JP2004103061A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低速動作モードにおいては外部ピンを削減可能な半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体記憶装置100は、アドレスバッファ10と、クロックバッファ20と、制御信号バッファ30と、制御回路40と、モードレジスタ50と、メモリセルアレイ60と、信号選択回路70と、DLL80と、I/Oバッファ90と、QSバッファ110とを備える。モードレジスタ50は、HレベルまたはLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。
【選択図】 図1
【解決手段】半導体記憶装置100は、アドレスバッファ10と、クロックバッファ20と、制御信号バッファ30と、制御回路40と、モードレジスタ50と、メモリセルアレイ60と、信号選択回路70と、DLL80と、I/Oバッファ90と、QSバッファ110とを備える。モードレジスタ50は、HレベルまたはLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体記憶装置に関し、特に、低速動作モードにおいて入出力端子を削減可能な半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高容量で、かつ、高速にデータを入出力する半導体記憶装置としてDDR−SDRAM(Double Data Rate Syncronous Dynamic Random Access Memory)が実用化されている。
【0003】
図33を参照して、DDR−SDRAM200は、アドレスバッファ210と、クロックバッファ220と、制御信号バッファ230と、制御回路240と、モードレジスタ250と、メモリセルアレイ260と、DLL(Delay Locked Loop)270と、I/Oバッファ280と、QSバッファ290と、データバスBS1,BS2とを備える。
【0004】
アドレスバッファ210は、アドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1を外部から受け、その受けたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をバッファリングする。そして、アドレスバッファ210は、バッファリングしたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0005】
クロックバッファ220は、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを外部から受け、その受けたクロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。参照電圧INTVREFは、外部から受けた参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する参照電圧である。そして、クロックバッファ220は、バッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを制御信号バッファ230、制御回路240およびDLL270へ出力し、バッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路240へ出力する。
【0006】
制御信号バッファ230は、チップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを外部から受け、その受けたチップセレクト信号/CS等の制御信号を参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ230は、バッファリングしたチップセレクト信号/CS等の制御信号をクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0007】
制御回路240は、クロックバッファ220から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがH(論理ハイ)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを有効と見なす。また、制御回路240は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがL(論理ロー)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを無効と見なす。
【0008】
そして、制御回路240は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを有効と見なしたとき、制御信号バッファ230から受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMに基づいて半導体記憶装置200を制御する。
【0009】
より具体的には、制御回路240は、Lレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置200が選択されたことを認識し、Hレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置200が選択されなかったことを認識する。また、制御回路240は、アドレスバッファ210からのバンクアドレスBA0,1に基づいてメモリセルアレイ260に含まれる複数のバンクのいずれかまたは全てを選択する。さらに、制御回路240は、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ210から受けたアドレスA0〜A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0010】
さらに、制御回路240は、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ210から受けたアドレスA0〜A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0011】
さらに、制御回路240は、ライトイネーブル信号/WEに基づいてデータの書込モードまたは読出モードを認識する。そして、制御回路240は、書込モード時、入出力端子DQ0〜DQ7から入力された書込データをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してメモリセルアレイ260へ出力するようにI/Oバッファ280を制御し、外部から入力されたデータストローブ信号DQSをバッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力するようにQSバッファ290を制御する。また、制御回路240は、読出モード時、メモリセルアレイ260からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL270からの周期信号DLLCLK_PまたはDLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0〜DQ7へ出力するようにI/Oバッファ280を制御し、DLL270からの周期信号DLLCLK_PまたはDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力するようにQSバッファ290を制御する。
【0012】
さらに、制御回路240は、データマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を制御する。より具体的には、制御回路240は、書込モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいて、データマスク信号DMがHレベルである期間の書込データをメモリセルアレイ260に書込まないようにI/Oバッファ280を制御し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいて全ての書込データをメモリセルアレイ260に書込むようにI/Oバッファ280を制御する。また、制御回路240は、読出モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を不活性化し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を活性化する。
【0013】
さらに、制御回路240は、モードレジスタ250によって設定されたキャスレイテンシCLに基づいてデータの読出動作を指示されてから実際に読出データが読出されるまでのタイミングを制御し、モードレジスタ250からの指示に従ってDLL270を活性化または不活性化する。
【0014】
モードレジスタ250は、キャスレイテンシCLを設定し、その設定したキャスレイテンシCLを制御回路240へ出力する。また、モードレジスタ250は、DLL270の活性化または不活性化を制御回路240に指示する。
【0015】
メモリセルアレイ260は、複数のバンクを含み、データを記憶する。
DLL270は、クロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ280およびQSバッファ290へ出力する。
【0016】
I/Oバッファ280は、書込モード時、入出力端子DQ0〜DQ7から入力された書込データをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してメモリセルアレイ260に書込む。また、I/Oバッファ280は、読出モード時、メモリセルアレイ260からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL270からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0〜DQ7へ出力する。
【0017】
QSバッファ290は、書込モード時、外部から入力されたデータストローブ信号DQSをバッファリングし、そのバッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力する。また、QSバッファ290は、読出モード時、DLL270から受けた周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力する。
【0018】
データバスBS1は、制御回路240からのアドレスA0〜A12およびロウアドレスストローブ信号/RAS等の制御信号をメモリセルアレイ260へ入力する。また、データバスBS2は、メモリセルアレイ260とI/Oバッファ280との間で書込データまたは読出データをやり取りする。
【0019】
図34を参照して、DDR−SDRAM200におけるメモリセルアレイ260へのデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部からDDR−SDRAM200に供給され、クロックバッファ220、制御信号バッファ230およびQSバッファ290は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0020】
書込動作が開始されると、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、クロックバッファ220は、クロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKをアドレスバッファ210、制御信号バッファ230、制御回路240およびDLL270へ出力する。また、クロックバッファ220は、クロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路240へ出力する。
【0021】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、制御信号バッファ230は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0022】
そして、制御回路240は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定し、クロックイネーブル信号CKEがHレベルであるとき、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、DDR−SDRAM200を選択状態にする。
【0023】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ230は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路240へ出力する。
【0024】
そうすると、制御回路240は、制御信号バッファ230からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0025】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ250は、DLL270の出力を不活性化するように制御回路240に指示し、制御回路240は、モードレジスタ250からの指示に応じてDLL270の出力を不活性化する。
【0026】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、アドレスバッファ210は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0027】
制御回路240は、アドレスバッファ210からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ260に含まれる複数のバンクから1つのバンクを選択する。
【0028】
そして、アドレスA0−A12が外部からDDR−SDRAM200に供給され、アドレスバッファ210は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0029】
制御回路240は、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASに応じて、アドレスバッファ210から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0030】
その後、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に入力され、制御信号バッファ230は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0031】
制御回路240は、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、アドレスバッファ210からのアドレスA0−A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0032】
また、QSバッファ290は、データストローブ信号DQSを入出力端子DQSから受け、その受けたデータストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ290は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力する。
【0033】
I/Oバッファ280は、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データDQWを受け、その受けた書込データDQWをバッファリングする。そして、I/Oバッファ280は、バッファリングした書込データDQWをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0034】
そして、メモリセルアレイ260においては、ロウデコーダ(図示せず)は、制御回路240からのロウアドレスをデコードし、そのデコードしたロウアドレスによって指定されたワード線を活性化し、コラムデコーダ(図示せず)は、制御回路240からのコラムアドレスをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスによって指定されたビット線対を活性化する。そして、書込データDQWは、活性化されたワード線とビット線対とによって指定されたメモリセルに書込まれる。
【0035】
このように、DDR−SDRAM200においては、書込データDQWは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期してDDR−SDRAM200に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルに書込まれる。
【0036】
次に、図35を参照して、DDR−SDRAM200におけるメモリセルからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部からDDR−SDRAM200に供給され、クロックバッファ220、制御信号バッファ230およびQSバッファ290は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0037】
読出動作が開始されてから、クロックCLK,/CLK、クロックイネーブル信号CKEおよびLレベルのチップセレクト信号/CSが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御回路240がDDR−SDRAM200を選択状態にするまでの動作は、書込動作の場合と同じである。
【0038】
DDR−SDRAM200が選択状態になると、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ230は、バッファリングしたHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路240へ出力する。
【0039】
そうすると、制御回路240は、制御信号バッファ230からのHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの読出モードを認識する。
【0040】
一方、読出モードにおいては、モードレジスタ250は、DLL270の出力を活性化するように制御回路240に指示し、制御回路240は、モードレジスタ250からの指示に応じてDLL270の出力を活性化する。また、モードレジスタ250は、キャスレイテンシCLを設定し、制御回路240は、モードレジスタ250によって指定されたキャスレイテンシCLに従って読出データを外部へ出力するようにI/Oバッファ280を制御する。
【0041】
そして、DLL270は、クロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ280およびQSバッファ290へ出力する。
【0042】
また、バンクアドレスBA0,1が外部からDDR−SDRAM200に供給され、書込動作と同じ動作によって、バンクアドレスBA0,1によって指定されたバンクが選択される。
【0043】
さらに、アドレスA0−A12が外部からDDR−SDRAM200に供給され、書込動作と同じ動作によって、ロウアドレスおよびコラムアドレスがメモリセルアレイ260に入力され、ロウアドレスおよびコラムアドレスによって指定されたメモリセルが活性化される。
【0044】
そして、データが活性化されたメモリセルから読出され、メモリセルアレイ260に含まれるセンスアンプ(図示せず)は、読出データDQRを増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ280へ出力する。
【0045】
そうすると、I/Oバッファ280は、モードレジスタ250によって設定されたキャスレイテンシCL(図35に示す場合はCAL=2.5)によるタイミングで、DLL270からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRを入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ290は、DLL270からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力する。
【0046】
このように、DDR−SDRAM200においては、データがクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルから読出され、読出データDQRは、DDR−SDRAM200の内部で生成された周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0047】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のDDR−SDRAMは、高速動作マージンを確保するためにクロックCLKと相補なクロック/CLK、外部から供給される参照電圧VREFおよびデータストローブ信号DQSを採用しているため、高速動作マージンが必要でない低速テスター評価、生産テストおよび低速システムにおいては、ピン数が通常のSDRAMよりも多くなり、同時にテストできるDDR−SDRAMの個数が少なくなるという問題がある。
【0048】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、低速動作モードにおいては外部ピンを削減可能な半導体記憶装置を提供することである。
【0049】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、半導体記憶装置は、データの書込および読出を周期的に行なう通常動作モードと、通常動作モードよりも遅い速度でデータの書込および読出を周期的に行なう低速動作モードとのうち、いずれか一方の動作モードで動作する半導体記憶装置であって、複数のメモリセルと、信号選択回路と、周辺回路とを備える。
【0050】
複数のメモリセルは、データを記憶する。信号選択回路は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する。周辺回路は、信号選択回路において第2の信号が選択されたとき、低速動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路によって選択された第2の信号を用いて行ない、信号選択回路において第1の信号が選択されたとき、通常動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路によって選択された第1の信号を用いて行なう。そして、信号選択回路は、通常動作モード時、第1の信号を選択し、低速動作モード時、第2の信号を選択する。
【0051】
好ましくは、半導体記憶装置は、モード設定回路をさらに備える。モード設定回路は、通常動作モードにおいて、第1の選択信号を信号選択回路へ出力し、低速動作モードにおいて、第2の選択信号を信号選択回路へ出力する。信号選択回路は、第1の選択信号に基づいて第1の信号を選択し、第2の選択信号に基づいて第2の信号を選択する。
【0052】
好ましくは、第1および第2の選択信号のうち、いずれか一方の選択信号は、モード設定回路に予め設定される。
【0053】
好ましくは、信号選択回路は、第1の選択信号に応じて、通常動作モードにおいてのみ使用される1つの第1の信号を選択し、第2の選択信号に応じて、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される1つの第2の信号を選択する。
【0054】
好ましくは、信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0055】
周辺回路は、信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、第2の周期信号の立上りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、内部周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。また、周辺回路は、信号選択回路において第1の周期信号が選択されたとき、第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、内部同期信号の立上りおよび立下りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0056】
好ましくは、信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0057】
周辺回路は、信号選択回路において内部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いてデータの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0058】
また、周辺回路は、信号選択回路において外部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いてデータの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0059】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を信号選択回路へ出力する。
【0060】
好ましくは、信号選択回路は、第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第2の周期信号を選択する。
【0061】
周辺回路は、信号選択回路において参照電圧が選択されたとき、第1の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。また、周辺回路は、信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、第1および第2の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0062】
好ましくは、信号選択回路は、第1の選択信号に応じて、通常動作モードにおいてのみ使用される複数の第1の信号を選択し、第2の選択信号に応じて、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される複数の第2の信号を選択する。
【0063】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0064】
また、第2の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0065】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において内部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第2の周期信号の立上りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および内部同期信号の立上りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0066】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において外部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および内部同期信号の立上りおよび立下りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0067】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第2の信号選択回路へ出力する。
【0068】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。
第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0069】
また、第2の信号選択回路は、第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第3の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第3の周期信号を選択する。
【0070】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、第2の周期信号の立上りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、第2の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0071】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において第3の周期信号が選択されたとき、第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、第2および第3の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0072】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。
第1の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0073】
また、第2の信号選択回路は、第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第2の周期信号を選択する。
【0074】
周辺回路は、第1の信号選択回路において内部参照電圧が選択され、かつ、第2の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りに同期した複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0075】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において外部参照電圧が選択され、かつ、第2の信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて第1および第2の周期信号の立上りに同期した複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0076】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第1の信号選択回路へ出力する。
【0077】
好ましくは、信号選択回路は、第1、第2および第3の信号選択回路を備える。
【0078】
第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0079】
また、第2の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0080】
さらに、第3の信号選択回路は、第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第3の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第3の周期信号を選択する。
【0081】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、第2の信号選択回路において内部参照電圧が選択され、さらに、第3の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第2の周期信号の立上りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0082】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、第2の信号選択回路において外部参照電圧が選択され、さらに、第3の信号選択回路において第3の周期信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および第2および第3の同期信号の立上りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0083】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第2の信号選択回路へ出力する。
【0084】
したがって、この発明によれば、低速動作モードにおいて使用される入出力端子の数を通常動作モードにおいて使用される入出力端子の数よりも少なくできる。
【0085】
その結果、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0086】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0087】
[実施の形態1]
図1を参照して、実施の形態1による半導体記憶装置100は、アドレスバッファ10と、クロックバッファ20と、制御信号バッファ30と、制御回路40と、モードレジスタ50と、メモリセルアレイ60と、信号選択回路70と、DLL80と、I/Oバッファ90と、QSバッファ110と、データバスBS1,2とを備える。メモリセルアレイ60は、バンク61〜64を含む。半導体記憶装置100は、より具体的には、DDR−SDRAMからなる。
【0088】
アドレスバッファ10は、アドレスA0〜A12およびバンクアドレスBA0,1を受け、その受けたアドレスA0〜A12およびバンクアドレスBA0,1をバッファリングする。そして、アドレスバッファ10は、バッファリングしたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をクロックバッファ20から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0089】
クロックバッファ20は、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを外部から受け、その受けたクロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、クロックバッファ20は、バッファリングしたクロックBUFFCLK,BUFF/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力し、バッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。なお、内部参照電圧INTVREFは、外部から供給された参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する参照電圧である。
【0090】
制御信号バッファ30は、チップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを外部から受け、その受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングし、そのバッファリングしたチップセレクト信号/CS等の制御信号をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0091】
制御回路40は、クロックバッファ20から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがH(論理ハイ)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを有効と見なす。また、制御回路40は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがL(論理ロー)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを無効と見なす。
【0092】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを有効と見なしたとき、制御信号バッファ30から受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMに基づいて半導体記憶装置100を制御する。
【0093】
より具体的には、制御回路40は、Lレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置100が選択されたことを認識し、Hレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置100が選択されなかったことを認識する。また、制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいてバンク61〜64のいずれかまたは全てを選択する。さらに、制御回路40は、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ10から受けたアドレスA0〜A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してバンク61〜64のいずれかまたは全てに出力する。
【0094】
さらに、制御回路40は、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ10から受けたアドレスA0〜A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してバンク61〜64のいずれかまたは全てに出力する。
【0095】
さらに、制御回路40は、ライトイネーブル信号/WEに基づいてデータの書込モードまたは読出モードを認識する。そして、制御回路40は、書込モード時、入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してバンク61〜64へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。また、制御回路40は、読出モード時、バンク61〜64からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御し、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力するようにQSバッファ110を制御する。
【0096】
