7ブ回路を用いるものであっても
よい、さらに、スタティック型RAMを構成する他の周
辺回路の具体的回路構成は、種々の実施形態を採ること
ができる。例えば、本願発明は出力レベルが“H″から
”L”へ切り替えるときのみならず、“L”から“H”
へ切り替わる時も同様の回路を使用することによって効
果を得ることができる。
Furthermore, the memory cell M in the static RAM
C may use a CMOS flip-flop circuit using a P-channel MO3FET in place of the melon resistor.Furthermore, the specific circuit configuration of the other peripheral circuits constituting the static RAM may be determined by various implementations. It can take any form. For example, the present invention applies not only when the output level changes from "H" to "L", but also when switching from "L" to "H".
Effects can be obtained by using a similar circuit when switching to .

〔利用分野〕[Application field]

この発明は、上記のようなスタティック型RAMの他、
比較的大きな電流駆動を必要とする出力回路を含む各種
半導体集積回路装置に広く利用できる。
In addition to the above-mentioned static type RAM, this invention
It can be widely used in various semiconductor integrated circuit devices including output circuits that require relatively large current drive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の一実施例を示すスタティック型R
AMのブロック図、 第2図は、そのセンスアンプとデータ出力回路の一実施
例を示す回路図、 第3図は、その出力回路の動作の一例を示す動作波形図
である。 M−ARYI〜M−ARY4・・メモリアレイ(メモリ
マトリックス) 、MC・・メモリセル、GS・・セン
スアンプ選択回路、C−DCR・・カラムアドレスデコ
ーダ、SAI〜5A16・・センスアンプ、COM−G
E・・内部制御信号発生回路、R−DCR・・ロウアド
レスデコーダ、ADB・・アドレスバッファ、C−3W
I〜C−5W4・・カラムスイッチ、DIBI〜DIB
4・・データ入力回路、DOB 1〜DOB4・・デー
タ出力回路
FIG. 1 shows a static type R showing an embodiment of the present invention.
A block diagram of the AM. FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the sense amplifier and data output circuit, and FIG. 3 is an operation waveform diagram showing an example of the operation of the output circuit. M-ARYI~M-ARY4...Memory array (memory matrix), MC...Memory cell, GS...Sense amplifier selection circuit, C-DCR...Column address decoder, SAI~5A16...Sense amplifier, COM-G
E: Internal control signal generation circuit, R-DCR: Row address decoder, ADB: Address buffer, C-3W
I~C-5W4...Column switch, DIBI~DIB
4...Data input circuit, DOB 1 to DOB4...Data output circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、駆動信号を受けて外部端子へ比較的大きなオン抵抗
を持って回路の接地電位を供給する第1の出力スイッチ
ング素子と、上記駆動信号の実質的な遅延信号を受けて
、上記外部端子へ比較的小さなオン抵抗を持って回路の
接地電位を供給する第2のスイッチング素子とを含むこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記2つのスイッチング素子には、これらのスイッ
チング素子と相補的に動作させられ、外部端子へ電源電
圧側の信号を送出する第3のスイッチング素子が設けら
れるものであることを特徴すとる特許請求の範囲第1項
記載の半導体集積回路装置。 3、上記第1、第2のスイッチング素子はMOSFET
により構成され、上記第3のスイッチング素子はバイポ
ーラ型トランジスタにより構成され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。
[Claims] 1. A first output switching element that receives a drive signal and supplies a circuit ground potential with a relatively large on-resistance to an external terminal, and a first output switching element that receives a substantially delayed signal of the drive signal. and a second switching element that supplies a ground potential of the circuit to the external terminal with a relatively small on-resistance. 2. A patent characterized in that the above two switching elements are provided with a third switching element that operates complementary to these switching elements and sends a signal on the power supply voltage side to an external terminal. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1. 3. The first and second switching elements are MOSFETs.
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the third switching element is a bipolar transistor.
JP60054561A 1985-03-20 1985-03-20 Semiconductor integrated circuit device Pending JPS61214551A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60054561A JPS61214551A (en) 1985-03-20 1985-03-20 Semiconductor integrated circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60054561A JPS61214551A (en) 1985-03-20 1985-03-20 Semiconductor integrated circuit device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61214551A true JPS61214551A (en) 1986-09-24

Family

ID=12974094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60054561A Pending JPS61214551A (en) 1985-03-20 1985-03-20 Semiconductor integrated circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61214551A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4858189A (en) Semiconductor integrated circuit
JP2560020B2 (en) Semiconductor memory device
KR0161510B1 (en) Semiconductor memory device
KR960008451B1 (en) Semiconductor memory device
US4984207A (en) Semiconductor memory device
US4853899A (en) Semiconductor memory having amplifier including bipolar transistor
US4879681A (en) Semiconductor integrated circuit device
US5587952A (en) Dynamic random access memory including read preamplifiers activated before rewrite amplifiers
JPH05145039A (en) Static storage device
KR930008575B1 (en) Semiconductor integrated circuit device with power consumption reducing arrangement
JP3039059B2 (en) Readout circuit of dynamic RAM
US4858183A (en) ECL high speed semiconductor memory and method of accessing stored information therein
EP0316877A2 (en) Semiconductor memory device with improved output circuit
JPS61246993A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPS61214551A (en) Semiconductor integrated circuit device
GB2163616A (en) A memory device
US5265060A (en) Semiconductor integrated circuit device with power consumption reducing arrangement
JP2631925B2 (en) MOS type RAM
JPS61211896A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH06195977A (en) Semiconductor memory device
JP2531674B2 (en) Semiconductor memory device including MOS / bipolar composite multiplexer circuit
JP2907892B2 (en) Dynamic RAM
JPS61217989A (en) Semiconductor memory
JP2610882B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPS60234292A (en) Mos static ram