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JP3124781B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3124781B2
JP3124781B2 JP03055150A JP5515091A JP3124781B2 JP 3124781 B2 JP3124781 B2 JP 3124781B2 JP 03055150 A JP03055150 A JP 03055150A JP 5515091 A JP5515091 A JP 5515091A JP 3124781 B2 JP3124781 B2 JP 3124781B2
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JP
Japan
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voltage
signal
circuit
power supply
transistor
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JP03055150A
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眞男 田口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に対す
る外部供給電圧に対して降下させたチップ内電源電圧を
チップ上で作るためのオンチップ電圧制御回路に関す
る。
【0002】LSIの微細化に伴って、内部で使用する
トランジスタが微細化している。このため耐圧も従来の
ものより低下しているので、電源電圧を下げる必要があ
る。また、性能的にも高電圧(たとえば5V)でゲート
長が耐圧的に問題がない0.8ミクロンのトランジスタ
で作る回路よりも低電圧(たとえば3.3V)でゲート
長を短く0.5ミクロンにした場合を比べると、後者の
方が回路動作は高速である。このため微細化に伴い電源
電圧を最適な値に下げるべきであるが、チップに供給す
る電圧はまちまちであると多種類のICを同時に使う時
に不便であるから、たとえば5Vといった値に標準化さ
れている。このためチップの中で最適な値の電圧を作る
回路を設ける必要がある。
【0003】
【従来の技術】図10(a)は従来この目的のため用い
られていた回路(オンチップ電圧レギュレータ)の代表
的な例である。トランジスタQ1 は例えば5Vである外
部供給電圧VEXT に対し直列制御レギュレータとして働
き、例えば3.3Vである内部電圧VINT を作る。トラ
ンジスタQ1 のゲートは、リング発振器OSCの交流信
号をダイオード接続したトランジスタQ3 で整流した電
圧で充電される。このゲート電圧VG1は、トランジスタ
4 で一定電位にクランプされる。なぜならトランジス
タQ4 はチップ内で作った基準電圧VREF に接続されて
いるからである。基準電圧VREF は、MOSトランジス
タのしきい値から作る等、いくつかの公知の発生方法が
ある。トランジスタQ2 は、トランジスタQ1 のゲート
を電源投入時に充電するためのものである。基準電圧V
REF はこのトランジスタQ2 のゲートと発振器OSCへ
も与えられ、後者は発振電圧を一定化する。Cはコンデ
ンサで、充電電圧を高くする効果がある。例えば発振器
OSCの出力電圧が負のときコンデンサCはQ2 を通し
て該Q2 側が正に充電され、発振器OSCの出力電圧が
正になると、この正の電圧とコンデンサ電圧の和がVG1
の充電電圧になり、該電圧を高める。ゲート電圧VG1
外部供給電圧VEXT に同程度なので、VG1を作るのに高
い電圧が必要である。高電圧化は、発振させ、整流する
(ピーク電圧が得られる)ことでも行われている。
【0004】この回路の問題点は図10(b)に示すよ
うにドレイン電流ID はID =k(VG −Vth2 の関
係があり、レギュレータトランジスタのQ1 のターンオ
ン特性はゲートソース間の電圧VGSの二乗に比例するた
め、チップ内の消費電流がΔIだけ変動したとき内部電
圧もΔVだけ変動してしまうことである。DRAMを例
