JPS6161200B2 - - Google Patents

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JPS6161200B2
JPS6161200B2 JP54006931A JP693179A JPS6161200B2 JP S6161200 B2 JPS6161200 B2 JP S6161200B2 JP 54006931 A JP54006931 A JP 54006931A JP 693179 A JP693179 A JP 693179A JP S6161200 B2 JPS6161200 B2 JP S6161200B2
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JP
Japan
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node
level
clock
gate
output
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Application number
JP54006931A
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Japanese (ja)
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JPS55101188A (en
Inventor
Akira Osami
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS55101188A publication Critical patent/JPS55101188A/en
Publication of JPS6161200B2 publication Critical patent/JPS6161200B2/ja
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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
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/4076Timing circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体素子によつて構成された回路に
関し、特に絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
用いた集積回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit constructed of semiconductor elements, and particularly to an integrated circuit using an insulated gate field effect transistor.

以下の説明はすべて絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタのうち代表的なMOSトランジスタ(以
下MOSTと称す)を用い、かつNチヤンネル
MOSTで行ない、高レベルが論理“1”レベル
であり、低レベルが論理“0”レベルである。し
かし回路的にはPチヤネルMOSTでも、本質的
に同様である。
The following explanation uses a typical MOS transistor (hereinafter referred to as MOST) among insulated gate field effect transistors, and uses an N-channel transistor.
The high level is a logic "1" level and the low level is a logic "0" level. However, circuit-wise, the P channel MOST is essentially the same.

MOSダイナミツクランダムアクセスメモリ
(以下MOS RAMと称す)集積回路の外部入力ク
ロツクは周辺装置とのインタフエースを容易にす
るため全てTTLレベルになつてきている。この
場合外部入力クロツクを受けてMOSレベルの内
部クロツクタイミングに変換するインバータがま
ず必要になる。以下図面を参照して説明する。従
来、第1図に示す形のインバータが殆んどの場合
用いられている。TTLレベルの外部クロツク入
TTLが高レベルのときMOST Q3は導通
し、MOST Q3の電流能力はMOST Q2より
充分大きく採ることにより節点2即ち出力φは
MOST Q2とMOST Q3の電流能力の比によ
り決まる低レベルにある。節点1はMOST Q1
により(VDD―閾値電圧)レベルに充電される。
TTLが高レベルから低レベルに移行すると、
MOST Q3が非導通になり、MOST Q2を通
して出力φが上昇し始め、ブートストラツプコン
デンサC1Fにより節点1のレベルが持ち上げら
れ、 VDD−閾値電圧+C1F/C1+C1F×V2 に達する。ここでC1は節点1の容量であり、
V2は節点2即ち出力φの電圧である。MOST Q2
は非飽和領域に駆動されて、出力φはVDDレベル
まで上昇する。TTLが低レベルの間は活性動作
期間に対応し、出力φの上昇を受けてMOS
RAMの読み出し、或いは書き込み動作などが行
なわれる。従つて出力φの立ち上り如何は、動作
の性能即ち速度に大きく影響しMOST Q2の電
流能力対節点2即ち出力φの負荷容量の比をでき
るだけ大きく採ることが要求される。MOST Q
2の電流能力は通常TTLが高レベルの期間での
DD電源電流の規格(スタンドバイ電流)からく
る制約により、上限が課せられるため、出力φの
負荷容量をできるだけ小さく抑えるようにしなけ
ればならない。出力φの負荷容量はMOST Q2
及びQ3のドレイン.ソース拡散容量及び出力φ
が接続されるMOSTの容量から成るが、MOST
Q3はMOST Q2より充分大きい電流能力が要
求されるため、通常寸法が大きくなりMOST Q
3のドレイン拡散容量の出力φの負荷容量に占め
る比率が最も高くなるのが普通である。この点に
注目して、出力φの立ち上りを改善することをね
らい、第2図に示す回路が提案されている。TT
が高レベルの間節点(VDD−閾値電圧)、節点2
及び節点3はMOST Q4及びMOST Q3から
成る直列接続されたMOSTの電流能力をMOST
Q2より充分大きく採ることにより決まる低レベ
ル、節点4はMOST Q6が非導通であるため
MOST Q5により(VDD−閾値電圧)レベルに
ある。
External input clocks for MOS dynamic random access memory (hereinafter referred to as MOS RAM) integrated circuits are all becoming TTL level to facilitate interface with peripheral devices. In this case, an inverter is first required to receive the external input clock and convert it into MOS level internal clock timing. This will be explained below with reference to the drawings. Conventionally, an inverter of the type shown in FIG. 1 has been used in most cases. When the TTL level external clock input TTL is at a high level, MOST Q3 is conductive, and by setting the current capacity of MOST Q3 to be sufficiently larger than MOST Q2, node 2, that is, the output φ, is
It is at a low level determined by the ratio of current capabilities of MOST Q2 and MOST Q3. Node 1 is MOST Q1
is charged to the (V DD -threshold voltage) level.
When TTL goes from high level to low level,
MOST Q3 becomes non-conductive and the output φ begins to rise through MOST Q2, causing the bootstrap capacitor C1F to raise the level at node 1 until it reaches V DD -threshold voltage +C1F/C1+C1F×V 2 . Here, C1 is the capacitance of node 1,
V 2 is the voltage at node 2, that is, the output φ. MOST Q 2
is driven into the non-saturation region, and the output φ rises to the V DD level. While TTL is at a low level, it corresponds to the active operation period, and as the output φ rises, the MOS
RAM read or write operations are performed. Therefore, how the output φ rises greatly affects the operating performance, that is, the speed, and it is required that the ratio of the current capacity of the MOST Q2 to the load capacity of the node 2, that is, the output φ, be as large as possible. MOSTQ
The current capacity of 2 is normally limited by the restrictions imposed by the V DD power supply current standard (standby current) during the period when TTL is at a high level, so the load capacitance of output φ must be kept as small as possible. . The load capacitance of output φ is MOST Q2
and the drain of Q3. Source diffusion capacitance and output φ
Consists of the capacity of MOST to which MOST is connected
Q3 requires a sufficiently larger current capacity than MOST Q2, so the dimensions are usually larger and MOST Q
Normally, the ratio of the drain diffusion capacitance No. 3 to the load capacitance of the output φ is the highest. Focusing on this point, a circuit shown in FIG. 2 has been proposed with the aim of improving the rise of the output φ. TT
Node (V DD − threshold voltage), node 2 while L is at high level
and node 3 determines the current capability of the series-connected MOST consisting of MOST Q4 and MOST Q3.
Low level determined by taking a value sufficiently larger than Q2, node 4 is MOST because Q6 is non-conducting.
MOST is at the (V DD -threshold voltage) level due to Q5.

