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JPH07134896A - 半導体メモリ装置のバッファ回路 - Google Patents

半導体メモリ装置のバッファ回路

Info

Publication number
JPH07134896A
JPH07134896A JP6172432A JP17243294A JPH07134896A JP H07134896 A JPH07134896 A JP H07134896A JP 6172432 A JP6172432 A JP 6172432A JP 17243294 A JP17243294 A JP 17243294A JP H07134896 A JPH07134896 A JP H07134896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
signal
logic
gate
buffer circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6172432A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadaaki Yamauchi
忠昭 山内
Hiroshi Hamaide
啓 浜出
Kiichi Morooka
毅一 諸岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6172432A priority Critical patent/JPH07134896A/ja
Priority to KR1019940023061A priority patent/KR0136894B1/ko
Priority to US08/305,632 priority patent/US5469402A/en
Publication of JPH07134896A publication Critical patent/JPH07134896A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/06Address interface arrangements, e.g. address buffers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/408Address circuits
    • G11C11/4082Address Buffers; level conversion circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/18Address timing or clocking circuits; Address control signal generation or management, e.g. for row address strobe [RAS] or column address strobe [CAS] signals

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 行アドレスバッファ回路に含まれるラッチを
構成しているインバータの基板効果を小さくして高速化
し、列アドレスバッファ回路において電源投入中の貫通
電流を抑える。 【構成】 行アドレスバッファ回路20eのインバータ
20c,20dにnMOSトランジスタ24,25と3
0,31を直列接続し、nMOSトランジスタ24のゲ
ートに外部行アドレス信号1を入力し、nMOSトラン
ジスタ25と31のゲートに遅延活性化信号φ2を入力
し、nMOSトランジスタ30のゲートを接地し、遅延
活性化信号φ2によってnMOSトランジスタ25,3
1を完全に導通させ、オン抵抗を小さくすることによ
り、内部アドレス信号を速く出力する。列アドレスバッ
ファ回路では、ZCAS信号をNORゲート52で受
け、待機時に外部列アドレス信号1をNANDゲート4
4で受け、貫通電流が流れるのを阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体メモリ装置に関
し、特に、外部信号を受けるバッファ回路を内蔵したD
RAMのような半導体メモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のDRAMの全体の構成を示
すブロック図である。図6において、クロック発生回路
101は、外部から与えられるTTLレベルのZRAS
信号およびZCAS信号とに応じて、CMOSレベルの
クロック信号を発生する。ゲート回路102には、外部
から与えられるTTLレベルのZWE信号とクロック発
生回路101から出力されたクロック信号とが与えら
れ、ゲート回路102はこれらの信号に応じて、入力バ
ッファ103と出力バッファ104とに制御信号を与え
る。アドレスバッファ回路110は外部から与えられる
TTLレベルのアドレス信号A0 ,A1 …An に基づい
て、CMOSレベルの行アドレス信号INXを出力する
行アドレスバッファ回路とCMOSレベルの列アドレス
信号INYを出力する列アドレスバッファ回路を含む。
行アドレス信号は行デコーダ105に与えられ、列アド
レス信号はラッチ回路111にラッチされた後に列デコ
ーダ106に与えられる。行デコーダ105は行アドレ
ス信号をデコードしてメモリセルアレイ109の行アド
レスを指定し、列デコーダ106は列アドレス信号をデ
コードしてメモリセルアレイ109の列アドレスを指定
する。
【0003】入力バッファ103にはTTLレベルのデ
ータが与えられ、入出力制御回路108は外部から入力
バッファ103を介して与えられるデータをアドレス指
定されたメモリセルに書込み、またはアドレス指定され
