KR940008561B1 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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토미오 나까노
요시하루 가또
히데노리 노무라
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후지쓰 가부시끼가이샤
세끼사와 요시
후지쓰 브이 엘 에스 아이 가부시끼가이샤
하요시 도시유끼
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    • 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

내용 없음.No content.

Description

반도체 집적회로Semiconductor integrated circuit

제1도는 내부에서 외부 전원전압을 강압하여 저전압의 내부 전원전압을 만드는 종래의 반도체 집적회로의 구성을 표시하는 블록회로도.1 is a block circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor integrated circuit for stepping down an external power supply voltage to make an internal power supply voltage of a low voltage.

제2도는 반도체 집적회로에 구비되어 있는 복수의 반도체 회로의 칩위의 배치도.2 is a layout view on a chip of a plurality of semiconductor circuits provided in a semiconductor integrated circuit.

제3도는 제1도의 복수의 반도체 회로의 구체적인 구성예를 표시하는 블록회로도.FIG. 3 is a block circuit diagram showing a specific configuration example of the plurality of semiconductor circuits of FIG.

제4a도는 제3도의 어드레스버퍼의 구성예를 표시하는 회로도.FIG. 4A is a circuit diagram showing an example of the configuration of the address buffer of FIG.

제4b도는 제3도의 프리디코우더의 구성예를 표시하는 회로도.4B is a circuit diagram showing an example of the configuration of the predecoder of FIG.

제5도는 내부에서 외부 전원전압을 강압하여 저전압의 내부 전원전압을 만드는 본 발명의 반도체 집적회로의 구성을 표시하는 블록회로도.5 is a block circuit diagram showing the configuration of a semiconductor integrated circuit of the present invention for stepping down an external power supply voltage therein to produce a low voltage internal power supply voltage.

제6도는 제5도의 복수의 반도체 회로의 구체적인 구성예를 표시하는 블록회로도.FIG. 6 is a block circuit diagram showing a specific configuration example of the plurality of semiconductor circuits of FIG.

제7도는 제5도의 전압 강압회로의 제1의 실시예의 회로구성을 표시하는 회로도.FIG. 7 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the first embodiment of the voltage step down circuit in FIG.

제8도는 제5도의 전압 강압회로의 제2의 실시예의 회로구성을 표시하는 회로도.FIG. 8 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the second embodiment of the voltage step down circuit in FIG.

제9도는 제5도의 전압 강압회로의 제3의 실시예의 회로구성을 표시하는 회로도.FIG. 9 is a circuit diagram showing the circuit arrangement of the third embodiment of the voltage step down circuit in FIG.

제10도는 제6도의 블록회로도를 변형한 실시예를 표시하는 블록회로도.FIG. 10 is a block circuit diagram showing an embodiment in which the block circuit diagram of FIG. 6 is modified.

제11도는 본 발명의 반도체 집적회로의 내부 전원전압의 안정상태를 설명하는 시간-전압 특성도.11 is a time-voltage characteristic diagram illustrating a stable state of an internal power supply voltage of a semiconductor integrated circuit of the present invention.

제12도는 전압 강압회로의 다른 실시예의 회로도.12 is a circuit diagram of another embodiment of a voltage step-down circuit.

제13도 내지 제19도는 제9도의 강압 제어회로의 구체적인 회로 구성예를 표시하는 회로도.13 to 19 are circuit diagrams showing specific circuit configurations of the step-down control circuit in FIG.

본 발명은 반도체 집적회로에 관한 것으로 특히, 외부 전원전압을 강압하여 내부 전원전압으로 하는 반도체 집적회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly, to semiconductor integrated circuits that step down external power supply voltages to form internal power supply voltages.

일반적으로 반도체 소자를 미세화하여 가면, 반도체 집적회로의 집적도가 향상하여서 바람직하다. 그런데, 반면에 반도체 소자를 미세화하여 가면 내압이 부족하던가 고온 전자의 영향을 받기 쉽게 된다던지 하는 좋지 않은 상태를 초래하기 쉽다.In general, when semiconductor elements are miniaturized, the degree of integration of semiconductor integrated circuits is improved, which is preferable. On the other hand, when the semiconductor element is made finer, it is easy to cause an unfavorable state, such as insufficient internal pressure or susceptibility to high temperature electrons.

이와같은 좋지 않은 상태의 대책으로서는, 반도체 소자에 공급하는 전원전압을 저전압화하고, 소자 각부의 전계강도를 작게 하는 대책이 유효하다. 예로서 산화막 전계강도를 저하하므로서, 산화막 경시파괴를 방지할 수 있다. 또, 채널 전계강도를 저하하므로서, 고온전자의 발생을 억제하여 산화막중에의 고온전자 주입량을 저감할 수 있고, 소위 고온전자 불안정성(구체적으로는 임계치 Vth의 변동이나 콘덕턴스의 열화)을 방지할 수 있다.As a countermeasure for such an unfavorable state, the countermeasure which lowers the power supply voltage supplied to a semiconductor element and makes the electric field strength of each element part small is effective. As an example, the oxide film electric field strength can be lowered, thereby preventing the oxide film from aging. In addition, by reducing the channel electric field strength, the generation of high-temperature electrons can be suppressed to reduce the amount of high-temperature electrons injected into the oxide film, and so-called high-temperature electron instability (specifically fluctuation in threshold value Vth or deterioration of conductance) can be prevented. have.