にとれば、待機状態で0.1mA程度の電流が、活性化
時のピークでは100mA以上にもなり、1000倍も
の変化をする。トランジスタのゲート幅を大きくしてk
の値を十分大きくすれば変動は少なくできるが、ゲート
幅が余りに巨大なトランジスタはチップ面積の制約上作
りにくい。つまり図10(a)の回路ではチップ内の消
費電流が一定でない場合に内部電圧VINT の変動を抑え
にくい欠点があった。またトランジスタQ1 の寸法を大
きくしすぎると、サブスレッショルド電流が顕著になっ
てきて微小電流時のしきい値が極端に低下してしまうた
め、消費電流が1000倍も変化するときにはVINT
変動原因となる。
【0005】内部電圧VINT の変動を抑えるようにした
回路も開発されており、図11がその一例である。図1
1ではレギュレータトランジスタQ1 のゲート電圧はト
ランジスタQ11〜Q14で構成するカレントミラー型アナ
ログ差動増幅回路の出力で制御されており、トランジス
タQ1 のドレインつまりVINT を出力する端子から差動
増幅回路のトランジスタQ12のゲートへ負帰還がかけら
れている。このため内部電圧VINT は差動増幅回路のも
う一方の入力端子に加えられた基準電圧VREF に一致す
るように自動的に制御されたるめ、内部電圧VINT は負
荷電流つまりトランジスタQ1 のドレイン電流の変化に
対して変化しにくくなる。
【0006】このため電圧安定度は良いのであるがアナ
ログ差動増幅回路が必要な増幅率を得るためにトランジ
スタQ11,Q12には100μA以上のバイアス電流を流
す必要があり、無駄な待機時の消費電流が多いという欠
点がある。もう1つの欠点は負帰還回路の安定性上の配
慮が必要で、安易な作り方をすると出力電圧VINT がリ
ンギングを起したり、最悪の場合フィードバック系が不
安定で発振状態になる可能性があることである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の方法
では、負荷電流変動に伴なう出力(内部)電圧変動があ
る、待機時の消費電流が大きい等の問題がある。
【0008】本発明はかかる点を改善し、負荷電流変動
に伴なう内部電圧変動及び待機時消費電流が少ない電圧
制御回路及びこれを用いた半導体メモリ装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】図1(a)に示すように
本発明では、直列制御トランジスタQ1 に対して制御手
段100を設ける。制御手段100は、所定のクロック
*CLK(*はローアクティブな信号を示す)を受け、
このクロックの状態(活性期間またはその周波数(活性
/不活性の頻度))に応じてトランジスタQ1 の抵抗を
変え、内部電圧VINT が、チップが待機状態で低消費電
流のときと、チップが活性状態で大消費電流のときとで
変らないようにする。
【0010】
【作用】直列制御トランジスタQ1 の内部抵抗を大電流
時と小電流時で変えて、電圧降下が大電流時と小電流時
で同じにすると、内部電圧VINT は、外部供給電圧VEX
T −上記Q1 の電圧降下、であるから、VEXT =一とす
ればVINT も一定になる。
【0011】待機状態時の低電流値および活性状態時の
大電流値はいずれも既知のほぼ一定値としてよく、従っ
て待機状態時と活性状態時でQ1 の電圧降下が不変にな
るようにその内部抵抗を調整、接点することは可能であ
る。
【0012】負荷Lは、回路素子としてのコンデンサあ
るいは寄生容量を含むのが普通で、従って内部電圧V
INT の変動はこれらの容量の充放電を生じ、該変動は比
較的緩やかに行われる。またチップの活性化、待機化は
短い期間で繰り返し行われることもある。従って制御手
段100にも時定数を持たせて、その出力による直列制
御トランジスタQ1 の内部抵抗の変更が、上記充放電ひ
いては内部電圧変動の程度に見合うようにして、常に過
不足なくVINT 一定への調節が行われるようにする。
【0013】この制御手段100は、増幅器を含んで負
帰還制御を行なうものではなく、待機時と活性時で異な
るゲート電圧をトランジスタQ1 に与えるだけのもので
あるから、消費電流は僅小で済む。
【0014】