たメモリセルからデータを読出し、ドライバ107から
出力バッファ104を介して外部に出力する。出力バッ
ファ104は外部から与えられるTTLレベルのZOE
信号によって活性化される。ここで、TTLレベルは
“L”レベルでは0.8Vになり、“H”レベルでは
2.0Vの電位となり、CMOSレベルは“L”レベル
では0Vになり、“H”レベルでは電源電位Vccにな
る。
【0004】図7は図6に示した行アドレスバッファ回
路の一例を示す回路図である。図7において、電源リセ
ット信号発生回路1は図6のクロック発生回路101に
含まれていて、電源が投入されたことに応じてパワーオ
ンリセット(ZPOR)信号を発生する。すなわち、電
源リセット信号発生回路1は電源Vccと接地間に接続
される抵抗R2とコンデンサC3と、その接続点に接続
されるCMOSのインバータ4および5を含む。電源リ
セット信号発生回路1から出力されたCMOSレベルの
ZPOR信号はCMOSのインバータ6で反転され、C
MOSのNORゲート51の一方入力端に与えられる。
NORゲート51の他方入力端にはZRAS信号が与え
られ、NORゲート51は電源が投入されるまでZRA
S信号が内部に取込まれるのを阻止し、ZPOR信号が
“L”レベルになったことに応じてZRAS信号を出力
する。NORゲート51の出力はインバータ8,9で遅
延され、活性化信号φ1として出力される。この活性化
信号φ1は行アドレスバッファ回路20と遅延回路10
とに与えられる。遅延回路10はCMOSのインバータ
11,14とpMOSキャパシタ12とnMOSキャパ
シタ13とを含み、活性化信号φ1を一定時間遅延す
る。この遅延遅延出力はCMOSのインバータ15で反
転され、CMOSレベルの遅延活性化信号φ2として出
力され、行アドレスバッファ回路20に与えられる。
【0005】行アドレスバッファ回路20は、2つのイ
ンバータ20a,20bの入力と出力とを交互に接続し
てラッチ回路が構成され、一方のインバータ20aはp
MOSトランジスタ21と22およびnMOSトランジ
スタ23,24,25,26とを含み、他方のインバー
タ20bはpMOSトランジスタ27と28およびnM
OSトランジスタ29,30,31,32とを含む。一
方のインバータ20aのpMOSトランジスタ21と2
2のソースには電源+Vが与えられ、pMOSトランジ
スタ21とnMOSトランジスタ23のそれぞれのゲー
トには活性化信号φ1が与えられる。pMOSトランジ
スタ21と22のドレインはノードAを介してnMOS
トランジスタ23のドレインに接続されるとともに、Z
INX1として出力される。nMOSトランジスタ23
のソースはnMOSトランジスタ24と26のドレイン
に接続され、nMOSトランジスタ24のゲートには遅
延活性化信号φ2が与えられる。nMOSトランジスタ
24のソースはノードNを介してnMOSトランジスタ
25のドレインに接続され、そのゲートには外部行アド
レス信号1が与えられる。nMOSトランジスタ25と
26のソースは接地される。pMOSトランジスタ22
のゲートとnMOSトランジスタ26のゲートは他方の
インバータ20bの出力に接続される。
【0006】他方のインバータ20bのpMOSトラン
ジスタ27と28のソースは電源+Vに接続され、pM
OSトランジスタ28とnMOSトランジスタ29のゲ
ートには活性化信号φ1が与えられる。pMOSトラン
ジスタ27と28のドレインはノードBを介してnMO
Sトランジスタ29のドレインに接続されるとともに、
INX1として出力される。nMOSトランジスタ29
のソースはnMOSトランジスタ30と32のそれぞれ
のドレインに接続される。nMOSトランジスタ30の
ソースはnMOSトランジスタ31のドレインに接続さ
れ、nMOSトランジスタ30のゲートには遅延活性化
信号φ2が与えられる。nMOSトランジスタ31のゲ
ートは接地され、nMOSトランジスタ31と32のそ
れぞれのソースは接地される。この行アドレスバッファ
回路20は、アドレス信号A0 ,A1 ,…An に対応し
て複数設けられる。
【0007】図8は図7の動作を説明するためのタイム
チャートである。次に、図8を参照しながら、図7の行
アドレスバッファ回路20の動作について説明する。図
8(a)に示すように、電源が投入されると、電源リセ
ット信号発生回路1の出力のZPOR信号は図8(b)
に示すように、“L”レベルから“H”レベルになる。
ここで、時刻t0において、電源電位が0VからVcc
になると、抵抗R2を介してインバータ4の入力が
“H”レベルになり、インバータ4,5を介して出力さ
れ、ZPOR信号が“H”レベルになる。ZPOR信号
が“H”レベルになると、この“H”レベル信号はイン
バータ6で反転されるのでNORゲート51の一方入力
端が“L”レベルになり、図8(c)に示すZRAS信
号の電圧レベルに応じて、NORゲート51が信号を発
生する。時刻t1において、ZRAS信号が“H”レベ
ルから“L”レベルになると、活性化信号φ1が図8
(d)に示すように“H”レベルになり、遅延回路10
によって決められる時刻t2において、遅延活性化信号
φ2が図8(e)に示すように“L”レベルになる。
【0008】一方、図8(f)に示すように、時刻t3
から時刻t4の期間に“H”レベルの外部行アドレス信
号1が入力されると、行アドレスバッファ回路20が図
8(g)に示すように、“L”レベルのINX1信号と
“H”レベルのZINX1信号を出力し、内部行アドレ
スが“H”レベルになる。
【0009】ここで、行アドレスバッファ回路20の動
作についてより詳細に説明する。一方のインバータ20
aのnMOSトランジスタ25のゲートには外部行アド
レス信号1がTTLレベルで入力されている。TTLレ
ベルの“H”レベルは2Vであり、“L”レベルは0.