이와같이, 전원전압을 저전압화하면 미세화 소자의 문제를 해결할 수 있으나, 전용 외부전원을 준비하는 것은 시스템을 복잡화하게 하던가, 전용 전원선을 필요로 하게 된다던지 하여서 바람직하지 않다. 그래서, 반도체 집적회로의 내부에서 외부 전원전압을 강압하고, 저전압의 내부 전원전압을 만드는 것이 행하여지고 있다. 제1도 및 제2도는 반도체 집적회로의 내부에서 외부 전원전압을 강압하여 저전압의 내부 전원전압을 만드는 종래의 반도체 집적회로의 구성을 표시하는 것이다.As described above, lowering the power supply voltage can solve the problem of the miniaturization element. However, it is not preferable to prepare a dedicated external power supply because it complicates the system or requires a dedicated power supply line. Therefore, the external power supply voltage is stepped down inside the semiconductor integrated circuit, and a low voltage internal power supply voltage is made. 1 and 2 show the configuration of a conventional semiconductor integrated circuit in which the external power supply voltage is stepped down inside the semiconductor integrated circuit to create a low voltage internal power supply voltage.

제1도에서 VccPAD는 반도체 칩에 설치된 전원단자이고, 외부전원이 인가되는 것, A는 전압강압회로, C11-C1n은 복수(n개)의 반도체 회로를 표시하고 있다. 제2도에 표시한 바와같이, 전원단자VccPAD는 반도체 칩 2에 통상 1개 설치되어 있고, 반도체 회로 C11-C1n은 이 반도체 칩 2위에 평면적인 이차원이 배치되어 있다. 전원강압회로 A는 전원단자 VccPAD에 가하여진 외부 전원전압을 소정 전압으로 강압한 내부 전원전압 Vint를 만든다. 이 외부전압은 다른 반도체 집적회로에도 가하여지는 공통의 전원전압으로, 예를들면 +5V이다. 소정의 전압으로의 강압은 예컨대, MOS 트랜지스터의 채널 저항을 이용하여 행한다.In FIG. 1, VccPAD is a power supply terminal provided in a semiconductor chip, an external power supply is applied, A is a voltage step-down circuit, and C11-C1n represents a plurality (n) of semiconductor circuits. As shown in FIG. 2, one power supply terminal VccPAD is normally provided on the semiconductor chip 2, and the semiconductor circuits C11-C1n are arranged on the semiconductor chip 2 in a planar two-dimensional manner. The power supply step down circuit A makes the internal power supply voltage Vint by stepping down the external power supply voltage applied to the power supply terminal VccPAD to a predetermined voltage. This external voltage is a common power supply voltage applied to other semiconductor integrated circuits, for example, + 5V. Step-down to a predetermined voltage is performed using the channel resistance of a MOS transistor, for example.

여기서, 소정의 전압이란 복수의 내부 반도체 회로 C11-C1n을 구성하는 마세화 반도체 소자(예컨데, MOS 트랜지스터)의 동작에 필요한 전압이고, 그리고, 내압이나 고온전자를 회피하는데 유효한 저전압이다.Here, the predetermined voltage is a voltage required for the operation of the agitated semiconductor element (for example, MOS transistor) constituting the plurality of internal semiconductor circuits C11-C1n, and is a low voltage effective for avoiding breakdown voltage and high temperature electrons.

제3도는 반도체 집적회로가 다이나믹 RAM인 경우의 제1도의 반도체 회로 C11-C1n의 구체적인 회로의 예를 표시하는 것이다. 도면에서, C11은 모드 제어회로, C12는 리프레쉬 어드레스 카운터, C13은 어드레스 버퍼, C14는 프리디코우더, C15는 기본 바이어스 발생회로, C16는 센스앰프 드라이버, C17은 제1클록발생회로, C18은 게이트회로, C19는 제2클록발생회로, C20은 써넣기 클록발생회로, C21은 컬럼디코우더, C22는 로우디코우더, C23은 데이타 입력버퍼, C24는 데이타 출럭버퍼이고, 이들 각 반도체 회로 C11-C24에는 강압회로 A에 의해서 강압된 내부 전원전압이 공급되도록 이루어져 있다. 제4a도는 제3도의 어드레스 버퍼의 구성예를 표시한 회로도, 제4b도는 제3도의 프리디코우더의 구성예를 표시한 회로도이다.3 shows an example of a specific circuit of the semiconductor circuits C11-C1n in FIG. 1 when the semiconductor integrated circuit is a dynamic RAM. In the figure, C 11 is a mode control circuit, C 12 is a refresh address counter, C 13 is an address buffer, C 14 is a predecoder, C 15 is a basic bias generation circuit, C 16 is a sense amplifier driver, and C 17 is a first clock generating circuit, C 18 is a gate circuit, C 19 is the second clock generating circuit, C 20 is sseoneotgi clock generating circuit, C 21 is the column D. Koh more, C 22 is the low-di Koh more, C 23 is a data input buffer, C 24 is a data output buffer, and each of these semiconductor circuits C 11 -C 24 is configured to supply an internal power supply voltage stepped down by the step-down circuit A. 4A is a circuit diagram showing an example of the configuration of the address buffer of FIG. 3, and FIG. 4B is a circuit diagram showing an example of the configuration of the predecoder of FIG.