さらに、制御回路40は、データマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を制御する。より具体的には、制御回路40は、書込モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいて、データマスク信号DMがHレベルである期間の書込データをバンク61〜64に書込まないようにI/Oバッファ90を制御し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいて全ての書込データをバンク61〜64に書込むようにI/Oバッファ90を制御する。また、制御回路40は、読出モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を不活性化し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を活性化する。
【0097】
さらに、制御回路40は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCLに基づいてデータの読出動作を指示されてから実際にデータが読出されるまでのタイミングを制御し、モードレジスタ50からの指示に従ってDLL80を活性化または不活性化する。
【0098】
モードレジスタ50は、キャスレイテンシCLを設定し、その設定したキャスレイテンシCLを制御回路40へ出力する。また、モードレジスタ50は、DLL80の活性化または不活性化を制御回路40に指示する。さらに、モードレジスタ50は、半導体記憶装置100の出荷時に予め設定されたHレベルまたはLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。
【0099】
メモリセルアレイ60は、バンク61〜64を含み、データを記憶する。信号選択回路70は、入出力端子DQSからデータストローブ信号DQSを受け、入出力端子CLKからクロックCLKを受ける。そして、信号選択回路70は、後述する方法によって、信号TMDQSの論理レベルに応じてデータストローブ信号DQSおよびクロックCLKのいずれか一方を選択し、その選択した信号をQSバッファ110へ出力する。
【0100】
DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0101】
I/Oバッファ90は、書込モード時、入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してバンク61〜64に書込む。また、I/Oバッファ90は、読出モード時、バンク61〜64からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL80からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。
【0102】
QSバッファ110は、書込モード時、信号選択回路70から入力されたデータストローブ信号DQSまたはクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングし、そのバッファリングした信号を内部データストローブ信号INTDQSとしてI/Oバッファ90へ出力する。また、QSバッファ110は、読出モード時、DLL80から受けた周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0103】
データバスBS1は、制御回路40からのアドレスA0〜A12、バンクアドレスBA0,1およびロウアドレスストローブ信号/RAS等の制御信号をバンク61〜64のいずれかまたは全てに伝達する。また、データバスBS2は、バンク61〜64のいずれかまたは全てとI/Oバッファ90との間で書込データまたは読出データをやり取りする。
【0104】
半導体記憶装置100は、外部電源電圧EXTVDDを外部から受ける。そして、半導体記憶装置100に内蔵された電源回路(図示せず)は、外部電源電圧EXTVDDに基づいて、プリチャージ電圧VBLおよびセルプレート電圧等の各種の内部電源電圧を発生し、その発生した各種の内部電源電圧をメモリセルアレイ60へ供給する。
【0105】
図2を参照して、バンク61〜64の各々は、ロウデコーダ610と、ワード線ドライバ620と、コラムデコーダ630と、センスアンプ640と、メモリアレイ650とを含む。
【0106】
ロウデコーダ610は、制御回路40から受けたロウアドレスをデコードし、そのデコードしたロウアドレスをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、ロウデコーダ610から受けたロウアドレスによって指定されたワード線(ワード線WL1〜WLnのいずれか、nは自然数)を活性化する。
【0107】
コラムデコーダ630は、制御回路40から受けたコラムアドレスをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスによって指定されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか、mは自然数)を活性化する。センスアンプ640は、書込モード時、I/Oバッファ90からの書込データを、活性化されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)に書込む。また、センスアンプ640は、読出モード時、活性化されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)上の読出データを増幅し、その増幅した読出データをI/Oバッファ90へ出力する。
【0108】
メモリアレイ650は、複数のビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmと、複数のワード線WL1〜WLnと、複数のイコライズ回路651〜65mと、n×m個のメモリセルMCとを含む。複数のイコライズ回路651〜65mは、複数のビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmに対応して設けられる。そして、複数のイコライズ回路651〜65mの各々は、メモリセルMCへのデータの書込前または読出前に、対応するビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)を所定の電圧VBL(=EXTVDD/2)にプリチャージする。
【0109】
n×m個のメモリセルMCの各々は、ビット線(ビット線BL1〜BLm,/BL1〜/BLmのいずれか)とワード線(ワードWL1〜WLnのいずれか)との交点に配置される。
【0110】
したがって、メモリアレイ650においては、活性化されたワード線(ワード線WL1〜WLnのいずれか)と活性化されたビット線(ビット線BL1〜BLm,/BL1〜/BLmのいずれか)との交点に配置されたメモリセルMCにデータが入出力される。
【0111】
図3を参照して、信号選択回路70は、PチャネルMOSトランジスタ701,703と、NチャネルMOSトランジスタ702,704と、インバータ705とを含む。PチャネルMOSトランジスタ701は、そのソース端子がNチャネルMOSトランジスタ702のソース端子に接続され、ドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ702のドレイン端子に接続される。
【0112】
PチャネルMOSトランジスタ703は、そのソース端子がNチャネルMOSトランジスタ704のソース端子に接続され、ドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ704のドレイン端子に接続される。
【0113】
PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、そのゲート端子にモードレジスタ50からの信号TMDQSを受ける。
【0114】
PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702は、トランスファゲートTG1を構成する。また、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704は、トランスファゲートTG2を構成する。
【0115】
インバータ705は、モードレジスタ50からの信号TMDQSを受け、その受けた信号TMDQSを反転してNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。
【0116】
モードレジスタ50がLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、インバータ705は、Lレベルの信号TMDQSを反転してHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、Lレベルの信号TMDQSをゲート端子に受ける。
【0117】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704はオフされる。そして、トランスファゲートTG1は、入出力端子DQSから入力されたデータストローブ信号DQSを信号DQS0としてQSバッファ110へ出力する。
【0118】
一方、モードレジスタ50がHレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、インバータ705は、Hレベルの信号TMDQSを反転してLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、Hレベルの信号TMDQSをゲート端子に受ける。
【0119】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704はオンされる。そして、トランスファゲートTG2は、入出力端子CLKから供給されたクロックCLKを信号DQS0としてQSバッファ110へ出力する。
【0120】
このように、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じてデータストローブ信号DQSを選択し、その選択したデータストローブ信号DQSをQSバッファ110へ出力し、Hレベルの信号TMDQSに応じてクロックCLKを選択し、その選択したクロックCLKをQSバッファ110へ出力する。
【0121】
図4を参照して、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、差動増幅回路DFA1を含む。差動増幅回路DFA1は、PチャネルMOSトランジスタ1,2と、NチャネルMOSトランジスタ3,4を含む。PチャネルMOSトランジスタ1およびNチャネルMOSトランジスタ3は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。
【0122】
PチャネルMOSトランジスタ2およびNチャネルMOSトランジスタ4は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。PチャネルMOSトランジスタ1およびNチャネルMOSトランジスタ3は、PチャネルMOSトランジスタ2およびNチャネルMOSトランジスタ4に対して並列に接続される。
【0123】
PチャネルMOSトランジスタ1,2は、ノードN1上の電圧をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ3は、内部参照電圧INTVREFをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ4は、信号SGNをゲート端子に受ける。
【0124】
信号SGNは、差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30に含まれるとき、チップセレクト信号/CS等の制御信号であり、差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれるとき、信号選択回路70からのデータストローブ信号DQSまたはクロックCLKである。
【0125】
差動増幅回路DFA1は、信号SGNを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた論理レベルを有する信号をノードN1から出力する。より具体的には、差動増幅回路DFA1は、信号SGNを構成する電圧が内部参照電圧INTVREFよりも高いとき、Hレベルの信号をノードN1から出力し、信号SGNを構成する電圧が内部参照電圧INTVREF以下であるとき、Lレベルの信号をノードN1から出力する。
【0126】
図5を参照して、クロックバッファ20は、さらに、差動増幅回路DFA2を含む。差動増幅回路DFA2は、PチャネルMOSトランジスタ5,6と、NチャネルMOSトランジスタ7,8とを含む。PチャネルMOSトランジスタ5およびNチャネルMOSトランジスタ7は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。
【0127】
PチャネルMOSトランジスタ6およびNチャネルMOSトランジスタ8は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。PチャネルMOSトランジスタ5およびNチャネルMOSトランジスタ7は、PチャネルMOSトランジスタ6およびNチャネルMOSトランジスタ8に対して並列に接続される。
【0128】
PチャネルMOSトランジスタ5,6は、ノードN2上の電圧をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ7は、入出力端子CLKからクロックCLKをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ8は、入出力端子/CLKからクロック/CLKをゲート端子に受ける。
【0129】
差動増幅回路DFA2は、クロックCLKを構成する電圧をクロック/CLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを、それぞれ、ノードN3,N2から出力する。
【0130】
図6を参照して、差動増幅回路DFA1,2の動作を具体的な信号を例にして説明する。まず、差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30を構成する場合の動作をライトイネーブル信号/WEを例にして説明する。差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30を構成するとき、NチャネルMOSトランジスタ4は、ライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受ける。
【0131】
NチャネルMOSトランジスタ4がHレベルのライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受けると、差動増幅回路DFA1は、Hレベルのライトイイネーブル信号/WEを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0132】
Hレベルのライトイネーブル信号/WEは、内部参照電圧INTVREFよりも高い電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Hレベルのライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0133】
また、NチャネルMOSトランジスタ4がLレベルのライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受けると、差動増幅回路DFA1は、Lレベルのライトイネーブル信号/WEを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0134】
Lレベルのライトイネーブル信号/WEは、内部参照電圧INTVREF以下の電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Lレベルのライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0135】
このように、差動増幅回路DFA1は、NチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力されるライトイネーブル信号/WEの電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0136】
差動増幅回路DFA1は、ライトイネーブル信号/WE以外のチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CASおよびデータマスク信号DMがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合も、ライトイネーブル信号/WEがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合の動作と同じ動作を行なう。
【0137】
これにより、制御信号バッファ30は、ライトイネーブル信号/WE等の制御信号を内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。
【0138】
次に、差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれる場合の動作をデータストローブ信号DQSを例にして説明する。差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれる場合、NチャネルMOSトランジスタ4は、データストローブ信号DQSをゲート端子に受ける。
【0139】
NチャネルMOSトランジスタ4がLレベルのデータストローブ信号DQSをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA1は、Lレベルのデータストローブ信号DQSを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるデータストローブ信号DQSをノードN1から出力する。
【0140】
Lレベルのデータストローブ信号DQSは、内部参照電圧INTVREF以下の電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Lレベルの内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0141】
NチャネルMOSトランジスタ4がHレベルのデータストローブ信号DQSをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA1は、Hレベルのデータストローブ信号DQSを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなる内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0142】
Hレベルのデータストローブ信号DQSは、内部参照電圧INTVREFよりも高い電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Hレベルの内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0143】
このように、差動増幅回路DFA1は、NチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力されるデータストローブ信号DQSの電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるデータストローブ信号DQSをノードN1から出力する。なお、書込データDQWは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して入出力端子DQ0−DQ7からI/Oバッファ90に入力される。
【0144】
差動増幅回路DFA1は、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合もデータストローブ信号DQSがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合の動作と同じ動作を行なう。
【0145】
これにより、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSまたはクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。
【0146】
差動増幅回路DFA1がクロックバッファ20に含まれる場合、NチャネルMOSトランジスタ4は、クロックイネーブル信号CKEをゲート端子に受ける。そして、差動増幅回路DFA1は、上述した動作に従ってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングする。
【0147】
最後に、差動増幅回路DFA2がクロックバッファ20を構成するときの動作について説明する。NチャネルMOSトランジスタ7は、クロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8は、クロックCLKと相補なクロック/CLKをゲート端子に受ける。
【0148】
差動増幅回路DFA2は、クロック/CLKを構成する電圧をクロックCLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0149】
NチャネルMOSトランジスタ7がHレベルのクロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8がLレベルのクロック/CLKをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA2は、LレベルのクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、HレベルのクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0150】
また、NチャネルMOSトランジスタ7がLレベルのクロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8がHレベルのクロック/CLKをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA2は、HレベルのクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、LレベルのクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0151】
そして、差動増幅回路DFA2がクロック/CLKを構成する電圧をクロックCLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなる論理レベルを決定するときの基準となる電圧が内部参照電圧INTVREFである。
【0152】
このように、差動増幅回路DFA2は、内部参照電圧INTVREFを基準にして上述した動作に従ってクロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力する。
【0153】
したがって、図6に示すレベルLVは、上述した各種の信号をバッファリングした信号がHレベルかLレベルかを決定するときの基準となるレベルであり、内部参照電圧INTVREFからなる。
【0154】
図7および図8を参照して、半導体記憶装置100の通常動作モードにおける動作について説明する。この通常動作モードとは、DDR−SDRAMにおける通常動作モードを言う。
【0155】
半導体記憶装置100が通常動作モードにおいて動作する場合、モードレジスタ50は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。したがって、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子DQSから入力されたデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。
【0156】
図7を参照して、通常動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0157】
データの書込動作が開始されると、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA2によってクロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力する。また、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA1によってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。
【0158】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0159】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定する。この場合、クロックイネーブル信号CKEはHレベルであるので、制御回路40は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、半導体記憶装置100を選択状態にする。
【0160】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ30は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0161】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0162】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ50は、DLL80の出力を不活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ50からの指示に応じてDLL80の出力を不活性化する。
【0163】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、アドレスバッファ10は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0164】
制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64から1つのバンクを選択する。
【0165】
そして、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0166】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がLレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Hレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASおよびHレベルのライトイネーブル信号/WEを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスXと見なし、そのロウアドレスXをクロックBUFF_CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0167】
その後、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0168】
また、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から入力され、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0169】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がHレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、およびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をコラムアドレスYと見なし、そのコラムアドレスYをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0170】
また、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSを信号選択回路70から受け、その受けたデータストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ90へ出力する。
【0171】
I/Oバッファ90は、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して書込データDQWHを入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWHをバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWHをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0172】
そして、メモリセルアレイ60においては、ロウデコーダ610は、制御回路40からのロウアドレスXをデコードし、そのデコードしたロウアドレスXをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、デコードされたロウアドレスXによって指定されたワード線WLi(1≦i≦n)を活性化する。
【0173】
また、コラムデコーダ630は、制御回路40からのコラムアドレスYをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスYによって指定されたビット線対BLj,/BLj(1≦j≦m)を活性化する。そして、書込データDQWHは、活性化されたワード線WLiとビット線対BLj,/BLjとによって指定されたメモリセルMCにセンスアンプ640を介して書込まれる。
【0174】
このように、通常動作モードにおいては、書込データDQWHは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して半導体記憶装置100に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0175】
次に、図8を参照して、通常動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0176】
読出動作が開始されてから、クロックCLK,/CLK、クロックイネーブル信号CKEおよびLレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御回路40が半導体記憶装置100を選択状態にするまでの動作は、書込動作の場合と同じである。
【0177】
半導体記憶装置100が選択状態になると、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ30は、バッファリングしたHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0178】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの読出モードを認識する。
【0179】
一方、読出モードにおいては、モードレジスタ50は、DLL80の出力を活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ50からの指示に応じてDLL80の出力を活性化する。また、モードレジスタ50は、キャスレイテンシCLを設定し、制御回路40は、モードレジスタ50によって指定されたキャスレイテンシCLによるタイミングで、読出データを入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0180】
そして、DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0181】
また、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置100に供給され、書込動作と同じ動作によって、バンクアドレスBA0,1によって指定されたバンク(バンク61〜64のいずれか)が選択される。
【0182】
さらに、アドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、書込動作と同じ動作によって、ロウアドレスXおよびコラムアドレスYがメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)に入力され、ロウアドレスXおよびコラムアドレスYによって指定されたメモリセルMCが活性化される。
【0183】
そして、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRHを増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0184】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCL(図8に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの各立上りに同期して読出データDQRHを入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0185】
このように、半導体記憶装置100の通常動作モードにおいては、データがクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルから読出され、読出データDQRHは、半導体記憶装置100の内部で生成された周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0186】
したがって、半導体記憶装置100は、Lレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50から信号選択回路70へ出力されると、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下り、または周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。
【0187】
図9および図10を参照して、半導体記憶装置100の低速動作モードにおける動作について説明する。この低速動作モードとは、DDR−SDRAMにおける通常動作モードよりも速度が遅いモードを言う。
【0188】
半導体記憶装置100が低速動作モードにおいて動作する場合、モードレジスタ50は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。したがって、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子CLKから入力されたクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。
【0189】
図9を参照して、低速動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0190】
書込動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した通常動作モードにおける書込動作と同じである。
【0191】
その後、QSバッファ110は、クロックCLKを信号選択回路70から受け、その受けたクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングしたクロックCLKを内部データストローブ信号INTDQSとしてI/Oバッファ90へ出力する。
【0192】
I/Oバッファ90は、クロックCLKの立上りに同期して書込データDQWL1を入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWL1をバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWL1をQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQS(=CLK)の立上りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0193】
その後の動作は、通常動作モードにおける書込動作と同じである。
このように、低速動作モードにおいては、書込データDQWL1は、クロックCLKの立上りに同期して半導体記憶装置100に入力され、内部データストローブ信号INTDQS(=CLK)の立上りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0194】
次に、図10を参照して、低速動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0195】
読出動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した通常動作モードにおける読出動作と同じである。
【0196】
その後、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRL1を増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0197】
また、制御回路40は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期して読出データDQRL1を入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0198】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCL(図10に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期して読出データDQRL1を入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0199】
このように、半導体記憶装置100の通常動作モードにおいては、データがクロックBUFF_CLKに同期してメモリセルMCから読出され、読出データDQRL1は、半導体記憶装置100の内部で生成された周期信号DLLCLK_Pに同期して外部へ出力される。