TTLが高レベルから低レベルに移行し、活性
期間に入るとMOST Q3は非導通になりMOST
Q2を通して節点2即ち出力φが上昇し始める
が、MOST Q4も導通しており、節点2に追随
して節点3が上昇する。MOST Q6の電流能力
をMOST Q5より充分大きく採ることにより、
節点3の上昇を受けて、節点4は(VDD−閾値電
圧)レベルからMOST Q5及びQ6の電流能力
の比により決まる低レベルに移行する。従つて、
出力φの上昇する途中からMOST Q4は非導通
になり、出力φからは節点3の容量が見えなくな
る。TTLが高レベルの期間、MOST Q4のゲ
ートは(VDD−閾値電圧)レベルでTTLよりず
つと高いレベルにあるため、出力φを低レベルに
維持するために必要なMOST Q4の寸法は
MOST Q3より十分小さくできる。そこで
MOST Q4が非導通になつてから出力φの立ち
上りはMOST Q4のドレイン拡散容量が小さく
負荷容量が軽くなるため高速となる。即ち、出力
φの立ち上り波形は第3図に示すようになり、
MOST Q4が導通している間はMOST Q2か
らは出力φに加え、節点3の容量が見えるため、
第1図と比べ負担は変わらないが、非導通になつ
てからは出力φだけの負荷容量となり、軽くなる
分速められる。第2図の節点2の容量は第1図の
節点2のそれよりかなり小さくできることが利用
されているが第2図の回路はTTLの低レベルの
期間MOST Q5及びQ6のパスに直流電流を消
費するという欠点を有する。更にMOST Q6の
電流能力がMOST Q5より充分大きくなけれ
ば、節点3の上昇を受けて節点4のレベルが低下
する速度が遅れ、MOST Q4が非導通になるの
が遅れてしまう。即ち、出力φの立ち上りには
MOST Q5及びQ6の電流能力の採り方如何が
大きく影響する。
When TTL transitions from high level to low level and enters the active period, MOST Q3 becomes non-conductive and MOST
Node 2, that is, output φ, begins to rise through Q2, but MOST Q4 is also conductive, and node 3 follows node 2 and rises. By making the current capacity of MOST Q6 sufficiently larger than that of MOST Q5,
As node 3 rises, node 4 transitions from the (V DD -threshold voltage) level to a lower level determined by the ratio of the current capabilities of MOSTs Q5 and Q6. Therefore,
MOST Q4 becomes non-conductive during the rise of the output φ, and the capacitance of the node 3 becomes invisible from the output φ. During the period when TTL is at a high level, the gate of MOST Q4 is at a level (V DD - threshold voltage) which is higher than TTL , so the dimensions of MOST Q4 required to maintain the output φ at a low level are:
It can be made much smaller than MOST Q3. Therefore
After MOST Q4 becomes non-conductive, the output φ rises quickly because the drain diffusion capacitance of MOST Q4 is small and the load capacitance is light. That is, the rising waveform of the output φ becomes as shown in Fig. 3,
While MOST Q4 is conducting, in addition to the output φ, the capacitance of node 3 can be seen from MOST Q2, so
The load is the same as in FIG. 1, but after becoming non-conductive, the load capacity is only equal to the output φ, and the speed is increased due to the lighter weight. It is taken advantage of that the capacitance at node 2 in Figure 2 can be much smaller than that at node 2 in Figure 1, but the circuit in Figure 2 dissipates DC current in the path of MOST Q5 and Q6 during low TTL levels. It has the disadvantage of Furthermore, if the current capacity of MOST Q6 is not sufficiently larger than that of MOST Q5, the speed at which the level of node 4 decreases in response to the rise of node 3 will be delayed, and the time when MOST Q4 will become non-conductive will be delayed. That is, at the rise of the output φ,
How the current capacity of MOST Q5 and Q6 is determined has a major influence.