그러나, 이와 같은 종래의 반도체 집적회로에서는 복수의 내부 반도체 회로(제1도에서는 C11-C1n, 제3도에서는 C11-C1n)로, 1개의 내부 전원전압 Vint를 공유하고 있기 때문에, 예컨데 내부 반도체 회로(제1도에서는 C11-C1n, 제3도에서는 C11-C1n) 중에서 특히, 큰 전류를 소비하는 반도체 회로의 동작시에, Vint의 전위가 순간적으로 강하하고, 이 영향으로 다른 반도체 회로가 오동작하는 염려가 있다.However, in such a conventional semiconductor integrated circuit, a plurality of internal semiconductor circuits (C11-C1n in FIG. 1 and C 11 -C 1n in FIG. 3) share one internal power supply voltage Vint. Among the semiconductor circuits (C11-C1n in FIG. 1 and C 11 -C 1n in FIG. 3), the potential of Vint drops instantaneously during operation of a semiconductor circuit that consumes a large current. The circuit may malfunction.

그래서, 내부 전원전압 Vint의 전압강하를 검출하는 회로를 구비하여 전압강하의 검출시에 비교적 큰 전류를 공급하여 내부 전원전압의 변동을 억제하는 것이 행하여지고 있다. 그런데, 이 방법으로는 실제의 전압강하 발생시점에서, 전류가 공급되어지기까지의 사이에는 어느정도의 응답지연이 생기는 것을 피할 수가 없고, 이 결과 내부 전원전압 Vint의 순간적인 전압강하를 효과적으로 억제한다는 면에서 충분한 것은 아니었다.Therefore, a circuit for detecting the voltage drop of the internal power supply voltage Vint is provided, and a relatively large current is supplied at the time of detecting the voltage drop to suppress the fluctuation of the internal power supply voltage. In this method, however, a certain response delay cannot be avoided from the time when the actual voltage drop occurs until the current is supplied, which effectively suppresses the instantaneous voltage drop of the internal power supply voltage Vint. Was not enough.

그래서, 본 발명은 큰 전류를 소비하는 반도체 회로가 동작한 경우에도, 내부 전원전압의 전압변동을 효과적으로 억제할 수가 있고, 반도체 회로가 오동작할 염려가 없는 반도체 직접회로의 제공을 목적으로 하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of effectively suppressing a voltage fluctuation of an internal power supply voltage even when a semiconductor circuit consuming a large current is operated, and there is no fear that the semiconductor circuit will malfunction.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 반도체 칩 외부에 존재하는 외부 전원전압을 외부 전원단자를 사이에 두고 거두어 들여서, 반도체 칩 내부에 설치된 전압 강압수단에 의해서 이 외부 전원전압을 강압하고, 이것을 내부 전원전압으로서 반도체 칩 내부에 공급하는 반도체 집적회로에 이어서, 반도체 칩 내부에 외부 전원단자에 접속하여, 외부 전원전압을 원하는 내부 전원전압으로 변경하는 복수개의 전압 강압수단을 구비하고, 이 전압 강압수단의 각각에는 반도체 칩 내부에 복수로 만들어진 반도체 회로 블록의 적어도 1개가 접속하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention collects the external power supply voltage existing outside the semiconductor chip with the external power supply terminal interposed therebetween, stepping down the external power supply voltage by a voltage stepping means provided inside the semiconductor chip, Next to the semiconductor integrated circuit supplied as a voltage inside the semiconductor chip, a plurality of voltage step-down means connected to an external power supply terminal inside the semiconductor chip to change the external power supply voltage to a desired internal power supply voltage are provided. Each of them is characterized in that at least one of a plurality of semiconductor circuit blocks made inside the semiconductor chip is connected.

이 결과, 본 발명에서는 몇개의 반도체 회로마다에 전용의 내부 전원전압이 만들어져서, 하나의 내부 전원전압에 변동이 발생하였을때에 다른 내부 전원전압에의 영향이 없어진다.As a result, in the present invention, a dedicated internal power supply voltage is generated for each of several semiconductor circuits, and when a change occurs in one internal power supply voltage, the influence on the other internal power supply voltage is eliminated.

이하, 본 발명을 도면에 기초하여서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated based on drawing.

제5도는 본 발명에 관계된 반도체 집적회로의 구성을 표시하는 블록회로도이다. 제5도에서, VccPAD는 외부전원용의 전원단자, A1-An은 전압강압회로, C11-C1n은 반도체 회로 블록을 각각 표시하고 있다. 이 전압강압회로 A1-An은 복수의 반도체 내부회로(반도체 회로 블록) C11-C1n 마다에 만들어져서, 전원단자 VccPAD에 가하여진 외부 전원전압 Vcc를, 예컨대, MOS 트랜지스터의 채널 저항을 이용하여 소정의 전압으로 강압하고, 각각 Vint1-Vintn의 내부 전원전압을 만든다.5 is a block circuit diagram showing the configuration of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In Fig. 5, VccPAD denotes a power supply terminal for an external power source, A1-An denotes a voltage step-down circuit, and C11-C1n denotes a semiconductor circuit block, respectively. The voltage step-down circuits A1-An are made for each of the plurality of semiconductor internal circuits (semiconductor circuit blocks) C11-C1n, and the predetermined voltage resistance is applied to the external power supply voltage Vcc applied to the power supply terminal VccPAD, for example, using a channel resistance of the MOS transistor. Step down to the voltage and make an internal power supply voltage of Vint1-Vintn respectively.