8Vであるので、TTLレベルの“L”,“H”の境界
になるしきい値電位は1.4Vである。外部行アドレス
信号1が1.4Vよりも高ければ、ZINX1信号が
“L”,INX1信号が“H”レベルになるように、n
MOSトランジスタ26,32のサイズに差がつけられ
てしきい値電圧が調節されている。ここで、活性化信号
φ1が“L”のとき、インバータ20aのノードAとイ
ンバータ20bのノードBはともに電源電位Vccにプ
リチャージされている。活性化信号φ1が“H”レベル
になり、外部行アドレス信号1の信号強度に応じてイン
バータ20a,20bで構成されるラッチの出力である
INX1信号およびZINX1信号の一方が“L”レベ
ルに定まる。
【0010】図8(f)に示す内部波形では、時刻t3
からt4の間外部行アドレス信号1の電圧がTTLの
“H”レベルの2.0Vであり、“H”アドレスが入力
された場合を示している。内部電源電位Vccを3.3
Vとすると、時刻t1′まで活性化信号φ1が“L”レ
ベルである0Vであり、pMOSトランジスタ21,2
8を介してノードA,Bが3.3Vにプリチャージされ
ている。活性化信号φ1が0Vから3.3Vになると、
pMOSトランジスタ21,28がオフする。遅延活性
化信号φ2は3.3Vの“H”レベルであるのでnMO
Sトランジスタ24,30がオンするため、これらのn
MOSトランジスタ24,30に直列接続されたnMO
Sトランジスタ25,31が導通することにより、ノー
ドAにプリチャージされていた正の電荷が引抜かれて0
に近づき、pMOSトランジスタ27のコンダクタンス
が大きくなってこのpMOSトランジスタ27がオン
し、nMOSトランジスタ32のコンダクタンスが小さ
くなって、このnMOSトランジスタ32がオフし、ノ
ードBが3.3Vになる。インバータ20bの出力であ
るINX1信号がインバータ20aに入力され、正の帰
還がかかり、ZINX1信号が0Vになり、INX1信
号が3.3Vになるようにラッチ出力が定まる。
【0011】ここで、ラッチの出力が確定する時間は、
ノードAのプリチャージされていた正の電荷を引抜く時
間に依存する。ここで、nMOSトランジスタ23〜2
5を介してノードAの正の電荷を引抜くときに、nMO
Sトランジスタ24および25に流れる電流をIとす
る。2Vの外部行アドレス信号1がゲートに入力される
nMOSトランジスタ25のソース,ドレイン間のオン
抵抗をR1とし、ソース電位が0Vでゲート電圧が3.
3Vのときのオン抵抗をR0とする。nMOSトランジ
スタではゲート電圧が低くなると、ソース,ドレイン間
のオン抵抗が大きくなるので次の第(1)式が成り立
つ。
【0012】R1>0 …(1) このため、nMOSトランジスタ24のソース電位であ
るノードNの電位がI×R1だけ上昇する。ここで、n
MOSトランジスタの基板電位を0Vとしたとき、nM
OSトランジスタ24には−I×R1のバックバイアス
がかかり、基板効果のためにnMOSトランジスタ24
のしきい値が上昇する。このため、nMOSトランジス
タ24には3.3Vの活性化信号φ2がそのゲートに入
力されているが、そのソース,ドレイン間のオン抵抗R
2が第(2)式のようにR0より大きくなる。
【0013】R2>R0 …(2) このように、ノードNの電位上昇による基板効果によ
り、nMOSトランジスタ24のソース,ドレイン間の
オン抵抗が大きくなることにより、ノードAの電荷を引
抜く速度は遅くなってしまい、内部行アドレスの出力が
遅れる。
【0014】図9は従来の列アドレスバッファ回路を示
す回路図である。図9において、外部からのTTLレベ
ルのZCAS信号はインバータ41で反転されてCMO
SのNANDゲート42の一方入力端に与えられる。N
ANDゲート42の他方入力端には電源リセット信号発
生回路1からZPOR信号が与えられる。NANDゲー
ト42は電源が立上がるまでZCAS信号の出力を阻止
するものである。NANDゲート42の出力はCMOS
のインバータ43で反転され、活性化信号φ3としてC
MOSのNANDゲート44の一方入力端に与えられ
る。NAND44の他方入力端にはTTLレベルの外部
列アドレス信号1が与えられる。NANDゲート44は
活性化信号φ3に応じて、外部列アドレス信号1を出力
するものであり、その出力はインバータ45で反転さ
れ、内部列信号となる。列アドレスバッファ回路は、ア
ドレス信号A1 ,A2 ,…An に対応して複数設けられ
る。
【0015】図10は図9に示した列アドレスバッファ
の動作を説明するためのタイムチャートである。図10
(a)に示す時刻t0において電源電圧が0VからVc
cになってパワーオンすると、電源リセット信号発生回
路1の出力であるZPOR信号が図10(b)に示すよ
うに“L”レベルから“H”レベルになってNANDゲ
ート42に入力される。図10(c)に示すように、Z
CAS信号はTTLレベルで2Vの“H”レベルであり
スタンバイ状態となっているので、NANDゲート42
はインバータ41の反転信号とZPOR信号との論理積
をとり、電源投入前の外部入力を受付けない。すなわ