本発明の目的はこれらの欠点を解消し、TTL
レベルの外部クロツク入力を受け、MOSレベル
出力に変換するインバータにおいて出力が上昇し
始めると、直ちに出力負荷が小さく見えるように
し、その後の出力の上昇が速くできると共にこれ
を可能にする回路において直流電流の消費がなく
MOSTの寸法も制約なく小さくできるという半
導体回路を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate these drawbacks and to
When the output starts to rise in an inverter that receives a level external clock input and converts it to a MOS level output, the output load immediately appears small, and the subsequent output rises quickly. There is no consumption of
The object of the present invention is to provide a semiconductor circuit in which the size of the MOST can be reduced without any restrictions.

本発明による半導体回路は、一端が第1の電源
端子、他端が第1節点に接続される負荷素子と、
ドレインが第1節点、ゲートが第2節点、ソース
が第3節点に接続される第1の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ(以下IGFETと称す)と、ド
レンが第3節点、ゲートがTTLレベル入力の第
1クロツク・ソースが第2の電源端子に接続され
る第2のIGFETとドレインが第1の電源端子、
ゲートが前記第1クロツクと逆相である第2クロ
ツク・ソースが第2節点に接続される第3の
IGFETと、ドレインが第2節点、ゲートが第4
節点、ソースが第2の電源端子に接続される第4
のIGFETと第1節点と第4節点の間に接続さ
れ、前記第2クロツクにより制御される第1のイ
ンピーダンス切換手段から構成されることを特徴
とする。
A semiconductor circuit according to the present invention includes a load element having one end connected to a first power supply terminal and the other end connected to a first node;
A first insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as IGFET) has a drain connected to a first node, a gate connected to a second node, and a source connected to a third node; a drain connected to a third node and a gate connected to a TTL level input; a second IGFET having a first clock source connected to a second power supply terminal and a drain connected to the first power supply terminal;
a third clock whose gate is in antiphase with the first clock and whose second clock source is connected to the second node;
IGFET, drain is the second node, gate is the fourth node
node, the fourth whose source is connected to the second power terminal
, and a first impedance switching means connected between the first node and the fourth node and controlled by the second clock.