여기서 복수의 반도체 회로 블록 C11-C1n이란, 반도체 집적회로에 형성된 각각의 기능블록이고, 예컨데, 다이나믹 RAM(DRAM)에서는 클록발생기나 메모리 셀 어레이(센스앰프를 포함하는) 등의 기능블록이 반도체 회로 블록이다. 제6도는 반도체 집적회로가 DRAM인 경우의 반도체 회로 C11-C1n의구체적인 회로예를 표시하는 것이고, 제3도에 표시한 종래의 반도체 집적회로와 동일한 부분에 대하여서는 동일 부호를 붙였다. 제6도에서, C11은 모드제어회로, C12은 리프레쉬 어드레스 카운터, C13은 어드레스버퍼, C14는 프리디코우더, C15는 기본 바이어스 발생회로, C16는 센스앰프 드라이버, C17은 제1클록발생회로, C18은 게이트회로, C19는 제2클록발생회로, C20은 써넣기 클록발생회로, C21은 컬럼디코우더, C22는 로우디코우더, C23은 데이타 입력버퍼, C24는 데이타 출력버퍼이고, 이들 각 반도체 회로 C11-C24에는 강압회로 A1-A5에 의해서 강압된 내부 전원전압이 공급되도록 이루어져 있다. 어드레스버퍼 C13과 프리디코우더 C14는 제4a도와 제4b도에 표시한 구성과 동일하다.Here, the plurality of semiconductor circuit blocks C11-C1n are respective functional blocks formed in a semiconductor integrated circuit. For example, in a dynamic RAM (DRAM), a functional block such as a clock generator or a memory cell array (including a sense amplifier) is a semiconductor circuit. It is a block. FIG. 6 shows a specific circuit example of the semiconductor circuits C11-C1n in the case where the semiconductor integrated circuit is a DRAM, and the same reference numerals are given to the same parts as the conventional semiconductor integrated circuit shown in FIG. In FIG. 6, C 11 is a mode control circuit, C 12 is a refresh address counter, C 13 is an address buffer, C 14 is a predecoder, C 15 is a basic bias generation circuit, C 16 is a sense amplifier driver, and C 17 is a first circuit clock generation, C 18 is a gate circuit, C 19 is the second clock generating circuit, C 20 is sseoneotgi clock generating circuit, C 21 is the column D. Koh more, C 22 is the low-di Koh more, C 23 is a data input The buffer C 24 is a data output buffer, and each of these semiconductor circuits C 11 -C 24 is supplied with an internal power supply voltage stepped down by the step-down circuits A1-A5. The address buffers C 13 and predecoder C 14 have the same configurations as shown in FIGS. 4A and 4B.

이 DRAM에 있어서, 이 실시예에서는 모드제어회로 C11,리프레쉬 어드레스 카운터 C12, 어드레스 버퍼 C13, 프리디코우더 C14, 기본 바이어스 발생회로 C15및 로우디 코우더 C22가 제5도의 반도체 회로 C11에 해당하고, 강압회로 A1에 의한 내부 전원전압 Vint1에 의해서 동작한다. 또, 센스앰프 드라이버 C16이 제5도의 반도체 회로 C12에 해당하고, 강압회로 A2에 의한 내부 전원전압 Vint2에 의해서 동작한다. 또한, 제1클록발생회로 C17, 게이트회로 C18, 제2클록발생회로 C19및 컬럼디코우더 C21이 제5도의 반도체 회로 C13에 해당하고, 강압회로 A3에 의한 내부 전원전압 Vint3에 의해서 동작한다. 마찬가지로, 데이타 입력버퍼 C23과 데이타 출럭버퍼 C24가 반도체 회로 C14에 해당하고, 강압회로 A4에 의한 내부 전원전압 Vint4에 의해서 동작하고, 써넣기 클록발생회로 C20이 반도체 회로 C15에 해당하고, 강압회로 A5에 의한 내부 전원전압 Vint5에 의해서 동작한다.In this DRAM, in this embodiment, the mode control circuit C 11 , the refresh address counter C 12 , the address buffer C 13 , the predecoder C 14 , the basic bias generator circuit C 15 and the low decoder C 22 are semiconductors of FIG. 5. Corresponds to the circuit C11, and operates by the internal power supply voltage Vint1 by the step-down circuit A1. The sense amplifier driver C 16 corresponds to the semiconductor circuit C 12 in FIG. 5 and operates by the internal power supply voltage Vint2 by the step-down circuit A2. In addition, the first clock generating circuit C 17 , the gate circuit C 18 , the second clock generating circuit C 19 and the column decoder C 21 correspond to the semiconductor circuit C 13 of FIG. 5, and the internal power supply voltage Vint3 by the step-down circuit A3. It works by Similarly, the data input buffer C 23 and the data output buffer C 24 correspond to the semiconductor circuit C 14 , operate by the internal power supply voltage Vint4 by the step-down circuit A4, and the write clock generation circuit C 20 corresponds to the semiconductor circuit C 15 . It operates by the internal power supply voltage Vint5 by the step-down circuit A5.

일반적으로 DRAM에서는 센스앰프를 포함하는 메모리 셀 어레이의 동작전류가 극히 크고, 따라서 메모리 셀 어레이의 동작시에는 강압회로 A1을 흐르는 전류가 증대하여서, 내부 전원전압 Vint1에 손간적인 전압강하가 발생하나, 이 실시예에서는 이 내부 전원전압 Vint1과 다른 반도체 회로 C12-C15의 내부 전원전압 Vint2-Vint5가 각각 독립하여 있기 때문에, 하나의 내부 전원전압 Vint1에 전압강하가 발생한 경우에도, 다른 내부 전원전압 Vint2-Vint5의 전압강하를 억제할 수가 있다.In general, in DRAM, the operating current of the memory cell array including the sense amplifier is extremely large, so that the current flowing through the step-down circuit A1 increases during the operation of the memory cell array, resulting in a manual voltage drop in the internal power supply voltage Vint1. In this embodiment, since the internal power supply voltage Vint1 and the internal power supply voltages Vint2-Vint5 of the other semiconductor circuits C 12 -C 15 are independent of each other, even when a voltage drop occurs in one internal power supply voltage Vint1, another internal power supply voltage The voltage drop of Vint2-Vint5 can be suppressed.