【0200】
したがって、半導体記憶装置100は、Hレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50から信号選択回路70へ出力されると、クロックCLKまたは周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。つまり、データは、通常動作モードよりも遅い速度で半導体記憶装置100へ書込まれ、かつ、読出される。
【0201】
上述したように、半導体記憶装置100においては、モードレジスタ50がLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKに代えて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。そして、半導体記憶装置100は、DDR−SDRAMにおける通常動作モードに設定される。
【0202】
また、モードレジスタ50がHレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSに代えて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。そして、半導体記憶装置100は、DDR−SDRAMにおける通常動作モードよりも速度が遅い低速動作モードに設定される。
【0203】
なお、実施の形態1においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当する。
【0204】
また、Lレベルの信号TMDQSは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSは、「第2の選択信号」に相当する。
【0205】
さらに、アドレスバッファ10、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、制御回路40、DLL80、I/Oバッファ90、QSバッファ110、ロウデコーダ610、ワード線ドライバ620、コラムデコーダ630およびセンスアンプ640は、低速動作モードまたは通常動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路70によって選択された信号を用いて行なう「周辺回路」を構成する。
【0206】
さらに、クロックCLK,/CLK,BUFF_CLK,BUFF_/CLK、データストローブ信号DQSおよび周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nは、同じ周波数を有する。そして、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを「内部周期信号」とも言う。
【0207】
さらに、半導体記憶装置100は、Hレベルの信号TMDQSまたはLレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置100が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に予め設定され、半導体記憶装置100が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に予め設定される。
【0208】
半導体記憶装置100が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0209】
一方、半導体記憶装置100が低速動作モードで動作する場合、図12に示すように、データストローブ信号DQS以外の信号等が入力または入出力される入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQS用の入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。その結果、半導体記憶装置100を低速動作モードで使用する場合、外部ピンの数を少なくでき、同時にテストできるチップの数を増加させることができる。
【0210】
実施の形態1によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0211】
[実施の形態2]
図13を参照して、実施の形態2による半導体記憶装置101は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ51に代え、信号選択回路70を信号選択回路71に代え、参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0212】
モードレジスタ51は、信号TMDQSに代えて信号TMVREFを信号選択回路71に出力する点がモードレジスタ50と異なる点であり、その他の機能はモードレジスタ50と同じである。
【0213】
参照電圧発生回路120は、外部電源電圧EXTVDDを外部から受け、その受けた外部電源電圧EXTVDDを2分の1に分圧して内部参照電圧VREF2を発生する。そして、参照電圧発生回路120は、発生した参照電圧VREF2を信号選択回路71へ出力する。
【0214】
信号選択回路71は、参照電圧VREFを外部から受け、内部参照電圧VREF2を参照電圧発生回路120から受ける。そして、信号選択回路71は、モードレジスタ51からの信号TMVREFの論理レベルに応じて、参照電圧VREFおよび内部参照電圧VREF2のいずれか一方を選択し、その選択した参照電圧VREFまたは内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0215】
図14を参照して、参照電圧発生回路120は、抵抗121,122を含む。抵抗121,122は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。電源ノードVDDは、外部から外部電源電圧EXTVDDを受ける。抵抗121は、抵抗122と同じ抵抗値を有する。
【0216】
したがって、参照電圧発生回路120は、外部電源電圧EXTVDDを2分の1に分圧し、その分圧した電圧を内部参照電圧VREF2としてノードN4から出力する。
【0217】
図15を参照して、信号選択回路71は、PチャネルMOSトランジスタ711,713と、NチャネルMOSトランジスタ712,714と、インバータ715とを含む。
【0218】
PチャネルMOSトランジスタ711は、そのソース端子およびドレイン端子が、NチャネルMOSトランジスタ712のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。そして、PチャネルMOSトランジスタ711は、モードレジスタ51からの信号TMVREFをゲート端子に受ける。また、NチャネルMOSトランジスタ712は、インバータ715の出力信号をゲート端子に受ける。
【0219】
PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712は、トランスファゲートTG3を構成する。そして、トランスファゲートTG3は、外部から供給された参照電圧VREFを受ける。
【0220】
PチャネルMOSトランジスタ713は、そのソース端子およびドレイン端子が、NチャネルMOSトランジスタ714のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。そして、PチャネルMOSトランジスタ713は、インバータ715の出力信号をゲート端子に受ける。また、NチャネルMOSトランジスタ714は、モードレジスタ51からの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0221】
PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714は、トランスファゲートTG4を構成する。そして、トランスファゲートTG4は、信号選択回路71からの内部参照電圧VREF2を受ける。
【0222】
モードレジスタ51がLレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力すると、インバータ715は、Lレベルの信号TMVREFを反転したHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ712およびPチャネルMOSトランジスタ713のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ714は、Lレベルの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0223】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714はオフされる。そして、トランスファゲートTG3は、外部から供給された参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0224】
一方、モードレジスタ51がHレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力すると、インバータ715は、Hレベルの信号TMVREFを反転したLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ712およびPチャネルMOSトランジスタ713のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ714は、Hレベルの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0225】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714はオンされる。そして、トランスファゲートTG4は、参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0226】
このように、信号選択回路71は、モードレジスタ51からの信号TMVREFの論理レベルに応じて、外部から供給された参照電圧VREFまたは参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した参照電圧VREFまたは内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0227】
なお、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、信号選択回路71において参照電圧VREFが内部参照電圧INTVREFとして選択されたとき、参照電圧VREFを基準レベルLV(図6参照)として、それぞれ、入力された信号をバッファリングする。
【0228】
また、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、信号選択回路71において内部参照電圧VREF2が内部参照電圧INTVREFとして選択されたとき、内部参照電圧VREF2を基準レベルLV(図6参照)として、それぞれ、入力された信号をバッファリングする。
【0229】
参照電圧VREFは、内部参照電圧VREF2と同じ電圧レベルを有し、DDR−SDRAMにおける通常動作モードに適した参照電圧である。つまり、参照電圧VREFは、その変動幅が±2%程度と小さい電圧である。これは、DDR−SDRAMにおいては、データが100MHz以上の高速で入出力されるので、変動幅の小さい参照電圧VREFを用いてライトイネーブル信号/WE等の各種の制御信号およびクロックCLK,/CLK等をバッファリングする必要があるからである。したがって、参照電圧VREFは、変動幅を小さくして外部から半導体記憶装置101に供給される。
【0230】
一方、内部参照電圧VREF2は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有するが、上述したように外部電源電圧EXTVDDを分圧して発生されるので、外部電源電圧EXTVDDの変動幅の影響を受けやすい。すなわち、外部電源電圧EXTVDDは、その変動幅が1割程度と大きく、その変動幅の大きい外部電源電圧EXTVDDを分圧して発生した内部参照電圧VREF2も、その変動幅が参照電圧VREFに比べ、大きくなる。
【0231】
そうすると、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、変動幅の大きい内部参照電圧VREF2を基準レベルLVとして、入力された信号等を正確、かつ、高速にバッファリングすることが困難である。
【0232】
そこで、この発明においては、半導体記憶装置101が通常動作モードで動作する場合、参照電圧VREFを用い、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作する場合、内部参照電圧VREF2を用いることとした。
【0233】
したがって、モードレジスタ51は、半導体記憶装置101が通常動作モードで動作される場合、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。そして、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて、外部から供給された参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0234】
また、モードレジスタ51は、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作される場合、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。そして、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて、参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0235】
通常動作モードにおける半導体記憶装置101の動作は、図7および図8において、信号TMDQSを信号TMVREFに代え、信号選択回路70の動作を上述した信号選択回路71の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0236】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置101の動作は、図9および図10において、信号TMDQSを信号TMVREFに代え、信号選択回路70の動作を信号選択回路71の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0237】
なお、実施の形態2においては、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧VREF2は、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0238】
また、Lレベルの信号TMVREFは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMVREFは、「第2の選択信号」に相当する。
【0239】
さらに、半導体記憶装置101は、Hレベルの信号TMVREFまたはLレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置101が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に予め設定され、半導体記憶装置101が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に予め設定される。
【0240】
半導体記憶装置101が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0241】
一方、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作する場合、図16に示すように、参照電圧VREF以外の信号等が入力または入出力される入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、参照電圧VREF用の入出力端子VREFは、低速動作モードにおいて使用されない。
【0242】
実施の形態2によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、参照電圧VREFに代えて内部参照電圧VREF2を選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいて参照電圧VREF用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0243】
[実施の形態3]
図17を参照して、実施の形態3による半導体記憶装置102は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ52に代え、信号選択回路70を信号選択回路72に代えたものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0244】
モードレジスタ52は、信号TMDQSに代えて信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する点がモードレジスタ50と異なる点であり、その他は、モードレジスタ50と同じである。
【0245】
信号選択回路72は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKの論理レベルに応じて、内部参照電圧INTVREFおよびクロック/CLKのいずれか一方を選択し、その選択した内部参照電圧INTVREFまたはクロック/CLKを信号/CLK0としてクロックバッファ20へ出力する。
【0246】
図18を参照して、信号選択回路72は、PチャネルMOSトランジスタ721,723と、NチャネルMOSトランジスタ722,724と、インバータ725とを含む。
【0247】
PチャネルMOSトランジスタ721は、そのソース端子およびドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ722のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。PチャネルMOSトランジスタ721は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ722は、インバータ725の出力信号をゲート端子に受ける。
【0248】
PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722は、トランスファゲートTG5を構成する。そして、トランスファゲートTG5は、外部からクロック/CLKを受ける。
【0249】
PチャネルMOSトランジスタ723は、そのソース端子およびドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ724のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。PチャネルMOSトランジスタ723は、インバータ725の出力信号をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ724は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0250】
PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724は、トランスファゲートTG6を構成する。そして、トランスファゲートTG6は、内部参照電圧INTVREFを受ける。
【0251】
モードレジスタ52がLレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力すると、インバータ725は、Lレベルの信号TM/CLKを反転してHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ722およびPチャネルMOSトランジスタ723のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ724は、Lレベルの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0252】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724はオフされる。そして、トランスファゲートTG5は、クロック/CLKを信号/CLK0として出力する。
【0253】
一方、モードレジスタ52がHレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力すると、インバータ725は、Hレベルの信号TM/CLKを反転してLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ722およびPチャネルMOSトランジスタ723のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ724は、Hレベルの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0254】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724はオンされる。そして、トランスファゲートTG6は、内部参照電圧INTVREFを信号/CLK0として出力する。
【0255】
このように、信号選択回路72は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKの論理レベルに応じて、クロック/CLKまたは内部参照電圧INTVREFを選択し、その選択したクロック/CLKまたは内部参照電圧INTVREFを信号/CLK0としてクロックバッファ20へ出力する。
【0256】
なお、実施の形態3においては、クロックバッファ20に含まれる差動増幅回路DFA2は、図19に示すように、信号/CLK0をNチャネルMOSトランジスタ8のゲート端子に受ける。
【0257】
したがって、NチャネルMOSトランジスタ8が信号/CLK0としてクロック/CLKをゲート端子に受ける場合、差動増幅回路DFA2は、上述した動作に従ってクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力する。一方、NチャネルMOSトランジスタ8が信号/CLK0として内部参照電圧INTVREFを受ける場合、差動増幅回路DFA2は、クロックCLKを構成する電圧と内部参照電圧INTVREFとの大小関係に応じて論理レベルが変化するクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、論理レベルの一定のクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0258】
クロックBUFF_CLKの論理レベルが一定になるのは、差動増幅回路DFA2の出力信号のHレベルまたはLレベルを決定する基準になる電圧が内部参照電圧INTVREFであり、NチャネルMOSトランジスタ8のゲート端子に供給される信号/CLK0も内部参照電圧INTVREFであるからである。
【0259】
したがって、クロックバッファ20は、信号選択回路72から信号/CLK0として内部参照電圧INTVREFを受けるとき、周期信号としてクロックBUFF_/CLKのみを出力する。
【0260】
このように、クロックバッファ20は、信号選択回路72がクロック/CLKを選択したとき、相互に相補な2つのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力し、信号選択回路72が内部参照電圧INTVREFを選択したとき、1つのクロックBUFF_/CLKを出力する。
【0261】
そうすると、DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_/CLKに基づいて周期信号DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0262】
したがって、モードレジスタ52は、半導体記憶装置102が通常動作モードで動作される場合、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。そして、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて、外部から供給されたクロック/CLKを選択し、その選択したクロック/CLKをクロックバッファ20へ出力する。
【0263】
また、モードレジスタ52は、半導体記憶装置102が低速動作モードで動作される場合、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。そして、信号選択回路71は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて、内部参照電圧INTVREFを選択し、その選択した内部参照電圧INTVREFをクロックバッファ20へ出力する。
【0264】
通常動作モードにおける半導体記憶装置102の動作は、図7および図8において、信号TMDQSを信号TM/CLKに代え、信号選択回路70の動作を上述した信号選択回路72の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0265】
図20および図21を参照して、低速動作モードにおける半導体記憶装置102の動作について説明する。
【0266】
半導体記憶装置102が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ52は、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。したがって、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて、入出力端子VREFから入力された参照電圧VREFと電圧レベルが同じ内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0267】
図20を参照して、低速動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置102に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、信号選択回路72およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0268】
データの書込動作が開始されると、クロックCLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、モードレジスタ52は、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0269】
そうすると、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。クロックバッファ20は、クロックCLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力する。また、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA1によってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。
【0270】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0271】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定する。この場合、クロックイネーブル信号CKEはHレベルであるので、制御回路40は、クロックBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、半導体記憶装置102を選択状態にする。
【0272】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置102に供給され、制御信号バッファ30は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ30は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0273】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0274】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ52は、DLL80の出力を不活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ52からの指示に応じてDLL80の出力を不活性化する。
【0275】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、アドレスバッファ10は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0276】
制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64から1つのバンクを選択する。
【0277】
そして、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置102に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部から半導体記憶装置102に供給され、制御信号バッファ30は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0278】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がLレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Hレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASおよびHレベルのライトイネーブル信号/WEを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスXと見なし、そのロウアドレスXをクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0279】
その後、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置102に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0280】
また、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から入力され、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0281】
制御回路40は、コマンドデコーダがHレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、およびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をコラムアドレスYと見なし、そのコラムアドレスYをクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0282】
また、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ90へ出力する。
【0283】
I/Oバッファ90は、データストローブ信号DQSの立上りに同期して書込データDQWL2を入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWL2をバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWL2をQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0284】
そして、メモリセルアレイ60においては、ロウデコーダ610は、制御回路40からのロウアドレスXをデコードし、そのデコードしたロウアドレスXをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、デコードされたロウアドレスXによって指定されたワード線WLiを活性化する。
【0285】
また、コラムデコーダ630は、制御回路40からのコラムアドレスYをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスYによって指定されたビット線対BLj,/BLjを活性化する。そして、書込データDQWL2は、センスアンプ640を介して活性化されたワード線WLiとビット線対BLj,/BLjとによって指定されたメモリセルMCに書込まれる。
【0286】
このように、低速動作モードにおいては、書込データDQWL2は、データストローブ信号DQSの立上りに同期して半導体記憶装置102に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0287】
次に、図21を参照して、低速動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置102に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、信号選択回路72およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0288】
読出動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した書込動作の場合と同じである。
【0289】
その後、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRL2を増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0290】
また、制御回路40は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRL2を入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0291】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ52によって設定されたキャスレイテンシCL(図21に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRL2を入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0292】
このように、半導体記憶装置102の低速動作モードにおいては、データがクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルMCから読出され、読出データDQRL2は、半導体記憶装置102の内部で生成された周期信号DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0293】
したがって、半導体記憶装置102は、Hレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52から信号選択回路72へ出力されると、データストローブ信号DQSまたは周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。つまり、データは、通常動作モードよりも遅い速度で半導体記憶装置102へ書込まれ、かつ、読出される。
【0294】
なお、実施の形態3においては、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧INTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第2の信号に相当する。
【0295】
また、Lレベルの信号TM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0296】
さらに、半導体記憶装置102は、Hレベルの信号TM/CLKまたはLレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置102が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に予め設定され、半導体記憶装置102が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に予め設定される。
【0297】
半導体記憶装置102が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0298】
一方、半導体記憶装置102が低速動作モードで動作する場合、図22に示すように、クロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、相補クロック/CLK用の入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0299】
その他は、実施の形態1と同じである。
実施の形態3によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいてクロック/CLK用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0300】
[実施の形態4]
図23を参照して、実施の形態4による半導体記憶装置103は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ53に代え、信号選択回路71および参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0301】
モードレジスタ53は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0302】
信号選択回路71および参照電圧発生回路120については、実施の形態2において説明したとおりである。
【0303】