本発明の回路構成図を第4図に動作波形図を第
5図に示す。TTLを受けて発生するMOSレベル
変換出力φSを上昇させるMOST Q2とTTL
ゲートに入るMOST Q3の間にMOST Q4が
入るのは第2図と同様であるがMOST Q4のゲ
ートレベルのコントロールが異なり、第4図では
MOST Q5〜Q8により行なつている。φE
TTLを受け、φSより充分遅れて発生し、TTL
が低レベルの間、即ち活性期間、高レベルを維持
する活性化タイミングである。TTLが高レベル
のとき、節点1は(VDD−閾値電圧)、節点2及
び節点3はMOST Q4及びMOST Q3から成
る直列接続されたMOSTの電流能力をMOST Q
2より充分大きく採ることにより決まる低レベル
にある。節点4は前の活性期間においてφEによ
り(VDD−閾値電圧)レベルに充電され、TTL
が高レベルのリセツト期間ではφEは低レベルに
ありMOST Q5は非導通になるが、節点4のレ
ベルはそのままダイナミツクに維持される。E
はφEと丁度逆相のクロツクでありTTLが高レベ
ルのときはVDDレベルにあつて、MOST Q7は
導通し、節点5は節点2と等しい低レベルとな
り、MOST Q6は非導通になる。MOST Q8
はゲートがφEで非導通である。TTLが高レベル
から低レベルに移行し、活性期間に入ると
MOST Q3は非導通になり、MOST Q2を通
して節点2、即ち出力φSが上昇し始める。
MOST Q7を通して節点5がφSに追随して上
昇し、閾値電圧を越えるとMOST Q6が導通し
て、節点4にダイナミツクに維持された充電電荷
が放電され、節点4は直ちに大地電位に至る。こ
の結果、MOST Q4は非導通になり、節点3の
負荷容量は節点2から見えなくなる。MOST Q
4のゲート、即ち節点4の高レベルは(VDD−閾
値電圧)で、MOST Q3のゲート即ちTTL
高レベルによりずつと高く、出力φSを低レベル
に維持するために必要なMOST Q4の寸法は、
MOST Q3より十分小さくできる。そこで
MOST Q4が非導通になつてからの出力φS
立ち上りはMOST Q4のドレイン拡散容量が小
さく、負荷容量が軽くなるため高速となる。出力
φSを受けて、MOS RAMの動作に必要な活性化
タイミングがTTLの低レベルの期間に発生され
る。φSより充分遅れて発生する活性化タイミン
グφEを選ぶとφEの上昇によりMOST Q5及び
Q8が導通すると共にEが低レベルに移行して
MOST Q7は非導通となる。この結果、節点5
は大地電位に移行し、MOST Q6が非導通にな
り、節点4がMOST Q5によりEの高レベル
をVDDとして(VDD−閾値電圧)に充電される。
TTLが低レベルから高レベルに移行してリセツ
ト期間に入ると、MOST Q3が導通し、既に導
通しているMOST Q4と共に節点2即ち出力φ
S及び節点3を低レベルに移行させる。φEもφS
に次いでリセツトされ大地電位に移行し、
MOST Q5及びQ8が非導通になり、φEリセ
ツト後Eが上昇する。MOST Q7が導通する
時点では、φSは既に低レベルにあり、節点5は
低レベルのままに保たれる。従つて節点4も(V
DD−閾値電圧)レベルのままでMOST Q5が非
導通になるため、ダイナミツクにレベルが維持さ
れる状態となる。これに第4図の回路動作が説明
されたが出力φSの立ち上りの振舞いは、第2図
のそれと基本的には変わりないものの次に示す改
善が得られる。
A circuit configuration diagram of the present invention is shown in FIG. 4, and an operating waveform diagram is shown in FIG. 5. MOST Q2 and TTL enter the gate to increase the MOS level conversion output φ S generated in response to TTL . MOST Q4 is inserted between MOST Q3 as in Figure 2, but the gate level control of MOST Q4 is Differently, in Figure 4
This is done using MOST Q5-Q8. φE is
Receives TTL , occurs sufficiently later than φ S , and TTL
is the activation timing to maintain the high level while it is at the low level, that is, during the active period. When TTL is at a high level, node 1 is (V DD - threshold voltage), nodes 2 and 3 are the current capability of the series connected MOST consisting of MOST Q4 and MOST Q3.
It is at a low level determined by taking a value sufficiently larger than 2. Node 4 was charged to the (V DD − threshold voltage) level by φ E during the previous active period, and TTL
During the reset period when is at a high level, φ E is at a low level and MOST Q5 becomes non-conductive, but the level at node 4 is maintained dynamically. E
is a clock having exactly the opposite phase to φE , and when TTL is at a high level, it is at the V DD level, MOST Q7 is conductive, node 5 is at a low level equal to node 2, and MOST Q6 is non-conductive. MOST Q8
is non-conducting with the gate φ E. When TTL transitions from high level to low level and enters the active period
MOST Q3 becomes non-conductive and node 2, ie, the output φ S , begins to rise through MOST Q2.
Through MOST Q7, node 5 rises following φ S , and when the threshold voltage is exceeded, MOST Q6 becomes conductive, the charge dynamically maintained in node 4 is discharged, and node 4 immediately reaches the ground potential. As a result, MOST Q4 becomes non-conducting and the load capacitance of node 3 is no longer visible from node 2. MOSTQ
The high level of the gate of MOST Q3, that is, the high level of node 4, is (V DD - threshold voltage), which is increased by the high level of the gate of MOST Q3, that is, the high level of TTL , and the high level of MOST Q4 that is necessary to maintain the output φ S at a low level. The dimensions are
It can be made much smaller than MOST Q3. Therefore
The output φ S rises quickly after MOST Q4 becomes non-conductive because the drain diffusion capacitance of MOST Q4 is small and the load capacitance is light. In response to the output φ S , activation timing necessary for the operation of the MOS RAM is generated during the low level period of TTL . If an activation timing φ E that occurs sufficiently late than φ S is selected, MOST Q5 and Q8 become conductive due to the rise in φ E , and E shifts to a low level.
MOST Q7 becomes non-conductive. As a result, node 5
moves to ground potential, MOST Q6 becomes non-conductive, and node 4 is charged by MOST Q5 to the high level of E to V DD (V DD -threshold voltage).
When TTL transitions from low level to high level and enters the reset period, MOST Q3 becomes conductive, and together with MOST Q4, which is already conductive, node 2, that is, output φ
Shift S and node 3 to a lower level. φ E also φ S
Then it is reset and moves to ground potential,
MOST Q5 and Q8 become non-conductive and E rises after φE reset. At the time MOST Q7 conducts, φ S is already at a low level and node 5 remains low. Therefore, node 4 is also (V
Since MOST Q5 becomes non-conductive while remaining at the (DD - threshold voltage) level, the level is dynamically maintained. The operation of the circuit shown in FIG. 4 has been explained above, and although the behavior of the rise of the output φ S is basically the same as that shown in FIG. 2, the following improvements can be obtained.