제7도-제9도는 본 발명에 관련된 반도체 집적회로의 다른 실시예의 구성을 표시하는 도이다.7 to 9 show the structure of another embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.

제7도는 복수의 반도체 회로 블록 C11-C1n마다에 만들어진 전압강압수단 A11-A1n을, 각각 MOS 트랜지스터로 구성한 예를 표시하는 것이다. 이 예에서는 각 MOS 트랜지스터의 공통선 L을 사이에 두고 외부 전원단자 VccPAD에 접속되고, 또 각 MOS 트랜지스터의 게이트도 공통선 L을 사이에 두고 외부 전원단자 VccPAD에 접속되어 있다. 또한, 공통선 L중에 개재한 저항 R1-Rn은 전원단자 VccPAD와 각 MOS 트랜지스터 사이에 개재하는 배선저항을 나타내고 있다. 이 실시예에서는 전원전압 Vcc에 대하여 각 내부 전원전압 Vint2-Vintn은 MOS 트랜지스터의 채널 저항에서 강압된다.FIG. 7 shows an example in which the voltage step-down means A11-A1n formed for each of the plurality of semiconductor circuit blocks C11-C1n are each composed of MOS transistors. In this example, the MOS transistor is connected to the external power supply terminal VccPAD with the common line L interposed therebetween, and the gate of each MOS transistor is also connected to the external power supply terminal VccPAD with the common line L interposed therebetween. In addition, the resistors R1-Rn interposed in the common line L represent the wiring resistance interposed between the power supply terminal VccPAD and each MOS transistor. In this embodiment, each internal power supply voltage Vint2-Vintn is stepped down in the channel resistance of the MOS transistor with respect to the power supply voltage Vcc.

제8도는 복수의 반도체 회로 블록 C11-C1n마다에 만들어진 전압강압수단 A11-A1n을, 각각 MOS 트랜지스터로 구성한 다른 예를 표시하는 것이고, 제7도와 동일 구성부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 이 예에서는 각 MOS 트랜지스터의 드레인이 제1의 공통선 L1을 사이에 두고 외부 전원단자 VccPAD에 접속되고, 또 각 MOS 트랜지스터의 게이트는 제2의 공통선 L2를 사이에 두고 외부 전원단자 VccPAD에 접속되어 있다. 또한, 제1의 공통선 L1중에 개재한 저항 R1-Rn은, 전원단자 VccPAD와 각 MOS 트랜지스터 사이에 개재하는 배선저항을 나타내고 있다.FIG. 8 shows another example in which the voltage step-down means A11-A1n formed for each of the plurality of semiconductor circuit blocks C11-C1n are each composed of MOS transistors, and the same components as in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. In this example, the drain of each MOS transistor is connected to the external power supply terminal VccPAD with the first common line L1 interposed, and the gate of each MOS transistor is connected to the external power supply terminal VccPAD with the second common line L2 interposed therebetween. It is. In addition, the resistors R1-Rn interposed between the first common lines L1 represent wiring resistances interposed between the power supply terminal VccPAD and each MOS transistor.

제8도와 같은 구성에 의하면, 다음과 같은 작용효과가 얻어진다. 즉, 칩위에 배치한 몇개의 반도체 회로에 하나의 외부 전원단자 VccPAD에서 전원을 공급하는 경우를 생각하면, 이 배치는 제2도에 표시한대로 평면적인 2차원 배치이기 때문에, 하나의 전원단자 VccPAD와 각 반도체 회로와의 사이의 배선길이가 다르고, 따라서 배선저항도 다르다. 이것을 모식적으로 표현한 것이 제8도중의 저항 R1-Rn이다.According to the structure like FIG. 8, the following effect is acquired. In other words, in the case where power is supplied from one external power terminal VccPAD to several semiconductor circuits arranged on the chip, this arrangement is a planar two-dimensional arrangement as shown in FIG. The wiring length between the semiconductor circuits is different, and hence the wiring resistance is also different. This is represented schematically by the resistors R1-Rn in FIG.

지금 제1의 공통선 L1의 최종단의 C1n에 ImA의 전류를 흐르게 하면, 제1의 공통선 L1의 각 노드 N1...Nn의 전위 VN1,VN2,...VNn의 다음의 각 식으로 표현된다.If current of ImA flows through C1n at the last end of the first common line L1, the potential VN 1 , VN 2 , ... VN n of each node N1 ... Nn of the first common line L1 It is expressed by each expression.