【実施例】図1(a)で本発明を更に詳細に説明する。
直列制御トランジスタ(直列制御レギュレータ)Q1
nMOSトランジスタであり、ゲート電圧は制御手段C
Mが発生する。ノードN1がその出力端である。図示の
ように制御手段100は定電流源I、ダイオード接続さ
れたMOSトランジスタQ26〜Q29、外部入力の活性化
クロック*CLKをゲートに受けるトランジスタQ30
およびコンデンサCを備え、I,Q26〜Q29は直列に電
源VA 、グランド間に接続され、Q30はQ29と並列に接
続され、CはノードN1とグランド間に接続される。ノ
ードN1の電圧(これはゲート電圧VG1に等しい)はV
1 +V2 であり、トランジスタQ26〜Q29の閾値電圧を
みな同じVthとするとV1 =3Vth,V2 =Vthであ
る。クロック*CLKによりトランジスタQ30がオンに
なるとV2 =0になり、従ってノードN1の電位はQ30
がオフなら4Vth、Q30がオンなら3Vthになる。
【0015】チップが待機時には*CLK(例えばDR
AMでは*CASクロック)は高レベルにあるのでトラ
ンジスタQ30は導通しており、トランジスタQ1 のゲー
ト電圧はQ26〜Q28の3つのトランジスタのしきい値分
である。もちろんこの部分はMOSトランジスタのしき
い値を利用しないで別のもの、たとえばダイオードの順
方向電圧などを利用してもよい。トランジスタQ26〜Q
28のバイアス電流は適当な電流源回路Iから供給し、外
部電圧VA が変化しても一定の電圧V1 がQ26〜Q28
発生するようにする。電流源の電源VA は回路特性上、
トランジスタQ 1 がエンハンスメント型MOSのときは
外部供給電圧VEXT の標準値よりも高いVA なる値にす
る(必ずしもVEXT より高い必要はないが、標準設定し
たVEXT 値よりは高い必要がある。)トランジスタQ1
のソース電圧はノードN1の電圧VG1よりもQ1 のしき
い値電圧Vthより若干低い。即ち VINT =VG1−VGS である。なおVGSは待機時に負荷が消費する電流に対応
したQ1のゲート・ソース間バイアス電圧で、Q1 のし
きい値電圧Vthにほぼ等しい。
【0016】次に図1(b)に示すようにクロック*C
LKが降下してチップが活性化するとチップ内の回路が
動作し、消費電流が増大する。*CLKが低レベルにな
るとトランジスタQ30はオフするので、トランジスタQ
1のゲート電圧VG1はトランジスタQ29のしきい値V2
分だけ高くなる方向に向う。このときQ1 のゲートには
コンデンサCが付加してあるので、Q1 自体のゲート容
量も加えて比較的大きな容量成分であるため、ゲート電
圧VG1上昇は電流源Iによる上記容量成分の充電に伴な
って行なわれ、瞬時には起こらない。クロック*CLK
が何度かトグルされると図示経路を辿り、時刻t3 でV
1 +V2 に上昇する。このためチップが活性化された瞬
間から時刻t2 までの間は内部電圧VINT は若干低下す
る。しかし本発明ではない場合には(つまりQ30がない
と)VINT は下降を続け、VINT の変動が大きいが、本
発明ではノードN1の電圧に補償されてVINT は上昇回
復する。実線曲線C1 は本発明の場合、点線曲線C2
30がない場合の内部電圧VINT である。
【0017】クロック*CLKのトグルが続く間はノー
ドN1はV1 +V2 に近い(*CLKが長期間低レベル
になればN1はV1 +V2 になる)電圧でQ1 のゲート
電圧を引上げてVINT の降下を補償する。別の言い方を
すれば、Q1 の内部抵抗が低くなるように制御する。
【0018】次にクロック*CLKが再び待機状態にな
ったときはN1は所要電圧に対して必要以上に高い値と
なっているので、時点t4 から以降t5 まで内部電圧N
INT は過渡的に上昇する。しかしある時点t5 以降でも
との状態に収束する。
【0019】以上のように本発明ではトランジスタQ30
によってチップ活性化クロックのトグル周波数もしくは
クロックの活性化期間に応じて、直列制御トランジスタ
1 の内部抵抗を制御するので内部電圧VINT の変動を
小さく抑えられる。それでいて差動増幅回路を用いてい
ないので、ここでの余分な消費電流がなく、またフィー
ドバック制御はしていないので発振といったトラブルも