(1) MOST Q4のゲート・レベルをコントロー
ルするMOST Q5〜Q8は完全ダイナミツク
動作であり、直流電流の流れるパスは存在しな
い。
(1) MOST Q5 to Q8, which control the gate level of MOST Q4, operate completely dynamically, and there is no path through which direct current flows.

(2) φSが上昇すると節点5がほゞ同時に上昇
し、閾値電圧を越えるとMOST Q6により節
点4が直ちに放電される。即ちφSが閾値電圧
付近に上昇した時点でMOST Q4は殆んど非
導通であり、節点2から節点3の負荷容量が見
えなくなる時刻が第2図より実効的に速めら
れ、結果としてφSの立ち上りが高速になる。
(2) When φ S rises, node 5 rises almost simultaneously, and when the threshold voltage is exceeded, node 4 is immediately discharged by MOST Q6. That is, when φ S rises to around the threshold voltage, MOST Q4 is almost non-conducting, and the time when the load capacitance from node 2 to node 3 becomes invisible is effectively accelerated compared to FIG. 2, and as a result, φ S rises faster.

(3) MOST Q5〜Q8の電流能力には、特に制
限が加わらず比較的小さい寸法で構成できる。
(3) There are no particular restrictions on the current capacity of MOST Q5 to Q8, and they can be constructed with relatively small dimensions.

本発明を用いた具体的な実施例を第6図に主要
節点の動作波形を第7図に示す。
A concrete example using the present invention is shown in FIG. 6, and operation waveforms of main nodes are shown in FIG.