半導体記憶装置103が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ53は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0304】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0305】
一方、半導体記憶装置103が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ53は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0306】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0307】
通常動作モードにおける半導体記憶装置103の動作は、Lレベルを保持する信号TMVREFを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置103の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態2の通常動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0308】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置103の動作は、Hレベルを保持する信号TMVREFを図9および図10に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置103の低速動作モードにおける動作は、実施の形態1における低速動作モードにおける動作に、実施の形態2の低速動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0309】
なお、実施の形態4においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧VREF2は、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0310】
また、Lレベルの信号TMDQSおよびTMVREFは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREFは、「第2の選択信号」に相当する。
【0311】
このように、実施の形態4においては、半導体記憶装置103の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0312】
さらに、半導体記憶装置103は、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREF、またはLレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置103が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に予め定され、半導体記憶装置103が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に予め設定される。
【0313】
半導体記憶装置103が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0314】
一方、半導体記憶装置103が低速動作モードで動作する場合、図24に示すように、データストローブ信号DQSおよび参照電圧VREF以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQSおよび参照電圧VREF用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0315】
なお、信号選択回路70および信号選択回路71は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0316】
また、信号選択回路70および信号選択回路71は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0317】
その他は、実施の形態1および実施の形態2と同じである。
実施の形態4によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、参照電圧VREFに代えて内部で発生された内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子および参照電圧用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0318】
[実施の形態5]
図25を参照して、実施の形態5による半導体記憶装置104は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ54に代え、信号選択回路72を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0319】
モードレジスタ54は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0320】
信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。半導体記憶装置104が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ54は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0321】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0322】
一方、半導体記憶装置104が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ54は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0323】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0324】
通常動作モードにおける半導体記憶装置104の動作は、Lレベルを保持する信号TM/CLKを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置104の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0325】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置104へのデータの書込動作は、図26に示すタイミングチャートに従って行なわれる。図26に示すタイミングチャートは、図9に示すタイミングチャートにHレベルを保持する信号TM/CLKを追加し、クロック/CLKおよびBUFF_CLKを削除したタイミングチャートである。
【0326】
したがって、半導体記憶装置103の低速動作モードにおけるデータの書込動作は、実施の形態1の低速動作モードにおける動作に、実施の形態3の低速動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0327】
さらに、低速動作モードにおける半導体記憶装置104からのデータの読出動作は、図27に示すタイミングチャートに従って行なわれる。図27に示すタイミングチャートは、図10に示すタイミングチャートにHレベルを保持する信号TM/CLKを追加し、クロック/CLKおよびBUFF_CLKを削除したタイミングチャートである。
【0328】
したがって、半導体記憶装置103の低速動作モードにおけるデータの読出動作は、実施の形態1の低速動作モードにおけるI/Oバッファ90の動作を実施の形態3におけるI/Oバッファ90の動作に代え、実施の形態3の低速動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0329】
なお、実施の形態5においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧INTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第2の信号に相当する。
【0330】
また、Lレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0331】
このように、実施の形態5においては、半導体記憶装置104の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0332】
さらに、半導体記憶装置104は、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLK、またはLレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置104が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に予め設定され、半導体記憶装置104が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に予め設定される。
【0333】
半導体記憶装置104が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0334】
一方、半導体記憶装置104が低速動作モードで動作する場合、図28に示すように、データストローブ信号DQSおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQSおよび相補クロック/CLK用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0335】
なお、信号選択回路70および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0336】
また、信号選択回路70および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0337】
その他は、実施の形態1および実施の形態3と同じである。
実施の形態5によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0338】
[実施の形態6]
図29を参照して、実施の形態6による半導体記憶装置105は、半導体記憶装置101のモードレジスタ51をモードレジスタ55に代え、信号選択回路72を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置101と同じである。
【0339】
モードレジスタ55は、モードレジスタ51の機能に加え、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。
【0340】
つまり、半導体記憶装置105は、実施の形態2による半導体記憶装置101と実施の形態3による半導体記憶装置102とを組合わせたものである。
【0341】
半導体記憶装置105が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ55は、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0342】
信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0343】
一方、半導体記憶装置105が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ55は、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路72へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0344】
信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0345】
通常動作モードにおける半導体記憶装置105の動作は、図7および図8に示すタイミングチャートにおいてLレベルを保持する信号TMDQSを、Lレベルを保持する信号TM/CLKおよび信号TMVREFに代えたタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置105の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおいて、信号選択回路70の動作を実施の形態2の通常動作モードにおける信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とに代えたものである。
【0346】
低速動作モードにおける半導体記憶装置105の動作は、図20および図21に示すタイミングチャートに、Lレベルを保持する信号TMVREFを追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置105の低速動作モードにおける動作は、実施の形態3の低速動作モードにおいて、実施の形態2の低速動作モードにおける信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0347】
なお、実施の形態6においては、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧VREF2およびINTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0348】
また、Lレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0349】
このように、実施の形態6においては、半導体記憶装置105の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0350】
さらに、半導体記憶装置105は、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLK、またはLレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置105が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に予め設定され、半導体記憶装置105が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に予め設定される。
【0351】
半導体記憶装置105が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0352】
一方、半導体記憶装置105が低速動作モードで動作する場合、図30に示すように、参照電圧VREFおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、参照電圧VREFおよび相補クロック/CLK用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0353】
なお、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0354】
また、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0355】
その他は、実施の形態1〜実施の形態3と同じである。
実施の形態6によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、参照電圧VREFに代えて内部参照電圧VREF2を選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいて参照電圧用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0356】
[実施の形態7]
図31を参照して、実施の形態7による半導体記憶装置106は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ56に代え、信号選択回路71,72および参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0357】
モードレジスタ56は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0358】
信号選択回路71および参照電圧発生回路120については、実施の形態2において説明したとおりである。また、信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。
【0359】
半導体記憶装置106が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ56は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0360】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択してクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。さらに、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0361】
一方、半導体記憶装置106が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ56は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0362】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択してクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。さらに、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて信号選択回路71からの内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0363】
通常動作モードにおける半導体記憶装置106の動作は、Lレベルを保持する信号TMVREFおよびTM/CLKを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置106の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態2の通常動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とを追加したものである。
【0364】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置106の動作は、Hレベルを保持する信号TMVREFを図26および図27に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置106の低速動作モードにおける動作は、実施の形態1における低速動作モードにおける動作に、実施の形態2の低速動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とを追加したものである。
【0365】
なお、実施の形態7においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧VREF2およびINTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0366】
また、Lレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0367】
このように、実施の形態7においては、半導体記憶装置106の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子を介して入力される3つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子を介して入力される3つの信号を選択することを特徴とする。
【0368】
さらに、半導体記憶装置106は、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLK、またはLレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置106が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に予め設定され、半導体記憶装置106が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に予め設定される。
【0369】
半導体記憶装置106が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0370】
一方、半導体記憶装置106が低速動作モードで動作する場合、図32に示すように、データストローブ信号DQS、参照電圧VREFおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQS、参照電圧VREFおよび相補クロック/CLK用の3つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0371】
なお、信号選択回路70、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0372】
また、信号選択回路70、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0373】
その他は、実施の形態1〜実施の形態3と同じである。
実施の形態7によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、参照電圧VREFに代えて内部で発生された内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子、参照電圧用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0374】
上記の実施の形態1〜実施の形態7においては、DDR−SDRAMを例にして、DDR−SDRAMの通常動作において使用されるデータストローブ信号DQS、外部から供給される参照電圧VREF、および相補クロック/CLKを、低速動作モードにおいて、それぞれ、クロックCLK、内部参照電圧VREF2、および内部参照電圧INTVREFに代えると説明したが、この発明は、これに限らず、通常動作モードにおいて使用される信号および/または電圧を低速動作モードにおいて使用される信号および/または電圧に代えるものであれば、どのようなものでもよい。また、低速動作モードにおいて代える信号および/または電圧の数も、1〜3個に限られず、それ以上であってもよい。
【0375】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0376】
【発明の効果】
この発明によれば、半導体記憶装置は、低速動作モード時、通常動作モード時よりも少ない入出力端子が使用されるので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図2】図1に示すメモリセルアレイのブロック図である。
【図3】図1に示す信号選択回路の回路図とQSバッファのブロック図である。
【図4】図1に示すクロックバッファ、制御信号バッファおよびQSバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図5】図1に示すクロックバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図6】図1に示すクロックバッファ、制御信号バッファおよびQSバッファにおいて処理される信号のタイミングチャートである。
【図7】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図8】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図9】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図10】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図11】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図12】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図13】実施の形態2による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図14】図13に示す参照電圧発生回路の回路図である。
【図15】図13に示す信号選択回路の回路図である。
【図16】図13に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図17】実施の形態3による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図18】図17に示す信号選択回路の回路図である。
【図19】図17に示すクロックバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図20】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図21】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図22】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図23】実施の形態4による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図24】図23に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図25】実施の形態5による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図26】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図27】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図28】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図29】実施の形態6による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図30】図29に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図31】実施の形態7による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図32】図31に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図33】従来のDDR−SDRAMの概略ブロック図である。
【図34】図33に示すDDR−SDRAMにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図35】図33に示すDDR−SDRAMにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1,2,5,6,701,703,711,713,721,723 PチャネルMOSトランジスタ、3,4,7,8,702,704,712,714,722,724 NチャネルMOSトランジスタ、10,210 アドレスバッファ、20,220 クロックバッファ、30,230 制御信号バッファ、40,240 制御回路、50〜56,250 モードレジスタ、60,260 メモリセルアレイ、61〜64 バンク、70〜72 信号選択回路、80,270 DLL、90,280 I/Oバッファ、100〜106 半導体記憶装置、110,290 QSバッファ、120 参照電圧発生回路、121,122 抵抗、200 DDR−SDRAM、610 ロウデコーダ、620 ワード線ドライバ、630 コラムデコーダ、640 センスアンプ、650 メモリアレイ、651〜65m イコライズ回路、705,715,725 インバータ、WL1〜WLn ワード線、BL1,/BL1〜BLm,/BLm ビット線対、MC メモリセル、BS1,BS2 データバス、TG1,TG2,TG3,TG4,TG5,TG6 トランスファゲート、DFA1,DFA2 差動増幅回路、WRE ワイヤ、N1〜N4 ノード、VDD 電源ノード、GND 接地ノード。
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体記憶装置に関し、特に、低速動作モードにおいて入出力端子を削減可能な半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高容量で、かつ、高速にデータを入出力する半導体記憶装置としてDDR−SDRAM(Double Data Rate Syncronous Dynamic Random Access Memory)が実用化されている。
【0003】
図33を参照して、DDR−SDRAM200は、アドレスバッファ210と、クロックバッファ220と、制御信号バッファ230と、制御回路240と、モードレジスタ250と、メモリセルアレイ260と、DLL(Delay Locked Loop)270と、I/Oバッファ280と、QSバッファ290と、データバスBS1,BS2とを備える。
【0004】
アドレスバッファ210は、アドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1を外部から受け、その受けたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をバッファリングする。そして、アドレスバッファ210は、バッファリングしたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0005】
クロックバッファ220は、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを外部から受け、その受けたクロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。参照電圧INTVREFは、外部から受けた参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する参照電圧である。そして、クロックバッファ220は、バッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを制御信号バッファ230、制御回路240およびDLL270へ出力し、バッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路240へ出力する。
【0006】
制御信号バッファ230は、チップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを外部から受け、その受けたチップセレクト信号/CS等の制御信号を参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ230は、バッファリングしたチップセレクト信号/CS等の制御信号をクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0007】
制御回路240は、クロックバッファ220から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがH(論理ハイ)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを有効と見なす。また、制御回路240は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがL(論理ロー)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを無効と見なす。
【0008】
そして、制御回路240は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを有効と見なしたとき、制御信号バッファ230から受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMに基づいて半導体記憶装置200を制御する。
【0009】
より具体的には、制御回路240は、Lレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置200が選択されたことを認識し、Hレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置200が選択されなかったことを認識する。また、制御回路240は、アドレスバッファ210からのバンクアドレスBA0,1に基づいてメモリセルアレイ260に含まれる複数のバンクのいずれかまたは全てを選択する。さらに、制御回路240は、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ210から受けたアドレスA0〜A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0010】
さらに、制御回路240は、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ210から受けたアドレスA0〜A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0011】
さらに、制御回路240は、ライトイネーブル信号/WEに基づいてデータの書込モードまたは読出モードを認識する。そして、制御回路240は、書込モード時、入出力端子DQ0〜DQ7から入力された書込データをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してメモリセルアレイ260へ出力するようにI/Oバッファ280を制御し、外部から入力されたデータストローブ信号DQSをバッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力するようにQSバッファ290を制御する。また、制御回路240は、読出モード時、メモリセルアレイ260からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL270からの周期信号DLLCLK_PまたはDLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0〜DQ7へ出力するようにI/Oバッファ280を制御し、DLL270からの周期信号DLLCLK_PまたはDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力するようにQSバッファ290を制御する。
【0012】
さらに、制御回路240は、データマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を制御する。より具体的には、制御回路240は、書込モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいて、データマスク信号DMがHレベルである期間の書込データをメモリセルアレイ260に書込まないようにI/Oバッファ280を制御し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいて全ての書込データをメモリセルアレイ260に書込むようにI/Oバッファ280を制御する。また、制御回路240は、読出モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を不活性化し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ280を活性化する。
【0013】
さらに、制御回路240は、モードレジスタ250によって設定されたキャスレイテンシCLに基づいてデータの読出動作を指示されてから実際に読出データが読出されるまでのタイミングを制御し、モードレジスタ250からの指示に従ってDLL270を活性化または不活性化する。
【0014】
モードレジスタ250は、キャスレイテンシCLを設定し、その設定したキャスレイテンシCLを制御回路240へ出力する。また、モードレジスタ250は、DLL270の活性化または不活性化を制御回路240に指示する。
【0015】
メモリセルアレイ260は、複数のバンクを含み、データを記憶する。
DLL270は、クロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ280およびQSバッファ290へ出力する。
【0016】
I/Oバッファ280は、書込モード時、入出力端子DQ0〜DQ7から入力された書込データをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してメモリセルアレイ260に書込む。また、I/Oバッファ280は、読出モード時、メモリセルアレイ260からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL270からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0〜DQ7へ出力する。
【0017】
QSバッファ290は、書込モード時、外部から入力されたデータストローブ信号DQSをバッファリングし、そのバッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力する。また、QSバッファ290は、読出モード時、DLL270から受けた周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力する。
【0018】
データバスBS1は、制御回路240からのアドレスA0〜A12およびロウアドレスストローブ信号/RAS等の制御信号をメモリセルアレイ260へ入力する。また、データバスBS2は、メモリセルアレイ260とI/Oバッファ280との間で書込データまたは読出データをやり取りする。
【0019】