起こらない。
【0020】図2(a)は本発明の実施例を示す。オン
チップ電圧制御回路100Aの定電流源Iはゲートとソ
ースを短絡したディプリーション型のnMOSトランジ
スタQ25で構成する。直列制御トランジスタQ1 もディ
プリーション型のnMOSトランジスタで構成する。Q
1 は5極管領域で大電流を流すため、いわゆる基板電流
が発生する。このため図2(b)に示すように、p型シ
リコン基板1上にトランジスタを作る場合で、p型基板
1がVBBにバイアスされておりかつ基板バイアスVBB
チップ内で発生するように設計されている集積回路(I
C)のとき、V BB発生回路にQ1 の基板電流が流れ込ん
でVBB発生回路が不安定になるという問題がある。この
ため図示のようにp型基板にnウエル2を作り、更にそ
の中にpウエル3を作った上で、pウエル3をQ1 のソ
ース電極に接続している。これによってQ1 の発生する
基板電流はQ1 の出力電流に重なるため全く問題を起こ
さなくなる。
【0021】トランジスタQ25も同様構造とするが、n
ウエル2中のpウエル3に形成する理由は別の理由であ
る。即ちトランジスタQ25はゲートをソースに接続する
ことで定電流源を構成している。Q25の定電流出力はソ
ース側から取出してているため、もしQ25のがp型基板
1に直接形成されているときはソース電位の変化はバッ
クゲート電圧(つまりQ25のソースとQ25のバックゲー
トである基板電位との差)の変化となり、基板バイアス
効果(バックゲートバイアスが大きくなるほどQ25のし
きい値が高くなり、ドレイン電流が減る)のため定電流
特性が悪くなる。このため、Q25のバックゲートは基板
1ではなくnウエル2中のpウエル3とし、当該pウエ
ル3はQ25のソースに接続することでソース電圧が変化
してときにはバックゲートも同じく変化し、結果的に基
板バイアス効果によるドレイン電流の変調が起こらない
ようにしている。これによって良好な定電流特性が得ら
れる。
【0022】トランジスタQ1 をディプリーション型と
することで、図1(a)に示したように外部電圧VEXT
よりも高い電圧VAを与える必要がなくなる。VEXT
り高い電圧VA はチップ内で作る必要があるが、このV
A 発生回路も若干の電力消費を伴うので、これを必要と
しない図2(a)の回路がより好適である。
【0023】図3は図2(b)に対応した別の実施例で
ある。トランジスタの基板バイアス効果を防ぐためトラ
ンジスタのバックゲート電圧とソース電圧を一致させる
に当り、本例ではn型基板4を用いてpウエル5中にト
ランジスタを作り、pウエル5をソースに接続してい
る。
【0024】図1等ではトランジスタQ30でトランジス
タQ29の1個を短絡、同解除しているが、これは必要に
応じて図4に示すように複数個(n)を短絡/同解除す
るようにしてよい。トランジスタQ26〜Q29の個数も、
必要に応じて増減(m)してよい。また、MOSトラン
ジスタに代えて他の抵抗素子、例えばダイオード等を用
いても良い。
【0025】次に、図5を参照して、本発明のオンチッ
プ電圧制御回路を用いた半導体装置を説明する。図5は
DRAMを示し、RAS系200、CAS系300、セ
ンス系400及び内部電圧生成回路500を有する。R
AS系200は*RAS信号又はこれに同期するクロッ
クに従い動作する。CAS系300は*CAS信号又は
これに同期するクロックに従い動作する。センス系30
0はセンスアンプ駆動クロックφS ,*φS に従い動作
する。内部電圧生成回路500は3つの内部電圧発生器
37,38,39を含む。
【0026】RAS系200はプリデコーダ12b、行
アドレスデコーダ16、クロックジェネレータ18、モ
ードコントローラ32及びリフレッシュアドレスカウン
タ34を有する。CAS系300はアドレスバッファ1
2a、列アドレスデコーダ14、クロックジェネレータ
22、書込みクロックジェネレータ26及びデータ入力
バッファ28を有する。センス系400はメモリセルア
レイ10及びセンスアンプ/入出力(I/O)ゲート2
4を有する。メモリセルアレイ10は行方向及び列方向
に配列され、ビット線とワード線に接続された複数のメ
モリセルを有する。