ち、電源が投入されるまではZPOR信号が“L”であ
るので、NANDゲート42はZCAS信号を受付けな
い。
【0016】電源投入後、時刻t1でZCAS信号が
“H”レベルから“L”レベルになると、活性化信号φ
3は図10(d)に示すように“H”レベルになり、N
ANDゲート44に入力されている外部列アドレス信号
1を受付ける。図10(e)では、外部列アドレス信号
1が“H”レベルの場合を示しており、活性化信号φ3
が“H”レベルになると、アドレスバッファ出力INY
1が図10(f)に示すように“H”レベルになる。こ
こで、図9に示した列アドレスバッファ回路の初段はイ
ンバータ41で構成されている。このように、図9に示
した従来の列アドレスバッファ回路は、電源投入前でも
ZCAS信号が0Vと電源電圧Vccの間の中間電位に
なっていると、インバータ41で貫通電流が流れてしま
う。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
行アドレスバッファ回路では、図7に示すように2つの
インバータ20a,20bの入力と出力とが互いに接続
されたラッチ型であり、ラッチ出力が確定する速度が遅
くなるという問題点があった。
【0018】また、図9に示した列アドレスバッファ回
路では、“H”レベルのZCAS信号を受けるバッファ
手段をインバータ41とNANDゲート42とによって
構成しているため、電源投入前でもインバータ41に貫
通電流が流れるおそれがある。
【0019】一方、最近の半導体メモリ装置では、メモ
リ容量が16Mビットから64Mビット,256Mビッ
トというように増大してきており、それに伴ってアドレ
ス信号が増加し、アドレスピンが増加する。しかも、デ
ータが多ビット化することによって、データ入力バッフ
ァ数が増加する。このため、メモリ容量の増加に伴って
集積度を高める必要がある。
【0020】バッファとしてCMOSのNORゲートを
用いる場合と、CMOSのNANDゲートとを用いる方
法がある。同じドライブ能力をもつNANDゲートとN
ORゲートとを対比すると、NANDゲートの方がサイ
ズが小さくなり、回路を配置するスペースを広く必要と
しない。このため、NORゲートを用いるかNANDゲ
ートを用いるかは一長一短があるが、集積度を高めるた
めにはNANDゲートを用いるのが好ましい。
【0021】それゆえに、この発明の主たる目的は、基
板降下を小さくして、高速化を図ることができる行アド
レスバッファ回路および電源投入前の貫通電流を抑える
ことができて、回路規模を小さくし得る列アドレスバッ
ファ回路を備えた半導体メモリ装置を提供することであ
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
外部信号を半導体メモリ装置の内部に伝えるために、C
MOSトランジスタで構成されたバッファ回路であっ
て、出力信号を導出するための第1および第2のノード
と、第1のノードをプリチャージするための第1のプリ
チャージ手段と、第2のノードをプリチャージするため
の第2のプリチャージ手段と、外部信号がその入力電極
に与えられる第1のトランジスタと、その入力電極が基
準電位に接続される第2のトランジスタと、第1の活性
信号が第1の論理であることに応じて、第1のプリチャ
ージ手段と第1のトランジスタの第1の電極との接続を
切離し、第1の活性化信号が第1の論理とは異なる第2
の論理になったことに応じて、第1のプリチャージ手段
と第1のトランジスタの第1の電極とを接続する第3の
トランジスタと、第1の活性化信号が第1の論理である
ことに応じて、第2のプリチャージ手段と第2のトラン
ジスタの第1の電極との接続を切離し、第1の活性化信
号が第2の論理になったことに応じて、第2のプリチャ
ージ手段と第2のトランジスタの第1の電極とを接続す
る第4のトランジスタとを備えて構成される。
【0023】請求項2に係る発明は、さらに、第1のプ
リチャージ手段に並列接続され、その入力電極が第2の
ノードに接続される第5のトランジスタと、第2のプリ
チャージ手段に並列接続され、その入力電極が第1のノ
ードに接続される第6のトランジスタを含む。
【0024】請求項3に係る発明は、さらに、第1のト
ランジスタと基準電位との間に接続され、第2の活性化
信号が第1の論理であることに応じて、第1のトランジ
スタを基準電位から切離し、第2の活性化信号が第2の
論理であることに応じて、第1のトランジスタを基準電
位に接続する第7のトランジスタと、第2のトランジス
タと基準電位との間に接続され、第2の活性化信号が第
1の論理であることに応じて第2のトランジスタを基準
電位から切離し、第2の活性化信号が第2の論理である
ことに応じて、第2のトランジスタを基準電位に接続す
る第8のトランジスタを含む。
【0025】請求項4に係る発明はさらに第1のトラン
ジスタと第7のトランジスタの直列回路に対して並列接
続され、その入力電極が第2のノードに接続される第9
のトランジスタと、第2のトランジスタと第8のトラン
ジスタの直列回路に対して並列接続され、その入力電極
が第1のノードに接続される第10のトランジスタとを