図34を参照して、DDR−SDRAM200におけるメモリセルアレイ260へのデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部からDDR−SDRAM200に供給され、クロックバッファ220、制御信号バッファ230およびQSバッファ290は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0020】
書込動作が開始されると、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、クロックバッファ220は、クロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKをアドレスバッファ210、制御信号バッファ230、制御回路240およびDLL270へ出力する。また、クロックバッファ220は、クロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路240へ出力する。
【0021】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、制御信号バッファ230は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0022】
そして、制御回路240は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定し、クロックイネーブル信号CKEがHレベルであるとき、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、DDR−SDRAM200を選択状態にする。
【0023】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ230は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路240へ出力する。
【0024】
そうすると、制御回路240は、制御信号バッファ230からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0025】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ250は、DLL270の出力を不活性化するように制御回路240に指示し、制御回路240は、モードレジスタ250からの指示に応じてDLL270の出力を不活性化する。
【0026】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部からDDR−SDRAM200に供給される。そして、アドレスバッファ210は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0027】
制御回路240は、アドレスバッファ210からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ260に含まれる複数のバンクから1つのバンクを選択する。
【0028】
そして、アドレスA0−A12が外部からDDR−SDRAM200に供給され、アドレスバッファ210は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0029】
制御回路240は、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASに応じて、アドレスバッファ210から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0030】
その後、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に入力され、制御信号バッファ230は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路240へ出力する。
【0031】
制御回路240は、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、アドレスバッファ210からのアドレスA0−A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0032】
また、QSバッファ290は、データストローブ信号DQSを入出力端子DQSから受け、その受けたデータストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ290は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ280へ出力する。
【0033】
I/Oバッファ280は、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データDQWを受け、その受けた書込データDQWをバッファリングする。そして、I/Oバッファ280は、バッファリングした書込データDQWをQSバッファ290からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルアレイ260へ出力する。
【0034】
そして、メモリセルアレイ260においては、ロウデコーダ(図示せず)は、制御回路240からのロウアドレスをデコードし、そのデコードしたロウアドレスによって指定されたワード線を活性化し、コラムデコーダ(図示せず)は、制御回路240からのコラムアドレスをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスによって指定されたビット線対を活性化する。そして、書込データDQWは、活性化されたワード線とビット線対とによって指定されたメモリセルに書込まれる。
【0035】
このように、DDR−SDRAM200においては、書込データDQWは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期してDDR−SDRAM200に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルに書込まれる。
【0036】
次に、図35を参照して、DDR−SDRAM200におけるメモリセルからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部からDDR−SDRAM200に供給され、クロックバッファ220、制御信号バッファ230およびQSバッファ290は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0037】
読出動作が開始されてから、クロックCLK,/CLK、クロックイネーブル信号CKEおよびLレベルのチップセレクト信号/CSが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御回路240がDDR−SDRAM200を選択状態にするまでの動作は、書込動作の場合と同じである。
【0038】
DDR−SDRAM200が選択状態になると、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部からDDR−SDRAM200に供給され、制御信号バッファ230は、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ230は、バッファリングしたHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路240へ出力する。
【0039】
そうすると、制御回路240は、制御信号バッファ230からのHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの読出モードを認識する。
【0040】
一方、読出モードにおいては、モードレジスタ250は、DLL270の出力を活性化するように制御回路240に指示し、制御回路240は、モードレジスタ250からの指示に応じてDLL270の出力を活性化する。また、モードレジスタ250は、キャスレイテンシCLを設定し、制御回路240は、モードレジスタ250によって指定されたキャスレイテンシCLに従って読出データを外部へ出力するようにI/Oバッファ280を制御する。
【0041】
そして、DLL270は、クロックバッファ220からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ280およびQSバッファ290へ出力する。
【0042】
また、バンクアドレスBA0,1が外部からDDR−SDRAM200に供給され、書込動作と同じ動作によって、バンクアドレスBA0,1によって指定されたバンクが選択される。
【0043】
さらに、アドレスA0−A12が外部からDDR−SDRAM200に供給され、書込動作と同じ動作によって、ロウアドレスおよびコラムアドレスがメモリセルアレイ260に入力され、ロウアドレスおよびコラムアドレスによって指定されたメモリセルが活性化される。
【0044】
そして、データが活性化されたメモリセルから読出され、メモリセルアレイ260に含まれるセンスアンプ(図示せず)は、読出データDQRを増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ280へ出力する。
【0045】
そうすると、I/Oバッファ280は、モードレジスタ250によって設定されたキャスレイテンシCL(図35に示す場合はCAL=2.5)によるタイミングで、DLL270からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRを入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ290は、DLL270からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力する。
【0046】
このように、DDR−SDRAM200においては、データがクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルから読出され、読出データDQRは、DDR−SDRAM200の内部で生成された周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0047】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のDDR−SDRAMは、高速動作マージンを確保するためにクロックCLKと相補なクロック/CLK、外部から供給される参照電圧VREFおよびデータストローブ信号DQSを採用しているため、高速動作マージンが必要でない低速テスター評価、生産テストおよび低速システムにおいては、ピン数が通常のSDRAMよりも多くなり、同時にテストできるDDR−SDRAMの個数が少なくなるという問題がある。
【0048】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、低速動作モードにおいては外部ピンを削減可能な半導体記憶装置を提供することである。
【0049】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、半導体記憶装置は、データの書込および読出を周期的に行なう通常動作モードと、通常動作モードよりも遅い速度でデータの書込および読出を周期的に行なう低速動作モードとのうち、いずれか一方の動作モードで動作する半導体記憶装置であって、複数のメモリセルと、信号選択回路と、周辺回路とを備える。
【0050】
複数のメモリセルは、データを記憶する。信号選択回路は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する。周辺回路は、信号選択回路において第2の信号が選択されたとき、低速動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路によって選択された第2の信号を用いて行ない、信号選択回路において第1の信号が選択されたとき、通常動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路によって選択された第1の信号を用いて行なう。そして、信号選択回路は、通常動作モード時、第1の信号を選択し、低速動作モード時、第2の信号を選択する。
【0051】
好ましくは、半導体記憶装置は、モード設定回路をさらに備える。モード設定回路は、通常動作モードにおいて、第1の選択信号を信号選択回路へ出力し、低速動作モードにおいて、第2の選択信号を信号選択回路へ出力する。信号選択回路は、第1の選択信号に基づいて第1の信号を選択し、第2の選択信号に基づいて第2の信号を選択する。
【0052】
好ましくは、第1および第2の選択信号のうち、いずれか一方の選択信号は、モード設定回路に予め設定される。
【0053】
好ましくは、信号選択回路は、第1の選択信号に応じて、通常動作モードにおいてのみ使用される1つの第1の信号を選択し、第2の選択信号に応じて、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される1つの第2の信号を選択する。
【0054】
好ましくは、信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0055】
周辺回路は、信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、第2の周期信号の立上りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、内部周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。また、周辺回路は、信号選択回路において第1の周期信号が選択されたとき、第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、内部同期信号の立上りおよび立下りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0056】
好ましくは、信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0057】
周辺回路は、信号選択回路において内部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いてデータの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0058】
また、周辺回路は、信号選択回路において外部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いてデータの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0059】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を信号選択回路へ出力する。
【0060】
好ましくは、信号選択回路は、第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第2の周期信号を選択する。
【0061】
周辺回路は、信号選択回路において参照電圧が選択されたとき、第1の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。また、周辺回路は、信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、第1および第2の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0062】
好ましくは、信号選択回路は、第1の選択信号に応じて、通常動作モードにおいてのみ使用される複数の第1の信号を選択し、第2の選択信号に応じて、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される複数の第2の信号を選択する。
【0063】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0064】
また、第2の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0065】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において内部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第2の周期信号の立上りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および内部同期信号の立上りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0066】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において外部参照電圧が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および内部同期信号の立上りおよび立下りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0067】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第2の信号選択回路へ出力する。
【0068】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。
第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0069】
また、第2の信号選択回路は、第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第3の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第3の周期信号を選択する。
【0070】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、第2の周期信号の立上りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、第2の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0071】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、かつ、第2の信号選択回路において第3の周期信号が選択されたとき、第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して書込データを複数のメモリセルに書込み、第2および第3の周期信号の立上りに同期して複数のメモリセルからデータを読出す。
【0072】
好ましくは、信号選択回路は、第1および第2の信号選択回路を含む。
第1の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0073】
また、第2の信号選択回路は、第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第2の周期信号を選択する。
【0074】
周辺回路は、第1の信号選択回路において内部参照電圧が選択され、かつ、第2の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りに同期した複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0075】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において外部参照電圧が選択され、かつ、第2の信号選択回路において第2の周期信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて第1および第2の周期信号の立上りに同期した複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう。
【0076】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第1の信号選択回路へ出力する。
【0077】
好ましくは、信号選択回路は、第1、第2および第3の信号選択回路を備える。
【0078】
第1の信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて第2の周期信号に代えて第1の周期信号を選択する。
【0079】
また、第2の信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて外部参照電圧に代えて内部参照電圧を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて内部参照電圧に代えて外部参照電圧を選択する。
【0080】
さらに、第3の信号選択回路は、第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、モード設定回路からの第2の選択信号に応じて第3の周期信号に代えて参照信号を選択し、モード設定回路からの第1の選択信号に応じて参照信号に代えて第3の周期信号を選択する。
【0081】
周辺回路は、第1の信号選択回路において第2の周期信号が選択され、第2の信号選択回路において内部参照電圧が選択され、さらに、第3の信号選択回路において参照信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第2の周期信号の立上りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込および読出を行なう。
【0082】
また、周辺回路は、第1の信号選択回路において第1の周期信号が選択され、第2の信号選択回路において外部参照電圧が選択され、さらに、第3の信号選択回路において第3の周期信号が選択されたとき、複数のメモリセルへのデータの書込および読出に必要な信号を外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した書込データの複数のメモリセルへの書込、および第2および第3の同期信号の立上りに同期した複数のメモリセルからのデータの読出を行なう。
【0083】
好ましくは、半導体記憶装置は、参照電圧発生回路をさらに備える。参照電圧発生回路は、外部電源電圧に基づいて内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を第2の信号選択回路へ出力する。
【0084】
したがって、この発明によれば、低速動作モードにおいて使用される入出力端子の数を通常動作モードにおいて使用される入出力端子の数よりも少なくできる。
【0085】
その結果、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0086】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0087】
[実施の形態1]
図1を参照して、実施の形態1による半導体記憶装置100は、アドレスバッファ10と、クロックバッファ20と、制御信号バッファ30と、制御回路40と、モードレジスタ50と、メモリセルアレイ60と、信号選択回路70と、DLL80と、I/Oバッファ90と、QSバッファ110と、データバスBS1,2とを備える。メモリセルアレイ60は、バンク61〜64を含む。半導体記憶装置100は、より具体的には、DDR−SDRAMからなる。
【0088】
アドレスバッファ10は、アドレスA0〜A12およびバンクアドレスBA0,1を受け、その受けたアドレスA0〜A12およびバンクアドレスBA0,1をバッファリングする。そして、アドレスバッファ10は、バッファリングしたアドレスA0−A12およびバンクアドレスBA0,1をクロックバッファ20から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0089】
クロックバッファ20は、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを外部から受け、その受けたクロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、クロックバッファ20は、バッファリングしたクロックBUFFCLK,BUFF/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力し、バッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。なお、内部参照電圧INTVREFは、外部から供給された参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する参照電圧である。
【0090】
制御信号バッファ30は、チップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを外部から受け、その受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングし、そのバッファリングしたチップセレクト信号/CS等の制御信号をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0091】
制御回路40は、クロックバッファ20から受けたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがH(論理ハイ)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを有効と見なす。また、制御回路40は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがL(論理ロー)レベルであるとき、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKの次の立上りを無効と見なす。
【0092】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを有効と見なしたとき、制御信号バッファ30から受けたチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEおよびデータマスク信号DMに基づいて半導体記憶装置100を制御する。
【0093】
より具体的には、制御回路40は、Lレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置100が選択されたことを認識し、Hレベルのチップセレクト信号/CSに基づいて半導体記憶装置100が選択されなかったことを認識する。また、制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいてバンク61〜64のいずれかまたは全てを選択する。さらに、制御回路40は、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ10から受けたアドレスA0〜A12をロウアドレスと見なし、そのロウアドレスをクロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してバンク61〜64のいずれかまたは全てに出力する。
【0094】
さらに、制御回路40は、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングでアドレスバッファ10から受けたアドレスA0〜A12をコラムアドレスと見なし、そのコラムアドレスをクロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してバンク61〜64のいずれかまたは全てに出力する。
【0095】
さらに、制御回路40は、ライトイネーブル信号/WEに基づいてデータの書込モードまたは読出モードを認識する。そして、制御回路40は、書込モード時、入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSに同期してバンク61〜64へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。また、制御回路40は、読出モード時、バンク61〜64からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御し、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ出力するようにQSバッファ110を制御する。
【0096】
さらに、制御回路40は、データマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を制御する。より具体的には、制御回路40は、書込モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいて、データマスク信号DMがHレベルである期間の書込データをバンク61〜64に書込まないようにI/Oバッファ90を制御し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいて全ての書込データをバンク61〜64に書込むようにI/Oバッファ90を制御する。また、制御回路40は、読出モード時、Hレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を不活性化し、Lレベルのデータマスク信号DMに基づいてI/Oバッファ90を活性化する。
【0097】
さらに、制御回路40は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCLに基づいてデータの読出動作を指示されてから実際にデータが読出されるまでのタイミングを制御し、モードレジスタ50からの指示に従ってDLL80を活性化または不活性化する。
【0098】
モードレジスタ50は、キャスレイテンシCLを設定し、その設定したキャスレイテンシCLを制御回路40へ出力する。また、モードレジスタ50は、DLL80の活性化または不活性化を制御回路40に指示する。さらに、モードレジスタ50は、半導体記憶装置100の出荷時に予め設定されたHレベルまたはLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。
【0099】
メモリセルアレイ60は、バンク61〜64を含み、データを記憶する。信号選択回路70は、入出力端子DQSからデータストローブ信号DQSを受け、入出力端子CLKからクロックCLKを受ける。そして、信号選択回路70は、後述する方法によって、信号TMDQSの論理レベルに応じてデータストローブ信号DQSおよびクロックCLKのいずれか一方を選択し、その選択した信号をQSバッファ110へ出力する。
【0100】
DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0101】
I/Oバッファ90は、書込モード時、入出力端子DQ0−DQ7から入力された書込データをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してバンク61〜64に書込む。また、I/Oバッファ90は、読出モード時、バンク61〜64からデータバスBS2を介して読出された読出データをDLL80からの周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。
【0102】
QSバッファ110は、書込モード時、信号選択回路70から入力されたデータストローブ信号DQSまたはクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングし、そのバッファリングした信号を内部データストローブ信号INTDQSとしてI/Oバッファ90へ出力する。また、QSバッファ110は、読出モード時、DLL80から受けた周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0103】
データバスBS1は、制御回路40からのアドレスA0〜A12、バンクアドレスBA0,1およびロウアドレスストローブ信号/RAS等の制御信号をバンク61〜64のいずれかまたは全てに伝達する。また、データバスBS2は、バンク61〜64のいずれかまたは全てとI/Oバッファ90との間で書込データまたは読出データをやり取りする。
【0104】
半導体記憶装置100は、外部電源電圧EXTVDDを外部から受ける。そして、半導体記憶装置100に内蔵された電源回路(図示せず)は、外部電源電圧EXTVDDに基づいて、プリチャージ電圧VBLおよびセルプレート電圧等の各種の内部電源電圧を発生し、その発生した各種の内部電源電圧をメモリセルアレイ60へ供給する。
【0105】
図2を参照して、バンク61〜64の各々は、ロウデコーダ610と、ワード線ドライバ620と、コラムデコーダ630と、センスアンプ640と、メモリアレイ650とを含む。
【0106】
ロウデコーダ610は、制御回路40から受けたロウアドレスをデコードし、そのデコードしたロウアドレスをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、ロウデコーダ610から受けたロウアドレスによって指定されたワード線(ワード線WL1〜WLnのいずれか、nは自然数)を活性化する。
【0107】
コラムデコーダ630は、制御回路40から受けたコラムアドレスをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスによって指定されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか、mは自然数)を活性化する。センスアンプ640は、書込モード時、I/Oバッファ90からの書込データを、活性化されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)に書込む。また、センスアンプ640は、読出モード時、活性化されたビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)上の読出データを増幅し、その増幅した読出データをI/Oバッファ90へ出力する。
【0108】
メモリアレイ650は、複数のビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmと、複数のワード線WL1〜WLnと、複数のイコライズ回路651〜65mと、n×m個のメモリセルMCとを含む。複数のイコライズ回路651〜65mは、複数のビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmに対応して設けられる。そして、複数のイコライズ回路651〜65mの各々は、メモリセルMCへのデータの書込前または読出前に、対応するビット線対(ビット線対BL1,/BL1〜BLm,/BLmのいずれか)を所定の電圧VBL(=EXTVDD/2)にプリチャージする。
【0109】
n×m個のメモリセルMCの各々は、ビット線(ビット線BL1〜BLm,/BL1〜/BLmのいずれか)とワード線(ワードWL1〜WLnのいずれか)との交点に配置される。
【0110】
したがって、メモリアレイ650においては、活性化されたワード線(ワード線WL1〜WLnのいずれか)と活性化されたビット線(ビット線BL1〜BLm,/BL1〜/BLmのいずれか)との交点に配置されたメモリセルMCにデータが入出力される。
【0111】
図3を参照して、信号選択回路70は、PチャネルMOSトランジスタ701,703と、NチャネルMOSトランジスタ702,704と、インバータ705とを含む。PチャネルMOSトランジスタ701は、そのソース端子がNチャネルMOSトランジスタ702のソース端子に接続され、ドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ702のドレイン端子に接続される。
【0112】
PチャネルMOSトランジスタ703は、そのソース端子がNチャネルMOSトランジスタ704のソース端子に接続され、ドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ704のドレイン端子に接続される。
【0113】
PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、そのゲート端子にモードレジスタ50からの信号TMDQSを受ける。
【0114】
PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702は、トランスファゲートTG1を構成する。また、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704は、トランスファゲートTG2を構成する。
【0115】
インバータ705は、モードレジスタ50からの信号TMDQSを受け、その受けた信号TMDQSを反転してNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。
【0116】
モードレジスタ50がLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、インバータ705は、Lレベルの信号TMDQSを反転してHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、Lレベルの信号TMDQSをゲート端子に受ける。
【0117】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704はオフされる。そして、トランスファゲートTG1は、入出力端子DQSから入力されたデータストローブ信号DQSを信号DQS0としてQSバッファ110へ出力する。
【0118】
一方、モードレジスタ50がHレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、インバータ705は、Hレベルの信号TMDQSを反転してLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ702およびPチャネルMOSトランジスタ703のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ704は、Hレベルの信号TMDQSをゲート端子に受ける。
【0119】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ701およびNチャネルMOSトランジスタ702はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ703およびNチャネルMOSトランジスタ704はオンされる。そして、トランスファゲートTG2は、入出力端子CLKから供給されたクロックCLKを信号DQS0としてQSバッファ110へ出力する。