【0027】アドレスビットA0 〜A10からなる多重化
されたアドレス信号ADDはアドレスバッファ12aに
入力する。アドレスバッファ12aは列アドレスデコー
ダ14に供給される列アドレス信号を出力する。アドレ
ス信号ADDはプリデコーダ12bにも与えられる。プ
リデコーダ12bは、行アドレスデコーダ16に行アド
レス信号を出力する。CPUなどの外部装置から出力さ
れる行アドレスストローブ信号*RASは、クロックジ
ェネレータ18に入力する。クロックジェネレータ18
は行アドレスデコーダ16にクロック信号を出力する。
行アドレスストローブ信号*RASはローアクティブな
信号で、少なくとも1つのワード線の選択/非選択のタ
イミングを規定する。センスアンプ/入出力ゲート24
は、列アドレスデコーダ14及びメモリセルアレイ10
に接続されている。
【0028】外部装置からの列アドレスストローブ信号
*CASは、インバータを介してアンドゲート20に入
力する。クロックジェネレータ18で生成されたクロッ
ク信号はアンドゲート20に与えられ、その出力はクロ
ックジェネレータ22に入力する。*CAS信号に応答
して、クロックジェネレータ22は、列アドレスデコー
ダに与えられるクロック信号及びアドレスバッファ12
aを生成する。クロックジェネレータ22からのクロッ
クを受信すると、列アドレスデコーダ14は、対応する
1又はそれ以上のビット線対を選択する。センスアンプ
/入出力ゲート24は、メモリセルアレイ10中のビッ
ト線に接続している。入力データDinを書込むとき、又
はデータDout を読出すとき、センスアンプでデータを
増幅する。
【0029】書込みクロックジェネレータ26は、クロ
ックジェネレータ22からのクロック信号と外部装置か
らのライトイネーブル信号*WEを受信し、書込み信号
を生成する。データ入力バッファ28は、書込みクロッ
クジェネレータ26からの書込みクロックで規定される
タイミングで、データDinを入力する。データ入力バッ
ファ28からのデータ出力はセンスアンプ/入出力ゲー
ト24に入力し、メモリセルアレイ10内に書込まれ
る。センスアンプ/入出力ゲート24からのデータはデ
ータ出力バッファ30に出力され、クロックジェネレー
タ22からのクロック信号に同期してこのデータを出力
する。モードコントローラ32は、*CAS信号とクロ
ックジェネレータ18からのクロック信号を受信し、リ
ードモディファイライトモードやCAS−before
−RASリフレッシュモードなどの所定の動作モードを
指示するモード信号を出力する。モードコントローラ3
2からのモード信号は、リフレッシュアドレスカウンタ
34に入力する。リフレッシュアドレスカウンタ34
は、リフレッシュすべきメモリセルを指示するアドレス
信号を生成する。基板バイアスジェネレータ36は基板
バイアス電圧(例えば、前述のVBB)を生成する。
【0030】内部電圧生成回500の内部電圧発生器3
7は、本発明に従い構成されている。例えば、内部電圧
発生器37は図2(a),(b)に示す構成を有する。
内部電圧発生器37は内部電圧VINT1を生成する。この
内部電圧は、トランジスタQ30のゲートにクロック*
CLKとして入力する*RAS信号に従い制御されてい
る。後述するように、*RAS信号の立下りに同期する
ワンショットパルスを生成して、トランジスタQ30のゲ
ートにクロック*CLKとして与えられる。内部電圧V
INT1は、RAS系200に供給される。例えば、外部供
給電圧VEXT は5V(=VCC)であり、内部電圧VINT1
は3.3Vである。
【0031】内部電圧発生器38は、例えば図2
(a),(b)に示す構成を有し、アドレス変化検出
(ATD)信号に従いレギュレートされた内部電圧V
INT1を生成する。
【0032】ATD信号はアドレス変化が検出されたと
き、生成される。このためのアドレス変化検出(AT
D)回路は、例えばアドレスバッファ12aのブロック
内に設けられている。
【0033】図6は、ATD回路を示すブロック図であ
る。図示するように、アドレスビットA0 〜A10ごとに
設けられたエッジトリガ回路(ETG)270 〜2
10、pチャネルMOSトランジスタT0 〜T10、イン