VN1= Vcc-VR1 VN 1 = Vcc-V R1

VN2= Vcc-(VR1+VR2)VN 2 = Vcc- (V R1 + V R2 )

VNn= Vcc-(VR1+VR2+...VRn)VN n = Vcc- (V R1 + V R2 + ... V Rn )

단, Vcc : 외부 전원전압Vcc: External power supply voltage

VR1: R1에 의한 전압강하분(I·R1)V R1 : Voltage drop by R1 (I · R1)

VR2: R2에 의한 전압강하분(I·R2)V R2 : Voltage drop by R2 (I · R2)

VRn: Rn에 의한 전압강하분(I·Rn)V Rn : Voltage drop due to Rn (I / Rn)

이 전압강하분 RR1, RR2...RRn은 전류 ImA와 저항 R1(또는 R2...Rn)의 적치(곱하는 값)로서 주어지고, 따라서 하나의 반도체 회로(C1n)에 큰 전류(ImA)가 흘러들어가면, 이것에 의해서 다른 반도체 회로 C11, C12...가 전압강하분 VR1, RR2...의 영향을 받는 것이 된다.This voltage drop R R1 , R R2 ... R Rn is given as the accumulation value (multiplied value) of the current ImA and the resistance R1 (or R2 ... Rn), so that a large current (a When ImA) flows in, other semiconductor circuits C11, C12 ... are affected by the voltage drop V R1 , R R2 .

그러나, 이 실시예에서는 각 노드 N1...Nn에 접속하는 복수의 MOS 트랜지스터의 게이트를, 제1의 공통선 L1과는 별개의 전용배선인 제2의 공통선 L2에 의해서 외부 전원단자 VccPAD에 접속하였기 때문에,However, in this embodiment, the gates of the MOS transistors connected to each node N1 ... Nn are connected to the external power supply terminal VccPAD by the second common line L2, which is a dedicated wiring separate from the first common line L1. Because we connected

(i) MOS 트랜지스터의 게이트 전류는 극히 미소(거의 영(0)이라고 하여도 지장이 없다)하여서, 각 MOS 트랜지스터의 게이트 전위를 거의 외부 전원전위 Vcc전위로 할 수가 있고,(i) The gate current of the MOS transistors is extremely small (although it is almost zero), so that the gate potential of each MOS transistor can be made almost the external power supply potential Vcc potential.

(ii) 따라서, 노드 N1...Nn에 전압강하가 발생하였다고 하여도, 반도체 회로 C11...C1n에 공급하는 내부 전원전압 Vint1...Vintn을 외부 전원전위 Vcc에서 MOS 트랜지스터의 임계치 Vth분 만큼 저하한 일정전위로 할 수가 있고,(ii) Therefore, even if a voltage drop occurs at the nodes N1 ... Nn, the internal power supply voltage Vint1 ... Vintn supplied to the semiconductor circuits C11 ... C1n is equal to the threshold Vth of the MOS transistor at the external power supply potential Vcc. Can be reduced to a constant potential,

(iii) 제1의 공통선 L1의 배선저항 R1...Rn 에 의한 전압강하의 영향을 효과적으로 회피할 수가 있다.(iii) The influence of the voltage drop due to the wiring resistances R1 ... Rn of the first common line L1 can be effectively avoided.

즉, 제11도에 표시한대로 외부 전원전위 Vcc에서 MOS 트랜지스터의 임계치 Vth 분 만큼 낮은 전압으로 주어진, 예컨데, 반도체 회로 C12의 내부 전원전압 Vint2는, 가령 시간 t1에서 노드 N2의 전위 VN2가 전위차 △VN2만큼 감소하였다고 하여도, MOS 트랜지스터의 게이트 전위가 전용배선인 제2의 공통선 L2에 의해서 거의 외부 전원전위 Vcc로 유지되어 있어서, 전술한 전위차 △VN2의 영향을 받는 일은 없고, 혹은 받았다고 하여도 그 정도는 적어서 거의 일정한 전위(Vcc-Vth)를 유지할 수가 있다. 덧붙여서, 제11도중의 파선은 MOS 트랜지스터의 게이트-드레인을 공통으로 하여 동일한 노드에 접속한 제7도의 전압 파형이고, 노드의 전압변동에 의해서 내부 전원전압 Vint2가 크게 변동하고 있다.That is, as shown in FIG. 11, the external power supply potential Vcc is given a voltage as low as the threshold value Vth of the MOS transistor, for example, the internal power supply voltage Vint2 of the semiconductor circuit C12 is, for example, at a time t1, the potential VN2 of the node N2 is equal to the potential difference ΔVN2. Even if it decreases by, the gate potential of the MOS transistor is almost maintained at the external power supply potential Vcc by the second common line L2, which is a dedicated wiring, and is not affected by the above-described potential difference? The degree is small so that a nearly constant potential (Vcc-Vth) can be maintained. In addition, the broken line in FIG. 11 is the voltage waveform of FIG. 7 connected to the same node in common with the gate-drain of a MOS transistor, and the internal power supply voltage Vint2 is fluctuate | varied fluctuation | variation by the voltage change of a node.