【0120】
このように、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じてデータストローブ信号DQSを選択し、その選択したデータストローブ信号DQSをQSバッファ110へ出力し、Hレベルの信号TMDQSに応じてクロックCLKを選択し、その選択したクロックCLKをQSバッファ110へ出力する。
【0121】
図4を参照して、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、差動増幅回路DFA1を含む。差動増幅回路DFA1は、PチャネルMOSトランジスタ1,2と、NチャネルMOSトランジスタ3,4を含む。PチャネルMOSトランジスタ1およびNチャネルMOSトランジスタ3は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。
【0122】
PチャネルMOSトランジスタ2およびNチャネルMOSトランジスタ4は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。PチャネルMOSトランジスタ1およびNチャネルMOSトランジスタ3は、PチャネルMOSトランジスタ2およびNチャネルMOSトランジスタ4に対して並列に接続される。
【0123】
PチャネルMOSトランジスタ1,2は、ノードN1上の電圧をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ3は、内部参照電圧INTVREFをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ4は、信号SGNをゲート端子に受ける。
【0124】
信号SGNは、差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30に含まれるとき、チップセレクト信号/CS等の制御信号であり、差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれるとき、信号選択回路70からのデータストローブ信号DQSまたはクロックCLKである。
【0125】
差動増幅回路DFA1は、信号SGNを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた論理レベルを有する信号をノードN1から出力する。より具体的には、差動増幅回路DFA1は、信号SGNを構成する電圧が内部参照電圧INTVREFよりも高いとき、Hレベルの信号をノードN1から出力し、信号SGNを構成する電圧が内部参照電圧INTVREF以下であるとき、Lレベルの信号をノードN1から出力する。
【0126】
図5を参照して、クロックバッファ20は、さらに、差動増幅回路DFA2を含む。差動増幅回路DFA2は、PチャネルMOSトランジスタ5,6と、NチャネルMOSトランジスタ7,8とを含む。PチャネルMOSトランジスタ5およびNチャネルMOSトランジスタ7は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。
【0127】
PチャネルMOSトランジスタ6およびNチャネルMOSトランジスタ8は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。PチャネルMOSトランジスタ5およびNチャネルMOSトランジスタ7は、PチャネルMOSトランジスタ6およびNチャネルMOSトランジスタ8に対して並列に接続される。
【0128】
PチャネルMOSトランジスタ5,6は、ノードN2上の電圧をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ7は、入出力端子CLKからクロックCLKをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ8は、入出力端子/CLKからクロック/CLKをゲート端子に受ける。
【0129】
差動増幅回路DFA2は、クロックCLKを構成する電圧をクロック/CLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを、それぞれ、ノードN3,N2から出力する。
【0130】
図6を参照して、差動増幅回路DFA1,2の動作を具体的な信号を例にして説明する。まず、差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30を構成する場合の動作をライトイネーブル信号/WEを例にして説明する。差動増幅回路DFA1が制御信号バッファ30を構成するとき、NチャネルMOSトランジスタ4は、ライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受ける。
【0131】
NチャネルMOSトランジスタ4がHレベルのライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受けると、差動増幅回路DFA1は、Hレベルのライトイイネーブル信号/WEを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0132】
Hレベルのライトイネーブル信号/WEは、内部参照電圧INTVREFよりも高い電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Hレベルのライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0133】
また、NチャネルMOSトランジスタ4がLレベルのライトイネーブル信号/WEをゲート端子に受けると、差動増幅回路DFA1は、Lレベルのライトイネーブル信号/WEを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0134】
Lレベルのライトイネーブル信号/WEは、内部参照電圧INTVREF以下の電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Lレベルのライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0135】
このように、差動増幅回路DFA1は、NチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力されるライトイネーブル信号/WEの電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるライトイネーブル信号/WEをノードN1から出力する。
【0136】
差動増幅回路DFA1は、ライトイネーブル信号/WE以外のチップセレクト信号/CS、ロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CASおよびデータマスク信号DMがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合も、ライトイネーブル信号/WEがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合の動作と同じ動作を行なう。
【0137】
これにより、制御信号バッファ30は、ライトイネーブル信号/WE等の制御信号を内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。
【0138】
次に、差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれる場合の動作をデータストローブ信号DQSを例にして説明する。差動増幅回路DFA1がQSバッファ110に含まれる場合、NチャネルMOSトランジスタ4は、データストローブ信号DQSをゲート端子に受ける。
【0139】
NチャネルMOSトランジスタ4がLレベルのデータストローブ信号DQSをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA1は、Lレベルのデータストローブ信号DQSを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるデータストローブ信号DQSをノードN1から出力する。
【0140】
Lレベルのデータストローブ信号DQSは、内部参照電圧INTVREF以下の電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Lレベルの内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0141】
NチャネルMOSトランジスタ4がHレベルのデータストローブ信号DQSをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA1は、Hレベルのデータストローブ信号DQSを構成する電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなる内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0142】
Hレベルのデータストローブ信号DQSは、内部参照電圧INTVREFよりも高い電圧からなるので、差動増幅回路DFA1は、この場合、Hレベルの内部データストローブ信号INTDQSをノードN1から出力する。
【0143】
このように、差動増幅回路DFA1は、NチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力されるデータストローブ信号DQSの電圧を内部参照電圧INTVREFと比較し、その比較結果に応じた電圧からなるデータストローブ信号DQSをノードN1から出力する。なお、書込データDQWは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して入出力端子DQ0−DQ7からI/Oバッファ90に入力される。
【0144】
差動増幅回路DFA1は、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合もデータストローブ信号DQSがNチャネルMOSトランジスタ4のゲート端子に入力される場合の動作と同じ動作を行なう。
【0145】
これにより、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSまたはクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。
【0146】
差動増幅回路DFA1がクロックバッファ20に含まれる場合、NチャネルMOSトランジスタ4は、クロックイネーブル信号CKEをゲート端子に受ける。そして、差動増幅回路DFA1は、上述した動作に従ってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングする。
【0147】
最後に、差動増幅回路DFA2がクロックバッファ20を構成するときの動作について説明する。NチャネルMOSトランジスタ7は、クロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8は、クロックCLKと相補なクロック/CLKをゲート端子に受ける。
【0148】
差動増幅回路DFA2は、クロック/CLKを構成する電圧をクロックCLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、比較結果に応じた電圧からなるクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0149】
NチャネルMOSトランジスタ7がHレベルのクロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8がLレベルのクロック/CLKをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA2は、LレベルのクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、HレベルのクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0150】
また、NチャネルMOSトランジスタ7がLレベルのクロックCLKをゲート端子に受け、NチャネルMOSトランジスタ8がHレベルのクロック/CLKをゲート端子に受けるとき、差動増幅回路DFA2は、HレベルのクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、LレベルのクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0151】
そして、差動増幅回路DFA2がクロック/CLKを構成する電圧をクロックCLKを構成する電圧と比較し、その比較結果に応じた電圧からなる論理レベルを決定するときの基準となる電圧が内部参照電圧INTVREFである。
【0152】
このように、差動増幅回路DFA2は、内部参照電圧INTVREFを基準にして上述した動作に従ってクロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力する。
【0153】
したがって、図6に示すレベルLVは、上述した各種の信号をバッファリングした信号がHレベルかLレベルかを決定するときの基準となるレベルであり、内部参照電圧INTVREFからなる。
【0154】
図7および図8を参照して、半導体記憶装置100の通常動作モードにおける動作について説明する。この通常動作モードとは、DDR−SDRAMにおける通常動作モードを言う。
【0155】
半導体記憶装置100が通常動作モードにおいて動作する場合、モードレジスタ50は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。したがって、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子DQSから入力されたデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。
【0156】
図7を参照して、通常動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0157】
データの書込動作が開始されると、クロックCLK,/CLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA2によってクロックCLK,/CLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力する。また、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA1によってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。
【0158】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0159】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定する。この場合、クロックイネーブル信号CKEはHレベルであるので、制御回路40は、クロックBUFF_CLKまたはBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、半導体記憶装置100を選択状態にする。
【0160】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ30は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0161】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0162】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ50は、DLL80の出力を不活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ50からの指示に応じてDLL80の出力を不活性化する。
【0163】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置100に供給される。そして、アドレスバッファ10は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0164】
制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64から1つのバンクを選択する。
【0165】
そして、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0166】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がLレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Hレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASおよびHレベルのライトイネーブル信号/WEを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスXと見なし、そのロウアドレスXをクロックBUFF_CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0167】
その後、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0168】
また、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から入力され、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0169】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がHレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、およびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をコラムアドレスYと見なし、そのコラムアドレスYをクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0170】
また、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSを信号選択回路70から受け、その受けたデータストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ90へ出力する。
【0171】
I/Oバッファ90は、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して書込データDQWHを入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWHをバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWHをQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0172】
そして、メモリセルアレイ60においては、ロウデコーダ610は、制御回路40からのロウアドレスXをデコードし、そのデコードしたロウアドレスXをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、デコードされたロウアドレスXによって指定されたワード線WLi(1≦i≦n)を活性化する。
【0173】
また、コラムデコーダ630は、制御回路40からのコラムアドレスYをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスYによって指定されたビット線対BLj,/BLj(1≦j≦m)を活性化する。そして、書込データDQWHは、活性化されたワード線WLiとビット線対BLj,/BLjとによって指定されたメモリセルMCにセンスアンプ640を介して書込まれる。
【0174】
このように、通常動作モードにおいては、書込データDQWHは、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下りに同期して半導体記憶装置100に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りおよび立下りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0175】
次に、図8を参照して、通常動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0176】
読出動作が開始されてから、クロックCLK,/CLK、クロックイネーブル信号CKEおよびLレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御回路40が半導体記憶装置100を選択状態にするまでの動作は、書込動作の場合と同じである。
【0177】
半導体記憶装置100が選択状態になると、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置100に供給され、制御信号バッファ30は、Hレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。制御信号バッファ30は、バッファリングしたHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0178】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのHレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの読出モードを認識する。
【0179】
一方、読出モードにおいては、モードレジスタ50は、DLL80の出力を活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ50からの指示に応じてDLL80の出力を活性化する。また、モードレジスタ50は、キャスレイテンシCLを設定し、制御回路40は、モードレジスタ50によって指定されたキャスレイテンシCLによるタイミングで、読出データを入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0180】
そして、DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに基づいて、クロックCLK,/CLKに対して一定の位相を有する周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0181】
また、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置100に供給され、書込動作と同じ動作によって、バンクアドレスBA0,1によって指定されたバンク(バンク61〜64のいずれか)が選択される。
【0182】
さらに、アドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置100に供給され、書込動作と同じ動作によって、ロウアドレスXおよびコラムアドレスYがメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)に入力され、ロウアドレスXおよびコラムアドレスYによって指定されたメモリセルMCが活性化される。
【0183】
そして、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRHを増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0184】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCL(図8に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの各立上りに同期して読出データDQRHを入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0185】
このように、半導体記憶装置100の通常動作モードにおいては、データがクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKに同期してメモリセルから読出され、読出データDQRHは、半導体記憶装置100の内部で生成された周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0186】
したがって、半導体記憶装置100は、Lレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50から信号選択回路70へ出力されると、データストローブ信号DQSの立上りおよび立下り、または周期信号DLLCLK_PおよびDLLCLK_Nの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。
【0187】
図9および図10を参照して、半導体記憶装置100の低速動作モードにおける動作について説明する。この低速動作モードとは、DDR−SDRAMにおける通常動作モードよりも速度が遅いモードを言う。
【0188】
半導体記憶装置100が低速動作モードにおいて動作する場合、モードレジスタ50は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力する。したがって、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて、入出力端子CLKから入力されたクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。
【0189】
図9を参照して、低速動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0190】
書込動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した通常動作モードにおける書込動作と同じである。
【0191】
その後、QSバッファ110は、クロックCLKを信号選択回路70から受け、その受けたクロックCLKを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングしたクロックCLKを内部データストローブ信号INTDQSとしてI/Oバッファ90へ出力する。
【0192】
I/Oバッファ90は、クロックCLKの立上りに同期して書込データDQWL1を入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWL1をバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWL1をQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQS(=CLK)の立上りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0193】
その後の動作は、通常動作モードにおける書込動作と同じである。
このように、低速動作モードにおいては、書込データDQWL1は、クロックCLKの立上りに同期して半導体記憶装置100に入力され、内部データストローブ信号INTDQS(=CLK)の立上りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0194】
次に、図10を参照して、低速動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置100に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0195】
読出動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した通常動作モードにおける読出動作と同じである。
【0196】
その後、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRL1を増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0197】
また、制御回路40は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期して読出データDQRL1を入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0198】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ50によって設定されたキャスレイテンシCL(図10に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期して読出データDQRL1を入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Pを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0199】
このように、半導体記憶装置100の通常動作モードにおいては、データがクロックBUFF_CLKに同期してメモリセルMCから読出され、読出データDQRL1は、半導体記憶装置100の内部で生成された周期信号DLLCLK_Pに同期して外部へ出力される。
【0200】
したがって、半導体記憶装置100は、Hレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50から信号選択回路70へ出力されると、クロックCLKまたは周期信号DLLCLK_Pの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。つまり、データは、通常動作モードよりも遅い速度で半導体記憶装置100へ書込まれ、かつ、読出される。
【0201】
上述したように、半導体記憶装置100においては、モードレジスタ50がLレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKに代えて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。そして、半導体記憶装置100は、DDR−SDRAMにおける通常動作モードに設定される。
【0202】
また、モードレジスタ50がHレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力すると、信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSに代えて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。そして、半導体記憶装置100は、DDR−SDRAMにおける通常動作モードよりも速度が遅い低速動作モードに設定される。
【0203】
なお、実施の形態1においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当する。
【0204】
また、Lレベルの信号TMDQSは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSは、「第2の選択信号」に相当する。
【0205】
さらに、アドレスバッファ10、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、制御回路40、DLL80、I/Oバッファ90、QSバッファ110、ロウデコーダ610、ワード線ドライバ620、コラムデコーダ630およびセンスアンプ640は、低速動作モードまたは通常動作モードに従って複数のメモリセルへのデータの書込および/または読出を信号選択回路70によって選択された信号を用いて行なう「周辺回路」を構成する。
【0206】
さらに、クロックCLK,/CLK,BUFF_CLK,BUFF_/CLK、データストローブ信号DQSおよび周期信号DLLCLK_P,DLLCLK_Nは、同じ周波数を有する。そして、クロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを「内部周期信号」とも言う。
【0207】
さらに、半導体記憶装置100は、Hレベルの信号TMDQSまたはLレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置100が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に予め設定され、半導体記憶装置100が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSがモードレジスタ50に予め設定される。
【0208】
半導体記憶装置100が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0209】
一方、半導体記憶装置100が低速動作モードで動作する場合、図12に示すように、データストローブ信号DQS以外の信号等が入力または入出力される入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQS用の入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。その結果、半導体記憶装置100を低速動作モードで使用する場合、外部ピンの数を少なくでき、同時にテストできるチップの数を増加させることができる。
【0210】
実施の形態1によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0211】
[実施の形態2]
図13を参照して、実施の形態2による半導体記憶装置101は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ51に代え、信号選択回路70を信号選択回路71に代え、参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0212】
モードレジスタ51は、信号TMDQSに代えて信号TMVREFを信号選択回路71に出力する点がモードレジスタ50と異なる点であり、その他の機能はモードレジスタ50と同じである。
【0213】
参照電圧発生回路120は、外部電源電圧EXTVDDを外部から受け、その受けた外部電源電圧EXTVDDを2分の1に分圧して内部参照電圧VREF2を発生する。そして、参照電圧発生回路120は、発生した参照電圧VREF2を信号選択回路71へ出力する。
【0214】
信号選択回路71は、参照電圧VREFを外部から受け、内部参照電圧VREF2を参照電圧発生回路120から受ける。そして、信号選択回路71は、モードレジスタ51からの信号TMVREFの論理レベルに応じて、参照電圧VREFおよび内部参照電圧VREF2のいずれか一方を選択し、その選択した参照電圧VREFまたは内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0215】
図14を参照して、参照電圧発生回路120は、抵抗121,122を含む。抵抗121,122は、電源ノードVDDと接地ノードGNDとの間に直列に接続される。電源ノードVDDは、外部から外部電源電圧EXTVDDを受ける。抵抗121は、抵抗122と同じ抵抗値を有する。
【0216】
したがって、参照電圧発生回路120は、外部電源電圧EXTVDDを2分の1に分圧し、その分圧した電圧を内部参照電圧VREF2としてノードN4から出力する。
【0217】
図15を参照して、信号選択回路71は、PチャネルMOSトランジスタ711,713と、NチャネルMOSトランジスタ712,714と、インバータ715とを含む。
【0218】
PチャネルMOSトランジスタ711は、そのソース端子およびドレイン端子が、NチャネルMOSトランジスタ712のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。そして、PチャネルMOSトランジスタ711は、モードレジスタ51からの信号TMVREFをゲート端子に受ける。また、NチャネルMOSトランジスタ712は、インバータ715の出力信号をゲート端子に受ける。
【0219】
PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712は、トランスファゲートTG3を構成する。そして、トランスファゲートTG3は、外部から供給された参照電圧VREFを受ける。
【0220】
PチャネルMOSトランジスタ713は、そのソース端子およびドレイン端子が、NチャネルMOSトランジスタ714のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。そして、PチャネルMOSトランジスタ713は、インバータ715の出力信号をゲート端子に受ける。また、NチャネルMOSトランジスタ714は、モードレジスタ51からの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0221】
PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714は、トランスファゲートTG4を構成する。そして、トランスファゲートTG4は、信号選択回路71からの内部参照電圧VREF2を受ける。
【0222】
モードレジスタ51がLレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力すると、インバータ715は、Lレベルの信号TMVREFを反転したHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ712およびPチャネルMOSトランジスタ713のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ714は、Lレベルの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0223】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714はオフされる。そして、トランスファゲートTG3は、外部から供給された参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0224】