ここで信号A′,′はアドレス信号を受けてア
ドレスインバータで発生された真補のアドレス信
号である。第6図はダイナミツクMOS RAMで
アドレス入力で指定されるワード線を選択し、選
ばれたメモリセルの内容をリフレツシユするまで
の活性化タイミングをTTLレベルの外部クロツ
ク入力TTLより発生させる回路である。TTL
高レベルのとき、節点1は(VDD−閾値電圧)、
節点2及び節点3はMOST Q4及びMOST Q
3から成る直列接続されたMOSTの電流能力を
MOST Q2より充分大きく採ることにより決ま
る低レベルにある。節点4は前の活性期間におい
て活性化タイミングSEにより(VDD−閾値電
圧)レベルに充電され、TTLが高レベルの間は
SEが低レベルになりMOST Q5は非導通になる
が、節点4のレベルはそのまゝダイナミツクに維
持される。TTLの高レベルの期間が長いと、節
点4の充電電荷がリーク電流により放電し、レベ
ルが低下する危険性があるので、VDDレベルにあ
るリセツトプリチヤージタイミングPがゲートに
入るMOST Q11で節点4のレベルを支えてい
る。MOST Q11の電流能力は回路動作に影響
しない程度に小さく採る。MOST Q9により節
点6は(VDD−閾値電圧)レベルにありMOST
Q7が導通して節点5は節点2と等しい低レベル
となりMOST Q6は非導通である。MOST Q
8及びQ10はSEが低レベルで非導通である。
TTLが高レベルから低レベルに移行し、活性期
間に入るとMOST Q3は非導通になり、MOST
Q2を通して節点2が上昇し始める。MOST Q
7を通して、節点5が節点2に追随して上昇し、
閾値電圧を越えるとMOST Q6が導通して、節
点4は直ちに大地電位に至る。MOST Q11の
電流能力はこのときの節点4の応答に影響しない
程度に小さいものとする。この時点で節点2から
節点3の容量は見えなくなり、以後節点2の立ち
上りは負荷が軽くなつて急峻になる。節点2の上
昇を受け、MOST Q12を通して節点7が(V
DD−閾値電圧)レベルまで上昇し、MOST Q1
6の電流能力はMOST Q15より充分大きく、
Pが低レベルに移行する。この後、節点10が
MOST Q17を通して上昇し、MOST Q19
〜Q22の回路応答により、 VDD−閾値電圧+C10/C10+C10F×V12 まで達する。ここでC10は節点10の容量であ
り、V12は節点12の電圧である。MOST Q23
が非飽和領域に駆動され、AEがVDDまで上昇す
る。AEはアドレス.インバータ.バツフアを駆
動する活性化タイミングでアドレス入力に応じそ
れぞれのアドレス.インバータ.バツフアでアド
レス出力A′或いは′が上昇する。アドレス出力
の上昇により、節点14は大地電位に移行し、こ
れと同期してデコーダの選択、非選択動作が行な
われる。MOST Q30が非導通になると既に
MOST Q28を通して(VDD−閾値電圧)レベ
ルにある節点15がブート.ストラツプ容量C1
5Fにより VDD−閾値電圧+C15/C15+C15F×V16 まで上昇する。ここでC15は節点15の容量で
あり、V16は節点16の電圧である。MOST Q3
1が非飽和領域に駆動され、RAがVDDまで上昇
する。RAに追随して選択デコーダに連がるワー
ド線が上昇し、選択メモリセルの情報がデイジツ
ト線にあらわれる。RAの上昇を受け、節点20
が上昇すると共にMOST Q34〜Q37の回路
が応答し、節点19が大地電位に移行して
MOSTQ40が非導通になると、節点20は次の
レベルに達する。
Here, the signals A', ' are true complement address signals generated by an address inverter in response to an address signal. FIG. 6 shows a circuit that selects a word line specified by an address input in a dynamic MOS RAM, and generates activation timing for refreshing the contents of the selected memory cell from an external clock input TTL at TTL level. When TTL is at high level, node 1 is (V DD - threshold voltage)
Nodes 2 and 3 are MOST Q4 and MOST Q
The current capacity of a MOST connected in series consisting of 3
It is at a low level determined by taking a value sufficiently larger than MOST Q2. Node 4 is charged to the (V DD -threshold voltage) level by activation timing SE in the previous activation period, and while TTL is at a high level,
SE becomes low level and MOST Q5 becomes non-conductive, but the level of node 4 remains dynamically maintained. If the TTL high level period is long, there is a risk that the charge at node 4 will be discharged due to leakage current and the level will drop. It supports the level of node 4. The current capacity of MOST Q11 is set to be small enough not to affect circuit operation. Node 6 is at (V DD - threshold voltage) level due to MOST Q9 and MOST
Q7 is conductive, node 5 is at a low level equal to node 2, and MOST Q6 is non-conductive. MOSTQ
8 and Q10 have low SE and are non-conductive.
When TTL transitions from high level to low level and enters the active period, MOST Q3 becomes non-conductive and MOST
Node 2 begins to rise through Q2. MOSTQ
7, node 5 follows node 2 and rises,
When the threshold voltage is exceeded, MOST Q6 becomes conductive and node 4 immediately goes to ground potential. The current capacity of MOST Q11 is assumed to be small enough not to affect the response of node 4 at this time. At this point, the capacitance from node 2 to node 3 is no longer visible, and thereafter the rise at node 2 becomes steeper as the load becomes lighter. Due to the rise of node 2, node 7 increases through MOST Q12 (V
DD − threshold voltage) level and MOST Q1
6's current capacity is sufficiently larger than MOST Q15,
P moves to a lower level. After this, node 10 becomes
Rising through MOST Q17, MOST Q19
The circuit response of ~Q22 reaches V DD -threshold voltage + C10 F /C10 + C10 F x V 12 . Here, C10 is the capacitance of node 10, and V12 is the voltage of node 12. MOST Q23
is driven into the non-saturation region and AE rises to V DD . AE is the address. Inverter. Each address corresponds to the address input at the activation timing to drive the buffer. Inverter. The address output A' or ' increases with the buffer. As the address output rises, the node 14 shifts to the ground potential, and in synchronization with this, decoder selection and non-selection operations are performed. When MOST Q30 becomes non-conductive, it is already
Node 15 at ( VDD - threshold voltage) level through MOST Q28 boots. Strap capacity C1
By 5F, the voltage increases to V DD -threshold voltage + C15F /C15+C15F× V16 . Here, C15 is the capacitance of node 15, and V16 is the voltage of node 16. MOST Q3
1 is driven into the non-saturation region and RA rises to V DD . Following RA, the word line connected to the selected decoder rises, and the information of the selected memory cell appears on the digit line. Due to the increase in RA, node 20
As the voltage increases, the circuits of MOST Q34 to Q37 respond, and node 19 shifts to ground potential.
When MOSTQ 40 becomes non-conducting, node 20 reaches the next level.