含む。
【0026】請求項5に係る発明は、さらに、電源の投
入されたことを検知する電源検知手段と、外部制御信号
と電源検知手段の出力とを受け、電源検知手段が電源の
投入を検知したことに応じて第2の論理となり、制御信
号が第1の論理から第2の論理になったことに応じて、
第1の論理となる第1の活性化信号を出力するゲート素
子と、電源が投入されてから第1の論理となり、制御信
号が第1の論理から第2の論理になってから所定の時間
後に第2の論理となる第2の活性化信号を出力するイン
バータ素子を含む。
【0027】請求項6に係る発明は、待機時に第1の論
理でアクティブになる外部制御信号を半導体メモリ装置
の内部に伝えるためのバッファ回路を内蔵した半導体メ
モリ装置のバッファ回路であって、外部制御信号とバッ
ファ回路を活性化するための活性化信号とを受けるCM
OS論理和ゲートと、待機時にデータとCMOS論理和
ゲートの出力とを受け、論理和ゲートの出力が第1の論
理になったことに応じてデータを出力するCMOS論理
積ゲートとを含む。
【0028】請求項7に係る発明は、データが複数ビッ
ト並列に入力され、CMOS論理積ゲートは、それぞれ
対応するデータとCMOS論理和ゲートの出力を受ける
複数のCMOS論理積ゲートを含む。
【0029】
【作用】請求項1に係る発明では、出力信号を導出する
ための第1および第2のノードをそれぞれ第1および第
2のプリチャージ手段によってプリチャージしておき、
第1の活性化信号が第1の論理のときには第1および第
2のトランジスタと第1および第2のプリチャージ手段
を切離し、第1の活性化信号が第2の論理になったこと
に応じて、第1および第2のプリチャージ手段と第1お
よび第2のトランジスタとを接続し、第1のトランジス
タに入力されている制御信号に応じた信号を第1および
第2のノードから出力することにより、外部制御信号が
与えられてから第1および第2のノードの電位を確定す
るまでの時間を早くできる。
【0030】請求項6に係る発明では、外部制御信号と
バッファ回路を活性化するための活性化信号とをCMO
S論理和ゲートで受け、待機時にデータと論理和ゲート
の出力とをCMOS論理積ゲートで受け、論理和ゲート
の出力が第1の論理になったことに応じて論理積ゲート
からデータを出力することにより、電源投入前にデータ
による貫通電流が流れるのを阻止できる。
【0031】
【実施例】図1はこの発明の一実施例の行アドレスバッ
ファ回路の回路図である。この図1に示した実施例は、
一方のインバータ20cのnMOSトランジスタ24の
ゲートに外部行アドレス信号1が入力され、nMOSト
ランジスタ25のゲートには遅延活性化信号φ2が入力
され、他方のインバータ20dのnMOSトランジスタ
30のゲートは接地され、nMOSトランジスタ31の
ゲートには遅延活性化信号φ2が入力され、それ以外の
構成は図7と同じである。
【0032】図2は図1に示した行アドレスバッファ回
路の動作を説明するためのタイムチャートである。次
に、図2を参照して図1に示した行アドレスバッファ回
路の動作について説明する。電源が投入されると、電源
リセット信号発生回路1は図2(a)に示すように、Z
POR信号を“L”レベルから“H”レベルにする。こ
こで、時刻t0で電源電圧が0VからVccになると、
ZPOR信号が図2(b)に示すように“H”レベルに
なる。この“H”レベルのZPOR信号はインバータ6
で反転され、NORゲート1の一方の入力に与えられ、
NORゲート1はZRAS信号のレベルに応じた信号を
出力する。図2(c)に示す時刻t1でZRAS信号が
“H”レベルから“L”レベルになると、図2(d)に
示すように、活性化信号φ1が“H”レベルになり、図
2(e)に示すように、遅延回路10で決まる時間t2
において遅延活性化信号φ2が“L”レベルになる。
【0033】一方、図2(f)に示すように、時刻t3
から時刻t4の期間に、“H”レベルの外部列アドレス
信号1が入力されると、行アドレスバッファ回路20e
から“L”レベルの内部行アドレス信号が出力される。
【0034】ここで、行アドレスバッファ回路20eの
具体的な動作について説明する。ZRAS信号が“H”
レベルの待機状態では、活性化信号φ1が“L”レベル
であるのでpMOSトランジスタ21,22が導通し、
nMOSトランジスタ23がオフしているため、ノード
A,Bがともに“H”レベルにプリチャージされる。一
方、待機期間中において、遅延活性化信号φ2は“H”
レベルになり、nMOSトランジスタ25,31はオン
している。次に、時刻t1において、ZRAS信号が
“H”レベルから“L”レベルになると活性化信号φ1
が“H”レベルになり、ノードA,Bを“H”レベルに
プリチャージしていたpMOSトランジスタ21,28
がオフし、nMOSトランジスタ23,29がオンす
る。
【0035】ここで、pMOSトランジスタ22と2
7,nMOSトランジスタ23と29,nMOSトラン
ジスタ24と30,25と30のそれぞれのトランジス
タサイズは互いに等しく選ばれている。外部列アドレス
信号1はTTLレベルで入力され、“H”レベルは2.