一方、モードレジスタ51がHレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力すると、インバータ715は、Hレベルの信号TMVREFを反転したLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ712およびPチャネルMOSトランジスタ713のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ714は、Hレベルの信号TMVREFをゲート端子に受ける。
【0225】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ711およびNチャネルMOSトランジスタ712はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ713およびNチャネルMOSトランジスタ714はオンされる。そして、トランスファゲートTG4は、参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0226】
このように、信号選択回路71は、モードレジスタ51からの信号TMVREFの論理レベルに応じて、外部から供給された参照電圧VREFまたは参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した参照電圧VREFまたは内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとして出力する。
【0227】
なお、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、信号選択回路71において参照電圧VREFが内部参照電圧INTVREFとして選択されたとき、参照電圧VREFを基準レベルLV(図6参照)として、それぞれ、入力された信号をバッファリングする。
【0228】
また、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、信号選択回路71において内部参照電圧VREF2が内部参照電圧INTVREFとして選択されたとき、内部参照電圧VREF2を基準レベルLV(図6参照)として、それぞれ、入力された信号をバッファリングする。
【0229】
参照電圧VREFは、内部参照電圧VREF2と同じ電圧レベルを有し、DDR−SDRAMにおける通常動作モードに適した参照電圧である。つまり、参照電圧VREFは、その変動幅が±2%程度と小さい電圧である。これは、DDR−SDRAMにおいては、データが100MHz以上の高速で入出力されるので、変動幅の小さい参照電圧VREFを用いてライトイネーブル信号/WE等の各種の制御信号およびクロックCLK,/CLK等をバッファリングする必要があるからである。したがって、参照電圧VREFは、変動幅を小さくして外部から半導体記憶装置101に供給される。
【0230】
一方、内部参照電圧VREF2は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有するが、上述したように外部電源電圧EXTVDDを分圧して発生されるので、外部電源電圧EXTVDDの変動幅の影響を受けやすい。すなわち、外部電源電圧EXTVDDは、その変動幅が1割程度と大きく、その変動幅の大きい外部電源電圧EXTVDDを分圧して発生した内部参照電圧VREF2も、その変動幅が参照電圧VREFに比べ、大きくなる。
【0231】
そうすると、クロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110は、変動幅の大きい内部参照電圧VREF2を基準レベルLVとして、入力された信号等を正確、かつ、高速にバッファリングすることが困難である。
【0232】
そこで、この発明においては、半導体記憶装置101が通常動作モードで動作する場合、参照電圧VREFを用い、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作する場合、内部参照電圧VREF2を用いることとした。
【0233】
したがって、モードレジスタ51は、半導体記憶装置101が通常動作モードで動作される場合、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。そして、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて、外部から供給された参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0234】
また、モードレジスタ51は、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作される場合、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。そして、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて、参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0235】
通常動作モードにおける半導体記憶装置101の動作は、図7および図8において、信号TMDQSを信号TMVREFに代え、信号選択回路70の動作を上述した信号選択回路71の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0236】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置101の動作は、図9および図10において、信号TMDQSを信号TMVREFに代え、信号選択回路70の動作を信号選択回路71の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0237】
なお、実施の形態2においては、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧VREF2は、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0238】
また、Lレベルの信号TMVREFは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMVREFは、「第2の選択信号」に相当する。
【0239】
さらに、半導体記憶装置101は、Hレベルの信号TMVREFまたはLレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置101が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に予め設定され、半導体記憶装置101が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMVREFがモードレジスタ51に予め設定される。
【0240】
半導体記憶装置101が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0241】
一方、半導体記憶装置101が低速動作モードで動作する場合、図16に示すように、参照電圧VREF以外の信号等が入力または入出力される入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、参照電圧VREF用の入出力端子VREFは、低速動作モードにおいて使用されない。
【0242】
実施の形態2によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、参照電圧VREFに代えて内部参照電圧VREF2を選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいて参照電圧VREF用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0243】
[実施の形態3]
図17を参照して、実施の形態3による半導体記憶装置102は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ52に代え、信号選択回路70を信号選択回路72に代えたものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0244】
モードレジスタ52は、信号TMDQSに代えて信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する点がモードレジスタ50と異なる点であり、その他は、モードレジスタ50と同じである。
【0245】
信号選択回路72は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKの論理レベルに応じて、内部参照電圧INTVREFおよびクロック/CLKのいずれか一方を選択し、その選択した内部参照電圧INTVREFまたはクロック/CLKを信号/CLK0としてクロックバッファ20へ出力する。
【0246】
図18を参照して、信号選択回路72は、PチャネルMOSトランジスタ721,723と、NチャネルMOSトランジスタ722,724と、インバータ725とを含む。
【0247】
PチャネルMOSトランジスタ721は、そのソース端子およびドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ722のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。PチャネルMOSトランジスタ721は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ722は、インバータ725の出力信号をゲート端子に受ける。
【0248】
PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722は、トランスファゲートTG5を構成する。そして、トランスファゲートTG5は、外部からクロック/CLKを受ける。
【0249】
PチャネルMOSトランジスタ723は、そのソース端子およびドレイン端子がNチャネルMOSトランジスタ724のソース端子およびドレイン端子に、それぞれ、接続される。PチャネルMOSトランジスタ723は、インバータ725の出力信号をゲート端子に受ける。NチャネルMOSトランジスタ724は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0250】
PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724は、トランスファゲートTG6を構成する。そして、トランスファゲートTG6は、内部参照電圧INTVREFを受ける。
【0251】
モードレジスタ52がLレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力すると、インバータ725は、Lレベルの信号TM/CLKを反転してHレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ722およびPチャネルMOSトランジスタ723のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ724は、Lレベルの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0252】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722はオンされ、PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724はオフされる。そして、トランスファゲートTG5は、クロック/CLKを信号/CLK0として出力する。
【0253】
一方、モードレジスタ52がHレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力すると、インバータ725は、Hレベルの信号TM/CLKを反転してLレベルの信号をNチャネルMOSトランジスタ722およびPチャネルMOSトランジスタ723のゲート端子へ出力する。また、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ724は、Hレベルの信号TM/CLKをゲート端子に受ける。
【0254】
そうすると、PチャネルMOSトランジスタ721およびNチャネルMOSトランジスタ722はオフされ、PチャネルMOSトランジスタ723およびNチャネルMOSトランジスタ724はオンされる。そして、トランスファゲートTG6は、内部参照電圧INTVREFを信号/CLK0として出力する。
【0255】
このように、信号選択回路72は、モードレジスタ52からの信号TM/CLKの論理レベルに応じて、クロック/CLKまたは内部参照電圧INTVREFを選択し、その選択したクロック/CLKまたは内部参照電圧INTVREFを信号/CLK0としてクロックバッファ20へ出力する。
【0256】
なお、実施の形態3においては、クロックバッファ20に含まれる差動増幅回路DFA2は、図19に示すように、信号/CLK0をNチャネルMOSトランジスタ8のゲート端子に受ける。
【0257】
したがって、NチャネルMOSトランジスタ8が信号/CLK0としてクロック/CLKをゲート端子に受ける場合、差動増幅回路DFA2は、上述した動作に従ってクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力する。一方、NチャネルMOSトランジスタ8が信号/CLK0として内部参照電圧INTVREFを受ける場合、差動増幅回路DFA2は、クロックCLKを構成する電圧と内部参照電圧INTVREFとの大小関係に応じて論理レベルが変化するクロックBUFF_/CLKをノードN2から出力し、論理レベルの一定のクロックBUFF_CLKをノードN3から出力する。
【0258】
クロックBUFF_CLKの論理レベルが一定になるのは、差動増幅回路DFA2の出力信号のHレベルまたはLレベルを決定する基準になる電圧が内部参照電圧INTVREFであり、NチャネルMOSトランジスタ8のゲート端子に供給される信号/CLK0も内部参照電圧INTVREFであるからである。
【0259】
したがって、クロックバッファ20は、信号選択回路72から信号/CLK0として内部参照電圧INTVREFを受けるとき、周期信号としてクロックBUFF_/CLKのみを出力する。
【0260】
このように、クロックバッファ20は、信号選択回路72がクロック/CLKを選択したとき、相互に相補な2つのクロックBUFF_CLK,BUFF_/CLKを出力し、信号選択回路72が内部参照電圧INTVREFを選択したとき、1つのクロックBUFF_/CLKを出力する。
【0261】
そうすると、DLL80は、クロックバッファ20からのクロックBUFF_/CLKに基づいて周期信号DLLCLK_Nを生成し、その生成した周期信号DLLCLK_NをI/Oバッファ90およびQSバッファ110へ出力する。
【0262】
したがって、モードレジスタ52は、半導体記憶装置102が通常動作モードで動作される場合、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。そして、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて、外部から供給されたクロック/CLKを選択し、その選択したクロック/CLKをクロックバッファ20へ出力する。
【0263】
また、モードレジスタ52は、半導体記憶装置102が低速動作モードで動作される場合、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。そして、信号選択回路71は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて、内部参照電圧INTVREFを選択し、その選択した内部参照電圧INTVREFをクロックバッファ20へ出力する。
【0264】
通常動作モードにおける半導体記憶装置102の動作は、図7および図8において、信号TMDQSを信号TM/CLKに代え、信号選択回路70の動作を上述した信号選択回路72の動作に代えたものであり、その他は、実施の形態1において説明したとおりである。
【0265】
図20および図21を参照して、低速動作モードにおける半導体記憶装置102の動作について説明する。
【0266】
半導体記憶装置102が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ52は、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。したがって、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて、入出力端子VREFから入力された参照電圧VREFと電圧レベルが同じ内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0267】
図20を参照して、低速動作モードにおけるデータの書込動作について説明する。なお、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置102に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、信号選択回路72およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0268】
データの書込動作が開始されると、クロックCLKおよびクロックイネーブル信号CKEが外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、モードレジスタ52は、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0269】
そうすると、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。クロックバッファ20は、クロックCLKをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックBUFF_/CLKをアドレスバッファ10、制御信号バッファ30、制御回路40およびDLL80へ出力する。また、クロックバッファ20は、差動増幅回路DFA1によってクロックイネーブル信号CKEをバッファリングし、そのバッファリングしたクロックイネーブル信号CKEを制御回路40へ出力する。
【0270】
また、Lレベルのチップセレクト信号/CSが外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのチップセレクト信号/CSをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのチップセレクト信号/CSをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0271】
そして、制御回路40は、クロックBUFF_/CLKのある立上りにおいてクロックイネーブル信号CKEがHレベルかLレベルかを判定する。この場合、クロックイネーブル信号CKEはHレベルであるので、制御回路40は、クロックBUFF_/CLKの次の立上りにおいてLレベルのチップセレクト信号/CSを有効と見なし、半導体記憶装置102を選択状態にする。
【0272】
その後、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から半導体記憶装置102に供給され、制御信号バッファ30は、Lレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、制御信号バッファ30は、バッファリングしたLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを制御回路40へ出力する。
【0273】
そうすると、制御回路40は、制御信号バッファ30からのLレベルのライトイネーブル信号/WE、Hレベルのロウアドレスストローブ信号/RASおよびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASに応じて、データの書込モードを認識する。
【0274】
一方、書込モードにおいては、モードレジスタ52は、DLL80の出力を不活性化するように制御回路40に指示し、制御回路40は、モードレジスタ52からの指示に応じてDLL80の出力を不活性化する。
【0275】
その後、バンクアドレスBA0,1が外部から半導体記憶装置102に供給される。そして、アドレスバッファ10は、バンクアドレスBA0,1をバッファリングし、そのバッファリングしたバンクアドレスBA0,1をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0276】
制御回路40は、アドレスバッファ10からのバンクアドレスBA0,1に基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64から1つのバンクを選択する。
【0277】
そして、ロウアドレスストローブ信号/RASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置102に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。また、Lレベルのロウアドレスストローブ信号/RASが外部から半導体記憶装置102に供給され、制御信号バッファ30は、上述した動作によってLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのロウアドレスストローブ信号/RASをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0278】
制御回路40は、内部コマンドデコーダ(図示せず)がLレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、Hレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASおよびHレベルのライトイネーブル信号/WEを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をロウアドレスXと見なし、そのロウアドレスXをクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0279】
その後、コラムアドレスストローブ信号/CASがHレベルからLレベルに切換わるタイミングに同期してアドレスA0−A12が外部から半導体記憶装置102に供給され、アドレスバッファ10は、アドレスA0−A12をバッファリングし、そのバッファリングしたアドレスA0−A12をクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0280】
また、Lレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASが外部から入力され、制御信号バッファ30は、内部参照電圧INTVREFを用いてLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをバッファリングし、そのバッファリングしたLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASをクロックBUFF_/CLKに同期して制御回路40へ出力する。
【0281】
制御回路40は、コマンドデコーダがHレベルのロウアドレスストローブ信号/RAS、およびLレベルのコラムアドレスストローブ信号/CASを認識するタイミングで、アドレスバッファ10から受けたアドレスA0−A12をコラムアドレスYと見なし、そのコラムアドレスYをクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0282】
また、QSバッファ110は、データストローブ信号DQSを内部参照電圧INTVREFを用いてバッファリングする。そして、QSバッファ110は、バッファリングした内部データストローブ信号INTDQSをI/Oバッファ90へ出力する。
【0283】
I/Oバッファ90は、データストローブ信号DQSの立上りに同期して書込データDQWL2を入出力端子DQ0−DQ7から受け、その受けた書込データDQWL2をバッファリングする。そして、I/Oバッファ90は、バッファリングした書込データDQWL2をQSバッファ110からの内部データストローブ信号INTDQSの立上りに同期してメモリセルアレイ60の選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)へ出力する。
【0284】
そして、メモリセルアレイ60においては、ロウデコーダ610は、制御回路40からのロウアドレスXをデコードし、そのデコードしたロウアドレスXをワード線ドライバ620へ出力する。ワード線ドライバ620は、デコードされたロウアドレスXによって指定されたワード線WLiを活性化する。
【0285】
また、コラムデコーダ630は、制御回路40からのコラムアドレスYをデコードし、そのデコードしたコラムアドレスYによって指定されたビット線対BLj,/BLjを活性化する。そして、書込データDQWL2は、センスアンプ640を介して活性化されたワード線WLiとビット線対BLj,/BLjとによって指定されたメモリセルMCに書込まれる。
【0286】
このように、低速動作モードにおいては、書込データDQWL2は、データストローブ信号DQSの立上りに同期して半導体記憶装置102に入力され、内部データストローブ信号INTDQSの立上りに同期してメモリセルMCに書込まれる。
【0287】
次に、図21を参照して、低速動作モードにおけるメモリセルMCからのデータの読出動作について説明する。なお、読出動作においても、参照電圧VREFが外部から半導体記憶装置102に供給され、クロックバッファ20、制御信号バッファ30、信号選択回路72およびQSバッファ110は、参照電圧VREFと同じ電圧レベルを有する内部参照電圧INTVREFを受けていることを前提とする。
【0288】
読出動作が開始されてから、メモリセルアレイ60に含まれるバンク61〜64のいずれかが選択され、その選択されたバンク(バンク61〜64のいずれか)のワード線WLiおよびビット線対BLj,/BLjが活性化されるまでの動作は、上述した書込動作の場合と同じである。
【0289】
その後、データが活性化されたメモリセルMCから読出され、メモリセルアレイ60に含まれるセンスアンプ640は、読出データDQRL2を増幅してデータバスBS2を介してI/Oバッファ90へ出力する。
【0290】
また、制御回路40は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRL2を入出力端子DQ0−DQ7へ出力するようにI/Oバッファ90を制御する。
【0291】
そうすると、I/Oバッファ90は、モードレジスタ52によって設定されたキャスレイテンシCL(図21に示す場合はCAL=2.0)によるタイミングで、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期して読出データDQRL2を入出力端子DQ0−DQ7へ出力する。また、QSバッファ110は、DLL80からの周期信号DLLCLK_Nを入出力端子DQSへ直接出力する。
【0292】
このように、半導体記憶装置102の低速動作モードにおいては、データがクロックBUFF_/CLKに同期してメモリセルMCから読出され、読出データDQRL2は、半導体記憶装置102の内部で生成された周期信号DLLCLK_Nに同期して外部へ出力される。
【0293】
したがって、半導体記憶装置102は、Hレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52から信号選択回路72へ出力されると、データストローブ信号DQSまたは周期信号DLLCLK_Nの立上りに同期してデータのメモリセルMCへの書込および読出を行なう。つまり、データは、通常動作モードよりも遅い速度で半導体記憶装置102へ書込まれ、かつ、読出される。
【0294】
なお、実施の形態3においては、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧INTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第2の信号に相当する。
【0295】
また、Lレベルの信号TM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0296】
さらに、半導体記憶装置102は、Hレベルの信号TM/CLKまたはLレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置102が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に予め設定され、半導体記憶装置102が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TM/CLKがモードレジスタ52に予め設定される。
【0297】
半導体記憶装置102が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0298】
一方、半導体記憶装置102が低速動作モードで動作する場合、図22に示すように、クロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、相補クロック/CLK用の入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0299】
その他は、実施の形態1と同じである。
実施の形態3によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路を備え、低速動作モードにおいてクロック/CLK用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を従来よりも増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、従来よりもコストを削減できる。
【0300】
[実施の形態4]
図23を参照して、実施の形態4による半導体記憶装置103は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ53に代え、信号選択回路71および参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0301】
モードレジスタ53は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0302】
信号選択回路71および参照電圧発生回路120については、実施の形態2において説明したとおりである。
【0303】
半導体記憶装置103が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ53は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0304】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0305】
一方、半導体記憶装置103が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ53は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力する。
【0306】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。
【0307】
通常動作モードにおける半導体記憶装置103の動作は、Lレベルを保持する信号TMVREFを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置103の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態2の通常動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0308】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置103の動作は、Hレベルを保持する信号TMVREFを図9および図10に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置103の低速動作モードにおける動作は、実施の形態1における低速動作モードにおける動作に、実施の形態2の低速動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0309】
なお、実施の形態4においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧VREF2は、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0310】
また、Lレベルの信号TMDQSおよびTMVREFは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREFは、「第2の選択信号」に相当する。
【0311】
このように、実施の形態4においては、半導体記憶装置103の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0312】
さらに、半導体記憶装置103は、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREF、またはLレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置103が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に予め定され、半導体記憶装置103が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSおよびTMVREFがモードレジスタ53に予め設定される。
【0313】
半導体記憶装置103が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0314】
一方、半導体記憶装置103が低速動作モードで動作する場合、図24に示すように、データストローブ信号DQSおよび参照電圧VREF以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQSおよび参照電圧VREF用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0315】
なお、信号選択回路70および信号選択回路71は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0316】
また、信号選択回路70および信号選択回路71は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0317】
その他は、実施の形態1および実施の形態2と同じである。
実施の形態4によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、参照電圧VREFに代えて内部で発生された内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子および参照電圧用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0318】
[実施の形態5]
図25を参照して、実施の形態5による半導体記憶装置104は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ54に代え、信号選択回路72を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0319】
モードレジスタ54は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0320】
信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。半導体記憶装置104が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ54は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0321】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0322】
一方、半導体記憶装置104が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ54は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0323】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0324】
通常動作モードにおける半導体記憶装置104の動作は、Lレベルを保持する信号TM/CLKを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置104の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0325】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置104へのデータの書込動作は、図26に示すタイミングチャートに従って行なわれる。図26に示すタイミングチャートは、図9に示すタイミングチャートにHレベルを保持する信号TM/CLKを追加し、クロック/CLKおよびBUFF_CLKを削除したタイミングチャートである。
【0326】
したがって、半導体記憶装置103の低速動作モードにおけるデータの書込動作は、実施の形態1の低速動作モードにおける動作に、実施の形態3の低速動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0327】
さらに、低速動作モードにおける半導体記憶装置104からのデータの読出動作は、図27に示すタイミングチャートに従って行なわれる。図27に示すタイミングチャートは、図10に示すタイミングチャートにHレベルを保持する信号TM/CLKを追加し、クロック/CLKおよびBUFF_CLKを削除したタイミングチャートである。