DD−閾値電圧+C20/C20+C20F×V21 ここで、C20は節点20の容量であり、V21
節点21の電圧である。MOST Q41が非飽和
領域に駆動されてSEがVDDまで上昇する。SEは
デイジツト線に接続されるセンスアンプを活性化
し、選択メモリセルの情報がリフレツシユされ
る。これで所要の活性化動作は終了するが、SE
の上昇を受けてMOST Q10が導通し、次式の
レベルにダイナミツクに維持されていた節点6が
放電して直ちに大地電位に至る。
V DD −threshold voltage + C20 F /C20 + C20 F×V 21 where C20 is the capacitance of node 20 and V 21 is the voltage of node 21. MOST Q41 is driven into the non-saturation region and SE rises to VDD . SE activates the sense amplifier connected to the digit line, and the information in the selected memory cell is refreshed. This completes the required activation operation, but SE
In response to the rise in , MOST Q10 becomes conductive, and node 6, which was dynamically maintained at the level of the following equation, is discharged and immediately reaches the ground potential.

DD−閾値電圧+C6/C6+C6F×V5 ここで、C6は節点6の容量であり、V5は節点
5の電圧である。MOST Q7が非導通になり
MOST Q8がSEにより導通するため、節点5も
大地電位に移行する。MOST Q6が非導通にな
るとMOST Q5を通して、節点4が(VDD−閾
値電圧)レベルに充電され、リセツト期間に備え
ることができる。TTLが低レベルから高レベル
に移行してリセツト.プリチヤージ期間に入ると
MOST Q3及びQ13が導通して、節点2及び
節点3が低レベルに次いで節点7が大地電位に移
行する。MOST Q16が非導通になると、Pが
MOST Q15を通して上昇し始め、節点8がブ
ート・ストラツプ容量C8Fにより、 VDD−閾値電圧+C8/C8+C8F×V9 まで上昇して、MOST Q15を非飽和領域に駆
動し、PはVDDレベルまで上昇する。ここでC8
は節点8の容量であり、V9は節点9の電圧であ
る。Pの上昇により、各活性化タイミングが全て
リセツトされるのを始めとして回路各部のリセツ
ト.プリチヤージが行なわれる。このとき
MOST Q9も導通して、節点6が(VDD−閾値
電圧)レベルに上昇するが、節点5は節点2と等
しい低レベルとなりMOST Q6は非導通のまま
保たれる。節点4はMOST Q5による(VDD
閾値電圧)レベルを維持し、MOST Q11がレ
ベルの減衰を防ぐよう働く。以上より第6図の具
体的な実施例の回路動作が説明されたが、活性化
タイミングの立ち上り特性は、節点2が発生源と
なるため、その立ち上り如何により大きく影響を
受ける。節点2が上昇して、閾値電圧を越えた時
点でMOST Q4が非導通になり、以後節点2が
急峻に上昇することは高速動作を得る上で非常に
有効である。
V DD −threshold voltage + C6 F /C6 + C6 F×V 5 where C6 is the capacitance of node 6 and V 5 is the voltage of node 5. MOST Q7 becomes non-conductive.
Since MOST Q8 becomes conductive due to SE, node 5 also moves to ground potential. When MOST Q6 becomes nonconductive, node 4 is charged to the (V DD -threshold voltage) level through MOST Q5, ready for the reset period. TTL transitions from low level to high level and resets. When entering the pre-charge period
MOST Q3 and Q13 conduct, causing nodes 2 and 3 to go low and then node 7 to ground potential. When MOST Q16 becomes non-conductive, P becomes
MOST begins to rise through Q15 and node 8 rises to V DD - threshold voltage + C8 F /C8 + C8F x V 9 due to the boot strap capacitance C8F, driving MOST Q15 into the non-saturation region and P to the V DD level. Rise. Here C8
is the capacitance of node 8 and V 9 is the voltage of node 9. As P rises, all activation timings are reset, and various parts of the circuit are reset. A pre-charge is carried out. At this time
MOST Q9 also conducts and node 6 rises to the (V DD -threshold voltage) level, but node 5 goes to a low level equal to node 2 and MOST Q6 remains non-conducting. Node 4 is determined by MOST Q5 (V DD
(threshold voltage) level and MOST Q11 works to prevent level attenuation. The circuit operation of the specific embodiment shown in FIG. 6 has been described above, but since node 2 is the generation source, the rise characteristic of the activation timing is greatly influenced by how it rises. When node 2 rises and exceeds the threshold voltage, MOST Q4 becomes non-conductive, and thereafter node 2 rises steeply, which is very effective in obtaining high-speed operation.