제9도는 제8도의 실시예의 변형형태를 표시하는 것이고, 제8도와 동일한 구성부분에는 동일부호를 붙이고 있다. 이 실시예에서는 전압강압회로 A11-A1n을 구성하는 각 MOS 트랜지스터의 게이트가 강압 제어회로 G1, G2...Gn을 사이에 두고 제2의 공통선 L2에 접속되어 있다. 그리고, 이 실시예에서는 개별선택신호 S1...Sn에 의해서 강압 제어회로 G1...Gn의 어느것, 예로서 G2를 동작시키면, 동작중의 강압 제어회로 G2를 사이에 두고 제2의 공통선 L2와 MOS 트랜지스터 A12의 게이트가 접속되어서 MOS 트랜지스터의 게이트 전위를 거의 전원전압 Vcc로 유지할 수가 있어서, 제8도에 표시한 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 이 실시예에서는 개별선택신호 S1-Sn에 의해서 각 반도체 회로 블록 C11-C1n에의 전원공급을 온/오프할 수가 있어서, 예컨데 메모리 셀 어레이를 복수의 블록으로 분할하고, 비동작 블록의 전원공급을 오프로 하여 저전력화를 기하는 형태의 반도체 집적회로에 적용하면 바람직하다.9 shows a modification of the embodiment of FIG. 8, and like reference numerals denote the same components as those in FIG. In this embodiment, the gates of the respective MOS transistors constituting the voltage step-down circuits A11-A1n are connected to the second common line L2 with the step-down control circuits G1, G2 ... Gn interposed therebetween. In this embodiment, when any of the step-down control circuits G1 ... Gn, for example, G2 is operated by the individual selection signals S1 ... Sn, the second common control is provided with the step-down control circuit G2 in operation. The line L2 and the gate of the MOS transistor A12 are connected so that the gate potential of the MOS transistor can be maintained at almost the power supply voltage Vcc, and the same effect as the embodiment shown in FIG. 8 is obtained. Further, in this embodiment, the power supply to each semiconductor circuit block C11-C1n can be turned on / off by the individual selection signals S1-Sn. For example, the memory cell array is divided into a plurality of blocks, and the power supply of the non-operation block is supplied. It is preferable to apply to a semiconductor integrated circuit of a type that reduces power by turning off.

제10도는 제6도에 표시한 반도체 집적회로가 DRAM인 경우의 본 발명의 반도체 회로 C11-C1n의 구체적인 회로예를 변형한 실시예를 표시하는 것이고, 데이타 입력버퍼 C23과 데이타 출력버퍼 C24에 디바이스의 특성상, 강압하지 않는 외부전원을 그대로 인가하고 싶은 것을 사용하는 경우의 예이다. 본 발명의 반도체 집적회로에서는 그 각 반도체 회로마다에 강압회로가 각각 마련되어 있어서, 이와같이 디바이스의 특성을 고려한 변형예가 가능하다. 또, 제10도의 회로에서는 센스앰프 드라이버 C16의 내부 전원전압을 강압회로 A2에 의해서 만들고 있는데, 센스앰프 드라이버 자체에 외부 전원전압의 강압작용이 있는 것에 대하여서는 이 강압회로 A2를 마련하지 않아도 된다.FIG. 10 shows an embodiment in which a specific circuit example of the semiconductor circuits C11-C1n of the present invention is modified in the case where the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 6 is DRAM. The data input buffer C 23 and the data output buffer C 24 are shown in FIG. This is an example of using a device that wants to apply an external power source that is not stepped down due to the characteristics of the device. In the semiconductor integrated circuit of the present invention, a step-down circuit is provided for each of the semiconductor circuits, and thus a modification in consideration of the characteristics of the device is possible. In the circuit of FIG. 10, the internal power supply voltage of the sense amplifier driver C 16 is generated by the step-down circuit A2. However, it is not necessary to provide this step-down circuit A2 when the sense amplifier driver itself has a step-down action of the external power supply voltage. .

제12도는 이상 설명한 실시예에서 사용되고 있는 전압 강압회로의 다른 실시예의 회로도를 표시하는 것이고, 복수의 MOS 트랜지스터를 사용하여 전압 강압회로를 형성한 예이다.12 shows a circuit diagram of another embodiment of the voltage step-down circuit used in the above-described embodiment, and is an example in which a voltage step-down circuit is formed using a plurality of MOS transistors.

제13도와 제14도는 제9도의 강압 제어회로의 구체적인 회로 구성예를 표시하는 회로도이고, 강압 전위가 외부 전원전압 Vcc 임계치 전압이 Vth인 경우의 예이다. 따라서, 외부 전원전압 Vcc가 5V일때, 임계치전압은 약 1V이기 때문에 이 실시예의 회로를 사용한 반도체 집적회로에서의 내부 전원전압은 약 4V로 된다.13 and 14 are circuit diagrams showing a specific circuit configuration example of the step-down control circuit in FIG. 9, and are examples of the case where the step-down potential is the external power supply voltage Vcc threshold voltage Vth. Therefore, when the external power supply voltage Vcc is 5V, the threshold voltage is about 1V, so the internal power supply voltage in the semiconductor integrated circuit using the circuit of this embodiment becomes about 4V.

제15도 내지 제18도는 제9도의 강압 제어회로의 다른 구체적인 회로 구성예를 표시하는 회로도이고, 강압전위가 외부 전원전압 Vcc 임계치 전압이 2Vth인 경우의 예이다. 따라서, 외부 전원전압 Vcc가 5V일때, 임계치 전압은 약 1V이기 때문에 이 실시예의 회로를 사용한 반도체 집적회로에서의 내부 전원전압은 약 3V로 된다.15 to 18 are circuit diagrams showing another specific circuit configuration example of the step-down control circuit in Fig. 9, and the step-down potential is an example in which the external power supply voltage Vcc threshold voltage is 2Vth. Therefore, when the external power supply voltage Vcc is 5V, the threshold voltage is about 1V, so the internal power supply voltage in the semiconductor integrated circuit using the circuit of this embodiment becomes about 3V.

제19도는 제9도의 강압 제어회로의 또 다른 구체적인 회로 구성예를 표시하는 회로도이고, 강압전위가 임의로 설정될 수 있는 회로 구성을 표시하는 것이다.19 is a circuit diagram showing another specific circuit configuration example of the step-down control circuit in FIG. 9, and shows a circuit configuration in which the step-down potential can be arbitrarily set.