【0328】
したがって、半導体記憶装置103の低速動作モードにおけるデータの読出動作は、実施の形態1の低速動作モードにおけるI/Oバッファ90の動作を実施の形態3におけるI/Oバッファ90の動作に代え、実施の形態3の低速動作モードにおける信号選択回路72の動作を追加したものである。
【0329】
なお、実施の形態5においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧INTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第2の信号に相当する。
【0330】
また、Lレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0331】
このように、実施の形態5においては、半導体記憶装置104の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0332】
さらに、半導体記憶装置104は、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLK、またはLレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置104が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に予め設定され、半導体記憶装置104が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQSおよびTM/CLKがモードレジスタ54に予め設定される。
【0333】
半導体記憶装置104が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0334】
一方、半導体記憶装置104が低速動作モードで動作する場合、図28に示すように、データストローブ信号DQSおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQSおよび相補クロック/CLK用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0335】
なお、信号選択回路70および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0336】
また、信号選択回路70および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0337】
その他は、実施の形態1および実施の形態3と同じである。
実施の形態5によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0338】
[実施の形態6]
図29を参照して、実施の形態6による半導体記憶装置105は、半導体記憶装置101のモードレジスタ51をモードレジスタ55に代え、信号選択回路72を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置101と同じである。
【0339】
モードレジスタ55は、モードレジスタ51の機能に加え、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。
【0340】
つまり、半導体記憶装置105は、実施の形態2による半導体記憶装置101と実施の形態3による半導体記憶装置102とを組合わせたものである。
【0341】
半導体記憶装置105が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ55は、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0342】
信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択し、その選択した参照電圧VREFを内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0343】
一方、半導体記憶装置105が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ55は、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路72へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0344】
信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択し、その選択した内部参照電圧VREF2を内部参照電圧INTVREFとしてクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0345】
通常動作モードにおける半導体記憶装置105の動作は、図7および図8に示すタイミングチャートにおいてLレベルを保持する信号TMDQSを、Lレベルを保持する信号TM/CLKおよび信号TMVREFに代えたタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置105の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおいて、信号選択回路70の動作を実施の形態2の通常動作モードにおける信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とに代えたものである。
【0346】
低速動作モードにおける半導体記憶装置105の動作は、図20および図21に示すタイミングチャートに、Lレベルを保持する信号TMVREFを追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置105の低速動作モードにおける動作は、実施の形態3の低速動作モードにおいて、実施の形態2の低速動作モードにおける信号選択回路71の動作を追加したものである。
【0347】
なお、実施の形態6においては、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、内部参照電圧VREF2およびINTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0348】
また、Lレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0349】
このように、実施の形態6においては、半導体記憶装置105の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた2つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた2つの信号を選択することを特徴とする。
【0350】
さらに、半導体記憶装置105は、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLK、またはLレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置105が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に予め設定され、半導体記憶装置105が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMVREFおよびTM/CLKがモードレジスタ55に予め設定される。
【0351】
半導体記憶装置105が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0352】
一方、半導体記憶装置105が低速動作モードで動作する場合、図30に示すように、参照電圧VREFおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、参照電圧VREFおよび相補クロック/CLK用の2つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0353】
なお、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0354】
また、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0355】
その他は、実施の形態1〜実施の形態3と同じである。
実施の形態6によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、参照電圧VREFに代えて内部参照電圧VREF2を選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいて参照電圧用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0356】
[実施の形態7]
図31を参照して、実施の形態7による半導体記憶装置106は、半導体記憶装置100のモードレジスタ50をモードレジスタ56に代え、信号選択回路71,72および参照電圧発生回路120を追加したものであり、その他は、半導体記憶装置100と同じである。
【0357】
モードレジスタ56は、モードレジスタ50の機能に加え、信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0358】
信号選択回路71および参照電圧発生回路120については、実施の形態2において説明したとおりである。また、信号選択回路72については、実施の形態3において説明したとおりである。
【0359】
半導体記憶装置106が通常動作モードで動作する場合、モードレジスタ56は、Lレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Lレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Lレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0360】
信号選択回路70は、Lレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子DQSからのデータストローブ信号DQSを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Lレベルの信号TMVREFに応じて入出力端子VREFからの参照電圧VREFを選択してクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。さらに、信号選択回路72は、Lレベルの信号TM/CLKに応じて入出力端子/CLKからのクロック/CLKを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0361】
一方、半導体記憶装置106が低速動作モードで動作する場合、モードレジスタ56は、Hレベルの信号TMDQSを信号選択回路70へ出力し、Hレベルの信号TMVREFを信号選択回路71へ出力し、Hレベルの信号TM/CLKを信号選択回路72へ出力する。
【0362】
信号選択回路70は、Hレベルの信号TMDQSに応じて入出力端子CLKからのクロックCLKを選択してQSバッファ110へ出力する。また、信号選択回路71は、Hレベルの信号TMVREFに応じて参照電圧発生回路120からの内部参照電圧VREF2を選択してクロックバッファ20、制御信号バッファ30およびQSバッファ110へ出力する。さらに、信号選択回路72は、Hレベルの信号TM/CLKに応じて信号選択回路71からの内部参照電圧INTVREFを選択してクロックバッファ20へ出力する。
【0363】
通常動作モードにおける半導体記憶装置106の動作は、Lレベルを保持する信号TMVREFおよびTM/CLKを図7および図8に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置106の通常動作モードにおける動作は、実施の形態1の通常動作モードにおける動作に、実施の形態2の通常動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とを追加したものである。
【0364】
また、低速動作モードにおける半導体記憶装置106の動作は、Hレベルを保持する信号TMVREFを図26および図27に追加したタイミングチャートに従って行なわれる。すなわち、半導体記憶装置106の低速動作モードにおける動作は、実施の形態1における低速動作モードにおける動作に、実施の形態2の低速動作モードにおける参照電圧発生回路120および信号選択回路71の動作と実施の形態3の通常動作モードにおける信号選択回路72の動作とを追加したものである。
【0365】
なお、実施の形態7においては、データストローブ信号DQSは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子DQS)から受けた第1の信号に相当し、参照電圧VREFは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子VREF)から受けた第1の信号に相当し、クロック/CLKは、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子(入出力端子/CLK)から受けた第1の信号に相当し、クロックCLKは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子CLK)から受けた第2の信号に相当し、内部参照電圧VREF2およびINTVREFは、低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子(入出力端子EXTVDD)から受けた第2の信号に相当する。
【0366】
また、Lレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKは、「第1の選択信号」に相当し、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKは、「第2の選択信号」に相当する。
【0367】
このように、実施の形態7においては、半導体記憶装置106の低速動作モード時、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子を介して入力される3つの信号に代えて低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子を介して入力される3つの信号を選択することを特徴とする。
【0368】
さらに、半導体記憶装置106は、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLK、またはLレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に設定された状態で出荷される。つまり、半導体記憶装置106が通常動作モードで使用される場合、Lレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に予め設定され、半導体記憶装置106が低速動作モードで使用される場合、Hレベルの信号TMDQS,TMVREF,TM/CLKがモードレジスタ56に予め設定される。
【0369】
半導体記憶装置106が通常動作モードで動作する場合、図11に示すように、チップセレクト信号/CS等の制御信号、アドレスA0−A12、バンクアドレスBA0,1、外部電源電圧EXTVREFおよび参照電圧VREF等が入力または入出力される全ての入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。
【0370】
一方、半導体記憶装置106が低速動作モードで動作する場合、図32に示すように、データストローブ信号DQS、参照電圧VREFおよびクロック/CLK以外の信号等に対応する入出力端子がワイヤWREに接続され、使用される。つまり、データストローブ信号DQS、参照電圧VREFおよび相補クロック/CLK用の3つの入出力端子は、低速動作モードにおいて使用されない。
【0371】
なお、信号選択回路70、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路を構成する。
【0372】
また、信号選択回路70、信号選択回路71および信号選択回路72は、通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた複数の第1の信号と低速動作モードおよび通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた複数の第2の信号とのうち、いずれか一方の複数の信号を選択する信号選択回路を構成する。
【0373】
その他は、実施の形態1〜実施の形態3と同じである。
実施の形態7によれば、半導体記憶装置は、低速動作モードにおいては、データストローブ信号DQSに代えてクロックCLKを選択する信号選択回路と、参照電圧VREFに代えて内部で発生された内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路と、クロック/CLKに代えて内部参照電圧INTVREFを選択する信号選択回路とを備え、低速動作モードにおいてデータストローブ信号用の入出力端子、参照電圧用の入出力端子および相補クロック用の入出力端子は使用されないので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数をさらに増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストをさらに削減できる。
【0374】
上記の実施の形態1〜実施の形態7においては、DDR−SDRAMを例にして、DDR−SDRAMの通常動作において使用されるデータストローブ信号DQS、外部から供給される参照電圧VREF、および相補クロック/CLKを、低速動作モードにおいて、それぞれ、クロックCLK、内部参照電圧VREF2、および内部参照電圧INTVREFに代えると説明したが、この発明は、これに限らず、通常動作モードにおいて使用される信号および/または電圧を低速動作モードにおいて使用される信号および/または電圧に代えるものであれば、どのようなものでもよい。また、低速動作モードにおいて代える信号および/または電圧の数も、1〜3個に限られず、それ以上であってもよい。
【0375】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0376】
【発明の効果】
この発明によれば、半導体記憶装置は、低速動作モード時、通常動作モード時よりも少ない入出力端子が使用されるので、低速テスター評価、生産テスト、および低速システムにおいて、同時にテストできる半導体記憶装置の個数を増加できる。また、半導体記憶装置を低速動作モードで使用するユーザは、コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図2】図1に示すメモリセルアレイのブロック図である。
【図3】図1に示す信号選択回路の回路図とQSバッファのブロック図である。
【図4】図1に示すクロックバッファ、制御信号バッファおよびQSバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図5】図1に示すクロックバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図6】図1に示すクロックバッファ、制御信号バッファおよびQSバッファにおいて処理される信号のタイミングチャートである。
【図7】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図8】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図9】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図10】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図11】図1に示す半導体記憶装置の通常動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図12】図1に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図13】実施の形態2による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図14】図13に示す参照電圧発生回路の回路図である。
【図15】図13に示す信号選択回路の回路図である。
【図16】図13に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図17】実施の形態3による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図18】図17に示す信号選択回路の回路図である。
【図19】図17に示すクロックバッファに含まれる差動増幅回路の回路図である。
【図20】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図21】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図22】図17に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図23】実施の形態4による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図24】図23に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図25】実施の形態5による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図26】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図27】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図28】図25に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図29】実施の形態6による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図30】図29に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図31】実施の形態7による半導体記憶装置の概略ブロック図である。
【図32】図31に示す半導体記憶装置の低速動作モードにおける使用状態を示す平面図である。
【図33】従来のDDR−SDRAMの概略ブロック図である。
【図34】図33に示すDDR−SDRAMにおけるデータの書込動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【図35】図33に示すDDR−SDRAMにおけるデータの読出動作を説明するための信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1,2,5,6,701,703,711,713,721,723 PチャネルMOSトランジスタ、3,4,7,8,702,704,712,714,722,724 NチャネルMOSトランジスタ、10,210 アドレスバッファ、20,220 クロックバッファ、30,230 制御信号バッファ、40,240 制御回路、50〜56,250 モードレジスタ、60,260 メモリセルアレイ、61〜64 バンク、70〜72 信号選択回路、80,270 DLL、90,280 I/Oバッファ、100〜106 半導体記憶装置、110,290 QSバッファ、120 参照電圧発生回路、121,122 抵抗、200 DDR−SDRAM、610 ロウデコーダ、620 ワード線ドライバ、630 コラムデコーダ、640 センスアンプ、650 メモリアレイ、651〜65m イコライズ回路、705,715,725 インバータ、WL1〜WLn ワード線、BL1,/BL1〜BLm,/BLm ビット線対、MC メモリセル、BS1,BS2 データバス、TG1,TG2,TG3,TG4,TG5,TG6 トランスファゲート、DFA1,DFA2 差動増幅回路、WRE ワイヤ、N1〜N4 ノード、VDD 電源ノード、GND 接地ノード。
Claims (16)
- データの書込および読出を周期的に行なう通常動作モードと、前記通常動作モードよりも遅い速度で前記データの書込および読出を周期的に行なう低速動作モードとのうち、いずれか一方の動作モードで動作する半導体記憶装置であって、
データを記憶する複数のメモリセルと、
前記通常動作モードにおいてのみ使用される入出力端子から受けた第1の信号と前記低速動作モードおよび前記通常動作モードの両方において使用される入出力端子から受けた第2の信号とのうち、いずれか一方を選択する信号選択回路と、
前記信号選択回路において前記第2の信号が選択されたとき、前記低速動作モードに従って前記複数のメモリセルへの前記データの書込および/または読出を前記選択された第2の信号を用いて行ない、前記信号選択回路において前記第1の信号が選択されたとき、前記通常動作モードに従って前記複数のメモリセルへの前記データの書込および/または読出を前記選択された第1の信号を用いて行なう周辺回路とを備え、
前記信号選択回路は、前記通常動作モード時、前記第1の信号を選択し、前記低速動作モード時、前記第2の信号を選択する、半導体記憶装置。 - 前記通常動作モードにおいて、第1の選択信号を前記信号選択回路へ出力し、前記低速動作モードにおいて、第2の選択信号を前記信号選択回路へ出力するモード設定回路をさらに備え、
前記信号選択回路は、前記第1の選択信号に基づいて前記第1の信号を選択し、前記第2の選択信号に基づいて前記第2の信号を選択する、請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1および第2の選択信号のうち、いずれか一方の選択信号は、前記モード設定回路に予め設定される、請求項2に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、前記第1の選択信号に応じて、前記通常動作モードにおいてのみ使用される1つの前記第1の信号を選択し、前記第2の選択信号に応じて、前記低速動作モードおよび前記通常動作モードの両方において使用される1つの前記第2の信号を選択する、請求項2に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、前記第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記第1の周期信号を選択し、
前記周辺回路は、
前記信号選択回路において前記第2の周期信号が選択されたとき、前記第2の周期信号の立上りに同期して前記書込データを前記複数のメモリセルに書込み、前記内部周期信号の立上りに同期して前記複数のメモリセルからデータを読出し、
前記信号選択回路において前記第1の周期信号が選択されたとき、前記第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して前記書込データを前記複数のメモリセルに書込み、前記内部同期信号の立上りおよび立下りに同期して前記複数のメモリセルからデータを読出す、請求項4に記載の半導体記憶装置。 - 前記信号選択回路は、外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記外部参照電圧に代えて前記内部参照電圧を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記内部参照電圧に代えて前記外部参照電圧を選択し、
前記周辺回路は、
前記信号選択回路において前記内部参照電圧が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記データの前記複数のメモリセルへの書込および読出を行ない、
前記信号選択回路において前記外部参照電圧が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記データの前記複数のメモリセルへの書込および読出を行なう、請求項4に記載の半導体記憶装置。 - 外部電源電圧に基づいて前記内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を前記信号選択回路へ出力する参照電圧発生回路をさらに備える、請求項6に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記参照信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記参照信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、
前記周辺回路は、
前記信号選択回路において前記参照電圧が選択されたとき、前記第1の周期信号の立上りに同期して前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出を行ない、
前記信号選択回路において前記第2の周期信号が選択されたとき、前記第1および第2の周期信号の立上りに同期して前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出を行なう、請求項4に記載の半導体記憶装置。 - 前記信号選択回路は、前記第1の選択信号に応じて、前記通常動作モードにおいてのみ使用される複数の前記第1の信号を選択し、前記第2の選択信号に応じて、前記低速動作モードおよび前記通常動作モードの両方において使用される複数の前記第2の信号を選択する、請求項2に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、
書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、前記第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記第1の周期信号を選択する第1の信号選択回路と、
外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記外部参照電圧に代えて前記内部参照電圧を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記内部参照電圧に代えて前記外部参照電圧を選択する第2の信号選択回路とを含み、
前記周辺回路は、
前記第1の信号選択回路において前記第2の周期信号が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記内部参照電圧が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記第2の周期信号の立上りに同期した前記書込データの前記複数のメモリセルへの書込、および前記内部同期信号の立上りに同期した前記複数のメモリセルからのデータの読出を行ない、
前記第1の信号選択回路において前記第1の周期信号が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記外部参照電圧が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した前記書込データの前記複数のメモリセルへの書込、および前記内部同期信号の立上りおよび立下りに同期した前記複数のメモリセルからのデータの読出を行なう、請求項9に記載の半導体記憶装置。 - 外部電源電圧に基づいて前記内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を前記第2の信号選択回路へ出力する参照電圧発生回路をさらに備える、請求項10に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、
書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、前記第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記第1の周期信号を選択する第1の信号選択回路と、
前記第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第3の周期信号に代えて前記参照信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記参照信号に代えて前記第3の周期信号を選択する第2の信号選択回路とを含み、
前記周辺回路は、
前記第1の信号選択回路において前記第2の周期信号が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記参照信号が選択されたとき、前記第2の周期信号の立上りに同期して前記書込データを前記複数のメモリセルに書込み、前記第2の周期信号の立上りに同期して前記複数のメモリセルからデータを読出し、
前記第1の信号選択回路において前記第1の周期信号が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記第3の周期信号が選択されたとき、前記第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期して前記書込データを前記複数のメモリセルに書込み、前記第2および第3の周期信号の立上りに同期して前記複数のメモリセルからデータを読出す、請求項9に記載の半導体記憶装置。 - 前記信号選択回路は、
外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記外部参照電圧に代えて前記内部参照電圧を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記内部参照電圧に代えて前記外部参照電圧を選択する第1の信号選択回路と、
第1の周期信号と相補な第2の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記参照信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記参照信号に代えて前記第2の周期信号を選択する第2の信号選択回路とを含み、
前記周辺回路は、
前記第1の信号選択回路において前記内部参照電圧が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記参照信号が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記内部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて前記第1の周期信号の立上りに同期した前記複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行ない、
前記第1の信号選択回路において前記外部参照電圧が選択され、かつ、前記第2の信号選択回路において前記第2の周期信号が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記外部参照電圧を用いて取込み、その取込んだ信号を用いて前記第1および第2の周期信号の立上りに同期した前記複数のメモリセルへのデータの書込および読出を行なう、請求項9に記載の半導体記憶装置。 - 外部電源電圧に基づいて前記内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を前記第1の信号選択回路へ出力する参照電圧発生回路をさらに備える、請求項13に記載の半導体記憶装置。
- 前記信号選択回路は、
書込データを当該半導体記憶装置に取込むための第1の周期信号と、前記第1の周期信号と同じ周波数を有する内部周期信号を生成するための第2の周期信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第1の周期信号に代えて前記第2の周期信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記第2の周期信号に代えて前記第1の周期信号を選択する第1の信号選択回路と、
外部参照電圧と内部参照電圧とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記外部参照電圧に代えて前記内部参照電圧を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記内部参照電圧に代えて前記外部参照電圧を選択する第2の信号選択回路と、
前記第2の周期信号と相補な第3の周期信号と、参照電圧からなる参照信号とを受け、前記モード設定回路からの前記第2の選択信号に応じて前記第3の周期信号に代えて前記参照信号を選択し、前記モード設定回路からの前記第1の選択信号に応じて前記参照信号に代えて前記第3の周期信号を選択する第3の信号選択回路とを含み、
前記周辺回路は、
前記第1の信号選択回路において前記第2の周期信号が選択され、前記第2の信号選択回路において前記内部参照電圧が選択され、さらに、前記第3の信号選択回路において前記参照信号が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記内部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記第2の周期信号の立上りに同期した前記書込データの前記複数のメモリセルへの書込および読出を行ない、
前記第1の信号選択回路において前記第1の周期信号が選択され、前記第2の信号選択回路において前記外部参照電圧が選択され、さらに、前記第3の信号選択回路において前記第3の周期信号が選択されたとき、前記複数のメモリセルへの前記データの書込および読出に必要な信号を前記外部参照電圧を用いて当該半導体記憶装置に取込み、その取込んだ信号を用いて前記第1の周期信号の立上りおよび立下りに同期した前記書込データの前記複数のメモリセルへの書込、および前記第2および第3の同期信号の立上りに同期した前記複数のメモリセルからのデータの読出を行なう、請求項9に記載の半導体記憶装置。 - 外部電源電圧に基づいて前記内部参照電圧を発生し、その発生した内部参照電圧を前記第2の信号選択回路へ出力する参照電圧発生回路をさらに備える、請求項15に記載の半導体記憶装置。
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