以上述べたように本発明によれば、TTLレベ
ルの外部クロツク入力を受け、MOSレベル出力
に変換するインバータにおいて出力が上昇し始め
ると直ちに閾値電圧付近で出力負荷が小さく見え
るようにし、その後の出力の上昇が高速となる回
路を直流電流の消費のない低電力動作で、且つ
MOSTの寸法も制約なく小さくできる構成で実
現できる。
As described above, according to the present invention, as soon as the output of an inverter that receives a TTL level external clock input and converts it to a MOS level output begins to rise, the output load appears small near the threshold voltage, and the subsequent output A circuit with a high rate of rise can be operated at low power without consuming direct current, and
The size of MOST can also be realized with a configuration that can be made smaller without any restrictions.

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

第1図はTTLレベル入力をMOSレベル出力に
変換する基本的なインバータ構成を示す回路図、
第2図はTTL入力から変換したMOSレベル出力
の立ち上りを速めることができる従来例を示す回
路図で第3図はその動作波形図、第4図は第2図
と同じ主旨で改善を計つた本発明の基本回路構成
図で第5図はその動作波形図、第6図は本発明の
具体的な実施例を示す回路図で、第7図はその動
作波形図である。 図中の符号、Q1〜Q43……MOSトランジ
スタ、C1F〜C20F……ブート.ストラツプ
容量、VDD……電源。
Figure 1 is a circuit diagram showing the basic inverter configuration that converts TTL level input to MOS level output.
Figure 2 is a circuit diagram showing a conventional example that can speed up the rise of the MOS level output converted from TTL input, Figure 3 is its operating waveform diagram, and Figure 4 is an improvement based on the same idea as Figure 2. FIG. 5 is a basic circuit diagram of the present invention, and FIG. 5 is an operating waveform diagram thereof, FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an operating waveform diagram thereof. Symbols in the figure: Q1 to Q43...MOS transistors, C1F to C20F...boot. Strap capacitance, V DD ... power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一端が第1の電源端子、他端が第1節点に接
続される負荷素子と、ドレインが第1節点、ゲー
トが第2節点、ソースが第3節点に接続される第
1の絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ドレ
インが第3節点、ゲートがTTLレベル入力の第
1クロツク、ソースが第2の電源端子に接続され
る第2の絶縁ゲート型電界効果トランジスタとド
レインが第1の電源端子に、ゲートが前記第1ク
ロツクの立ち下りより遅れて立ち上り、前記第1
クロツクの立ち上りを受けて立ち下る第2クロツ
クに、ソースが第2節点にそれぞれ接続された第
3の絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ドレ
インが第2節点にゲートが第4節点に、ソースが
第2の電源端子にそれぞれ接続された第4の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタと、ドレインが第
1節点に、ゲートが前記第2クロツクと逆相の第
3クロツクに、ソースが第4節点にそれぞれ接続
された第5の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
とドレインが第4節点に、ゲートが前記第2クロ
ツクに、ソースが第2の電源端子にそれぞれ接続
された第6の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
とを含み、前記第1クロツクの立ち下りで、前記
第2節点が放電され、前記第1クロツクの低論理
レベルの期間に、前記第2節点が充電されるよう
にしたことを特徴とする半導体回路。
1 A load element whose one end is connected to a first power supply terminal and the other end to a first node, and a first insulated gate type whose drain is connected to the first node, the gate is connected to the second node, and the source is connected to the third node. A field effect transistor, a second insulated gate field effect transistor whose drain is connected to a third node, whose gate is connected to a first clock of TTL level input, and whose source is connected to a second power supply terminal, and whose drain is connected to the first power supply terminal. , the gate rises later than the fall of the first clock;
When the second clock falls in response to the rise of the clock, a third insulated gate field effect transistor is connected, the source of which is connected to the second node, the drain of which is connected to the second node, the gate of which is connected to the fourth node, and the source of which is connected to the fourth node. A fourth insulated gate field effect transistor is connected to the power supply terminals of the second clock, and the drain is connected to the first node, the gate is connected to a third clock having an opposite phase to the second clock, and the source is connected to the fourth node. and a sixth insulated gate field effect transistor whose drain is connected to the fourth node, whose gate is connected to the second clock, and whose source is connected to the second power supply terminal. The semiconductor circuit includes: the second node is discharged at the falling edge of the first clock, and the second node is charged during a period when the first clock is at a low logic level.
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