0Vであり、“L”レベルは0.8Vであるので、TT
Lレベルでの“H”レベルと“L”レベルの安定しきい
値は1.4Vになる。活性化信号φ1と遅延活性化信号
φ2が“H”レベルの状態でnMOSトランジスタ2
3,25,29,31がオンしているとき、外部列アド
レス信号1のレベルがTTLのしきい値電圧1.4Vよ
り高くなると、ノードAが“L”レベルとなり、ノード
Bが“H”レベルになるように、外部列アドレス信号1
のレベルが1.4Vより低くなると、ノードAが“H”
レベルとなり、ノードBが“L”レベルになるように、
インバータ20c,20dのnMOSトランジスタ26
のトランジスタサイズW1と、nMOSトランジスタ3
2のトランジスタサイズW2に差がつけられて調節され
ている。
【0036】図1に示した行アドレスバッファ回路20
eでは、活性化信号φ2が入力される側のnMOSトラ
ンジスタ25が接地電位側にあり、そのドレイン側にT
TLレベルのゲート電圧のnMOSトランジスタ24が
接続されている。nMOSトランジスタ25のゲート電
圧は遅延活性化信号φ2の電源電圧の“H”レベルであ
り、nMOSトランジスタ25が完全にオンするので、
ノードNの電位が0Vになる。nMOSトランジスタの
基板電圧が0Vのとき、nMOSトランジスタ24,2
5ともにソース電圧と基板電圧との差のバックバイアス
電位が0Vになるので、基板バイアス効果によってnM
OSトランジスタ24,25のしきい値電圧が大きくな
ることがない。したがって、直列接続されたnMOSト
ランジスタ24,25のオン抵抗を図6に示した従来の
行アドレスバッファ回路より小さくすることができる。
このため、“H”レベルにプリチャージされたノードA
を従来より速く0Vにすることができ、内部アドレス信
号INX1を速く出力することができる。
【0037】しかも、行アドレスバッファ回路20eは
2つのインバータ20c,20dの入力と出力とを交互
に接続して左右対称のラッチ回路を構成し、各ノードの
寄生容量,抵抗を対称とすることによってラッチ回路の
増幅時のオフセット電圧を小さくできる。すなわち、p
MOSトランジスタ21と28,22と27およびnM
OSトランジスタ23と29,24と30,25と31
のそれぞれのサイズは同じでありかつ対称に配置されて
いるが、nMOSトランジスタ26と32のサイズはア
ンバランスに構成されている。外部行アドレス信号は、
“H”レベルのとき2.0V,“L”レベルのとき0.
8VになるTTLレベルであるため、(2.0V+0.
8V)/2=1.4Vがしきい値電圧になり、外部行ア
ドレス信号は1.4Vより大きいときには内部アドレス
信号INX1が“H”レベルとなり、ZINX1が
“L”レベルになり、外部行アドレス信号1が1.4V
より小さいときには、内部アドレス信号INX1が
“L”レベルとなり、ZINX1が“H”レベルとなる
ようにnMOSトランジスタ26と32のサイズが決定
される。通常、nMOSトランジスタ26のサイズがn
MOSトランジスタ32のサイズよりも小さく設定され
ている。
【0038】さらに、図1に示した実施例では、ノード
A,Bを内部電源電位Vccレベルにプリチャージする
ことによって、外部行アドレス信号を受付けてから内部
行アドレス信号INX1,ZINX1を確定するまでの
時間を早くできる。もし、内部アドレス信号INX=
“L”,ZINX=“H”のように、ラッチが一方のレ
ベルに確定した状態で、“H”レベルの外部行アドレス
信号を受付けると、ラッチを反転するための時間がかか
り遅くなってしまう。
【0039】図3はこの発明の他の実施例の列アドレス
バッファ回路の回路図である。この図3に示した列アド
レスバッファ回路は図9に示したNANDゲート42に
代えてNORゲート52を設けたものであり、NORゲ
ート52の一方入力端にはZCAS信号が与えられ、他
方入力端にはZPOR信号がインバータ53で反転され
て入力される。NORゲート52の出力はインバータ5
4で反転され、インバータ43に与えられる。それ以外
の構成は図9と同じである。
【0040】図4は図3に示した列アドレスバッファ回
路の動作を説明するためのタイムチャートである。次
に、図4を参照して図3に示した列アドレスバッファ回
路の動作について説明する。図4(a)に示す時刻t0
で電源が投入されると、電源リセット信号発生回路1の
出力のZPOR信号が図4(b)に示すように“L”レ
ベルから“H”レベルになる。“H”レベルのZPOR
信号はインバータ53で反転され、NORゲート52の
他方入力端に与えられるので、ZCAS信号の受付けが
可能になる。次に、時刻t1において、図4(c)に示
すように、ZCAS信号が“L”レベルになると、活性
化信号φ3が図4(d)に示すように“H”レベルにな
る。このため、NANDゲート44は図4(e)に示す
ように、“H”レベルの外部列アドレス信号1を出力す
る。この外部列アドレス信号1はインバータ45で反転
され、図4(f)に示すように内部列アドレス信号IN
Y1が“H”レベルになる。
【0041】図5は図3に示した列アドレスバッファの
具体的な電気回路図である。図3に示したインバータ5
3はpMOSトランジスタ531とnMOSトランジス
タ532とを含み、これらのゲートにはZPOR信号が
与えられ、pMOSトランジスタ531のソースには電
源電位Vccが与えられ、ドレインはnMOSトランジ
スタ532のドレインに接続され、nMOSトランジス
タ532のソースは接地される。NORゲート52はp
MOSトランジスタ521,522とnMOSトランジ
スタ523,524を含み、pMOSトランジスタ52
2とnMOSトランジスタ524のゲートにはZCAS
信号が与えられ、pMOSトランジスタ521とnMO
Sトランジスタ523の各ゲートはインバータ53の出
力に接続される。pMOSトランジスタ521のソース