Claims (10)

반도체 칩 외부에 존재하는 외부 전원전압을 외부 전원단자(VccPAD)를 사이에 두고 거두어 들이고, 반도체 칩 내부에 마련된 전압 강압수단(A)에 의해서 이 외부 전원전압을 강압하고, 이것을 내부 전원전압으로서 상기 반도체 칩 내부에 공급하는 반도체 집적회로에 있어서, 상기 반도체 칩 내부에, 상기 외부전원단자(VccPAD)에 접속하고, 외부 전원전압을 소망하는 내부 전원전압으로 변경으로 복수개의 전압 강압수단(A1-A1n)을 구비하고, 이 각개의 전압 강압수단(A1-An)의 각각에는, 반도체 칩 내부에 복수로 마련된 반도체 회로 블록(C11-C1n)의 적어도 1개가 접속하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.The external power supply voltage present outside the semiconductor chip is collected with the external power supply terminal VccPAD interposed therebetween, and the voltage is lowered by the voltage step-down means A provided inside the semiconductor chip. In a semiconductor integrated circuit supplied inside a semiconductor chip, a plurality of voltage step-down means (A1-A1n) connected to the external power supply terminal (VccPAD) inside the semiconductor chip and changing an external power supply voltage to a desired internal power supply voltage. And at least one of a plurality of semiconductor circuit blocks (C11-C1n) provided inside each semiconductor chip is connected to each of the voltage dropping means (A1-An). 제1항에 있어서, 상기 각 반도체 회로 블록(C11-C1n)마다의 전압 강압수단(A1-An)은, 적어도 각 하나의 MOS 트랜지스터(A11-A1n)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the voltage dropping means (A1-An) for each of the semiconductor circuit blocks (C11-C1n) include at least one MOS transistor (A11-A1n). 제2항에 있어서, 상기 각 MOS 트랜지스터(A11-A1n)의 드레인을 제1의 공통선으로 공통 접속하여 상기 외부 전원단자(VccPAD)에 접속함과 함께, 각 MOS 트랜지스터(A11-A1n)의 게이트도 이 제1의 공통선에 접속하도록 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.The gate of each of the MOS transistors A11-A1n, wherein the drains of the MOS transistors A11-A1n are connected in common with a first common line and connected to the external power supply terminal VccPAD. The semiconductor integrated circuit is configured to be connected to the first common line. 제2항에 있어서, 상기 각 MOS 트랜지스터(A11-A1n)의 드레인을 제1의 공통선으로 공통 접속하여 상기 외부 전원단자(VccPAD)에 접속함과 함께, 각 MOS 트랜지스터(A11-A1n)의 게이트를 제2의 공통선으로 공통 접속하여 상기 외부 전원단자(VccPAD)에 접속하도록 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.The gate of each of the MOS transistors A11-A1n, wherein the drains of the MOS transistors A11-A1n are connected in common with a first common line and connected to the external power supply terminal VccPAD. And a common connection via a second common line to connect to the external power supply terminal (VccPAD). 제4항에 있어서, 상기 각 MOS 트랜지스터(A11-A1n)의 게이트와 제2의 공통선과의 사이에, 별개 선택신호(S1-Sn)에 의해서 각 반도체 회로 블록(C11-C1n)에의 전원 공급을 독립하여 온/오프할 수 있는 강압 제어회로(G1-Gn)를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.5. The power supply to each of the semiconductor circuit blocks C11-C1n according to claim 4, wherein a separate selection signal S1-Sn is applied between the gates of the MOS transistors A11-A1n and the second common line. A semiconductor integrated circuit comprising a step-down control circuit (G1-Gn) that can be turned on and off independently. 제5항에 있어서, 상기 각 반도체 회로 블록(C11-C1n)마다의 전압 강압수단(A1-An)은, 적어도 각 하나의 MOS 트랜지스터(A11-A1n)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.6. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein the voltage dropping means (A1-An) for each of the semiconductor circuit blocks (C11-C1n) include at least one MOS transistor (A11-A1n). 제6항에 있어서, 상기 각 강압 제어회로(G1-Gn)와 전압 강압수단(A1-An)에 의해, 외부 전원전압이 MOS 트랜지스터의 임계치 레벨 만큼 강압되어지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein an external power supply voltage is stepped down by a threshold level of the MOS transistor by the step-down control circuits (G1-Gn) and the voltage step-down means (A1-An). 제6항에 있어서, 상기 각 강압 제어회로(G1-Gn)와 전압 강압수단(A1-An)에 의해 외부 전원전압이 MOS 트랜지스터의 임계치 레벨의 2배 만큼 강압되어지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein the external power supply voltage is stepped down by twice the threshold level of the MOS transistor by the step-down control circuits G1-Gn and the voltage step-down means A1-An. . 제6항에 있어서, 상기 각 강압 제어회로(G1-Gn)와 전압 강압수단(A1-An)에 의해, 외부 전원전압이 임의의 전압 만큼 강압되어지는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein an external power supply voltage is stepped down by an arbitrary voltage by each step-down control circuit (G1-Gn) and voltage step-down means (A1-An). 제6항에 있어서, 상기 각 강압 제어회로(G1-Gn)와 전압 강압수단(A1-An)에 의해, 각 반도체 회로 블록(C11-C1n)마다의 외부 전원전압의 강압치가 모두 동일하지는 않다는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로.The voltage reduction means A1-An of the step-down control circuits G1-Gn and the step-down values of the external power supply voltages of the respective semiconductor circuit blocks C11-C1n are not all the same. A semiconductor integrated circuit characterized by.
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