には電源電位Vccが与えられ、ドレインはpMOSト
ランジスタ522のソースに接続され、pMOSトラン
ジスタ522のドレインはnMOSトランジスタ523
と524のドレインに接続され、nMOSトランジスタ
523,524のそれぞれのソースは接地されるととも
に、インバータ54の入力に接続される。
【0042】インバータ54はpMOSトランジスタ5
41とnMOSトランジスタ542とを含み、これらの
pMOSトランジスタ541とnMOSトランジスタ5
42の各ゲートにはNORゲート52の出力が接続さ
れ、pMOSトランジスタ541のソースには電源電位
Vccが与えられ、ドレインはnMOSトランジスタ5
42のドレインに接続されるとともに、インバータ43
の入力に接続される。nMOSトランジスタ542のソ
ースは接地される。インバータ43はpMOSトランジ
スタ431とnMOSトランジスタ432を含み、これ
らのトランジスタの各ゲートにはインバータ54の出力
が接続され、pMOSトランジスタ431のドレインに
は電源電位が与えられ、ソースはnMOSトランジスタ
432のドレインとNANDゲート44の一方入力端に
接続され、nMOSトランジスタ432のソースは接地
される。
【0043】NANDゲート44はpMOSトランジス
タ441,442とnMOSトランジスタ443,44
4とを含む。pMOSトランジスタ441とnMOSト
ランジスタ443の各ゲートには外部列アドレス信号1
が与えられ、pMOSトランジスタ442とnMOSト
ランジスタ444の各ゲートにはインバータ43の出力
が接続される。pMOSトランジスタ441,442の
各ソースには電源電位Vccが与えられ、各ドレインは
nMOSトランジスタ443のドレインとインバータ4
5の入力に接続される。nMOSトランジスタ443の
ソースはnMOSトランジスタ444のドレインに接続
され、nMOSトランジスタ444のソースは接地され
る。インバータ45はpMOSトランジスタ451とn
MOSトランジスタ452とを含み、pMOSトランジ
スタ451とnMOSトランジスタ452の各ゲートは
NANDゲート44の出力に接続され、pMOSトラン
ジスタ451のソースには電源電位Vccが与えられ、
ドレインはnMOSトランジスタ452のドレインに接
続されるとともに、内部アドレス信号INY1として出
力され、nMOSトランジスタ452のソースは接地さ
れる。
【0044】図5において、電源投入前は、ZPOR信
号は“L”レベルであり、電源投入中での電源電圧が不
充分なレベルであってもZPOR信号は“L”レベルな
ので、電源投入時に貫通電流が流れることはない。
【0045】また、この実施例では、外部列アドレス信
号1をNANDゲート44で受けるようにしているが、
これは同じ駆動能力のNANDゲートとNORゲートと
のそれぞれのレイアウト面積を比較した場合、NORゲ
ートのほうが面積が大きくなってしまうため、NAND
ゲートを用いることにより、回路スペースを小さくでき
る。すなわち、pチャネル型の移動度はnチャネル型の
移動度の約1/2であり、NORゲート52ではpMO
Sトランジスタ521と522とが直列接続されるた
め、pMOSトランジスタのサイズが大きくなってしま
う。
【0046】なお、前述の図3および図5に示した実施
例では、外部列アドレスを受けるための列アドレスバッ
ファにこの発明を適用したが、これに限ることなく、図
6に示した書込信号ZWEを図3および図5に示すバッ
ファで受けるように構成してもよい。
【0047】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、出力
信号を導出するための第1および第2のノードを第1お
よび第2のプリチャージ手段によってプリチャージして
おき、第1の活性化信号が第1の論理のときには第1お
よび第2のトランジスタと第1および第2のプリチャー
ジ手段を切離し、第1の活性化信号が第2の論理になっ
たことに応じて、第1および第2のプリチャージ手段と
第1および第2のトランジスタとを接続し、第1のトラ
ンジスタに入力されている制御信号に応じた信号を第1
および第2のノードから出力するようにしたので、外部
制御信号が入力されてから第1および第2のノードの電
位が確定するまでの時間を早くできる。
【0048】さらに、列アドレスバッファ回路において
は、外部制御信号をCMOS論理和ゲートで受け、待機
時にはデータと論理和ゲートの出力をCMOS論理積ゲ
ートで受けるようにしているため、電源投入中に貫通電
流が流れるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例の行アドレスバッファ回
路の回路図である。
【図2】 図1に示した行アドレスバッファ回路の動作
を説明するためのタイムチャートである。
【図3】 この発明の他の実施例の列アドレスバッファ
回路の回路図である。
【図4】 図3に示した列アドレスバッファ回路の動作
を説明するためのタイムチャートである。
【図5】 図3に示した列アドレスバッファの具体的な
電気回路図である。
【図6】 従来のDRAMの全体の構成を示すブロック
図である。
【図7】 従来の行アドレスバッファ回路の回路図であ
る。
【図8】 図6に示した行アドレスバッファ回路のタイ
ムチャートである。
【図9】 従来の列アドレスバッファ回路の回路図であ
る。
【図10】 図8に示した列アドレスバッファ回路の動
作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】 1 電源リセット信号発生回路、4〜6,8,9,1
1,14,15,43,45,53 インバータ、10
遅延回路、20c,20d インバータ、20e 行
アドレスバッファ回路、21,22,27,28 pM
OSトランジスタ、23〜26,29〜31 nMOS
トランジスタ、44 NANDゲート、51,52 N
ORゲート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諸岡 毅一 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究 所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部信号を半導体メモリ装置の内部に伝
    えるために、CMOSトランジスタで構成されたバッフ
    ァ回路であって、 出力信号を導出するための第1および第2のノード、 前記第1のノードをプリチャージするための第1のプリ
    チャージ手段、 前記第2のノードをプリチャージするための第2のプリ
    チャージ手段、 前記外部信号がその入力電極に与えられる第1のトラン
    ジスタ、 その入力電極が基準電位に接続される第2のトランジス
    タ、 第1の活性信号が第1の論理であることに応じて、前記
    第1のプリチャージ手段と前記第1のトランジスタの第
    1の電極との接続を切離し、前記第1の活性化信号が前
    記第1の論理とは異なる第2の論理になったことに応じ
    て、前記第1のプリチャージ手段と前記第1のトランジ
    スタの第1の電極とを接続する第3のトランジスタ、お
    よび前記第1の活性化信号が前記第1の論理があること
    に応じて、前記第2のプリチャージ手段と前記第2のト
    ランジスタの第1の電極との接続を切離し、前記第1の
    活性化信号が前記第2の論理になったことに応じて、前
    記第2のプリチャージ手段と前記第2のトランジスタの
    第1の電極とを接続する第4のトランジスタを備えた、
    半導体メモリ装置のバッファ回路。
  2. 【請求項2】 さらに、前記第1のプリチャージ手段に
    並列接続され、その入力電極が前記第2のノードに接続
    される第5のトランジスタ、および前記第2のプリチャ
    ージ手段に並列接続され、その入力電極が前記第1のノ
    ードに接続される第6のトランジスタを備えた、半導体
    メモリ装置のバッファ回路。
  3. 【請求項3】 さらに、前記第1のトランジスタと前記
    基準電位との間に接続され、第2の活性化信号が前記第
    1の論理であることに応じて、前記第1のトランジスタ
    を前記基準電位から切離し、前記第2の活性化信号が前
    記第2の論理であることに応じて、前記第1のトランジ
    スタを前記基準電位に接続する第7のトランジスタ、お
    よび前記第4のトランジスタと前記基準電位との間に接
    続され、前記第2の活性化信号が前記第1の論理である
    ことに応じて前記第2のトランジスタを前記基準電位か
    ら切離し、前記第2の活性化信号が前記第2の論理であ
    ることに応じて、前記第1のトランジスタを前記基準電
    位に接続する第7のトランジスタ、および前記第4のト
    ランジスタと前記基準電位との間に接続され、前記第2
    の活性化信号が前記第1の論理であることに応じて前記
    第2のトランジスタを前記基準電位から切離し、前記第
    2の活性化信号が前記第2の論理であることに応じて、
    前記第2のトランジスタを前記基準電位に接続する第8
    のトランジスタを含む、請求項2の半導体メモリ装置の
    バッファ回路。
  4. 【請求項4】 さらに、前記第1のトランジスタと前記
    第7のトランジスタの直列回路に対して並列接続され、
    その入力電極が前記第2のノードに接続される第9のト
    ランジスタ、および前記第2のトランジスタと前記第8
    のトランジスタの直列回路に対して並列接続され、その
    入力電極が前記第1のノードに接続される第10のトラ
    ンジスタを含む、請求項3の半導体メモリ装置のバッフ
    ァ回路。
  5. 【請求項5】 さらに、電源の投入されたことを検知す
    る電源検知手段、 外部制御信号と前記電源検知手段の出力を受け、前記電
    源検知手段が電源の投入を検知したことに応じて第2の
    論理となり、前記制御信号が第1の論理から第2の論理
    になったことに応じて、第1の論理となる第1の活性化
    信号を出力するゲート素子、および前記電源が投入され
    てから第1の論理となり、前記制御信号が第1の論理か
    ら第2の論理になってから所定の時間後に第2の論理と
    なる第2の活性化信号を出力するインバータ素子を含
    む、請求項1の半導体メモリ装置のバッファ回路。
  6. 【請求項6】 待機時に第1の論理でアクティブになる
    外部制御信号を半導体メモリ装置の内部に伝えるための
    バッファ回路を内蔵した半導体メモリ装置のバッファ回
    路であって、 前記外部制御信号と前記バッファ回路を活性化するため
    の活性化信号とを受けるCMOS論理和ゲート、および
    待機時にデータと前記CMOS論理和ゲートの出力とを
    受け、前記論理和ゲートの出力が第1の論理になったこ
    とに応じて前記データを出力するCMOS論理積ゲート
    を備えた、半導体メモリ装置のバッファ回路。
  7. 【請求項7】 前記データは複数ビットを並列に入力さ
    れ、 前記CMOS論理積ゲートは、それぞれ対応するデータ
    と前記CMOS論理和ゲートの出力を受ける複数のCM
    OS論理積ゲートを含む、請求項6の半導体メモリ装置
    のバッファ回路。
JP6172432A 1993-09-16 1994-07-25 半導体メモリ装置のバッファ回路 Pending JPH07134896A (ja)

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