バータINV、抵抗R1及びパルス幅コントローラPW
Cとを有する。アドレスビットA0 〜A10のいずれかに
おいてエッジが検出(アドレス変化の検出)されると、
エッジトリガ信号*ETGA0 〜*ETGA10のうちの
対応する1つが対応するトランジスタをオンとする。電
源電圧VCCはインバータINVを介してパルス幅コント
ローラPWCに入力する。パルス幅コントローラPWC
は所定のパルス存続期間のATD信号を出力する。
【0034】図5に戻り、内部電圧発生器39も同様に
構成される。図7は、センスアンプ/入出力ゲート24
中のセンスアンプ及び内部電圧発生器39を含むその周
辺回路を示す。内部電圧発生器39は前述のオンチップ
電圧制御回路100A、ワンショットパルス発生器6
0、及び2つのnチャネルMOSトランジスタQ40,Q
41を有する。直列制御トランジスタQ1 のゲートは、ト
ランジスタQ40を介してオンチップ電圧制御回路100
Aで制御される。トランジスタQ41のドレインは直列制
御トランジスタQ1 のゲートに接続され、ソースは接地
されている。直列制御トランジスタQ1 のソースは、高
電位側ライン51に接続されている。センスアンプSA
は一対のビット線BL,*BLに接続される。このビッ
ト線対BL,*BLには、ワード線WLn ,WLn+1
それぞれ接続されたメモリセルMCが接続されている。
ワンショットパルス発生器6は、センスアンプ駆動信号
*φ S に同期してワンショットのパルス*CLK1を出
力する。より詳しくは、センスアンプ駆動信号*φS
立下りに同期して、ワンショットパルス*CLK1はロ
ーレベルに変化する。
【0035】センスアンプSAはまた、高電位側ライン
51及び低電位側ライン52に接続れている。nチャネ
ルMOSトランジスタQ42は、低電位側ライン52内に
設けられている。センスアンプSAが非活性化状態にあ
る間は、センスアンプ駆動信号φS ,*φS はそれぞれ
ロー及びハイレベルにある。従って、トランジスタQ 40
及びQ41はそれぞれオフ及びオンである。この状態で
は、センスアンプSAはライン51,52から切り離さ
れている。他方、センスアンプSAが活性化されるとφ
S ,*φS のレベルは反転し、センスアンプSAは動作
を始める。
【0036】この時、図8(a)に示すように、センス
アンプ駆動信号*φS はハイレベルからローレベルに変
化し、ワンショットパルスCLK1は立下る。従って、
トランジスタQ30はオフし、ゲート電圧VG1は図8
(c)に示すように高速に立上る。この立上りは多少オ
ーバーシュートである。もし、ワンショットパルス*C
LK1がなければ、図8(c)に示すように、ゲート電
圧VG1は除々に立上るであろう。図8(d)に示すよう
に、ゲート電圧VG1の迅速な立上りに応答して、内部電
圧VINT3はすばやく立上る。他方、もしワンショットパ
ルス*CLK1がなければ、内部電圧は除々に立上るで
あろう。
【0037】上述の説明から、センスアンプSAが動作
を開始する状態をセンスアンプ駆動信号*φS から検出
し、これを検出したときに直列制御トランジスタQ1
ゲート電圧VG1を増大させる。
【0038】尚、ワンショットのパルスに代えて、連続
する複数のパルスをセンスアンプ駆動信号*φS から生
成して、直接制御トランジスタQ1 に与えることもでき
る。上述したように、*RAS信号がローレベルにある
間は、トランジスタQ30は連続的又は間けつ的にオフに
制御される。これにより、直列制御トランジスタQ 1
ゲート電圧VG1を増大させる。これにより、RAS系2
00が動作を開始した後の内部電圧の降下を補償するこ
とができる。他方、*RAS信号がハイレベルのとき、
RAS系200は僅かな電力を消費している。従って、
この間はトランジスタQ29をトランジスタQ30で短絡す
る。CAS系300やセンス系400もRAS系200
のように制御される。
【0039】図5の構成では、RAS系200に供給さ
れる内部電圧VINT1は、CAS系300に供給される内
部電圧VINT2とは別々に制御される。これに代えて、*
RAS信号と*CAS信号(もしくは、これらの信号に
対応したチップ内部信号(ここでは単に*RAS,*C
ASと表わす))との論理合成に基づいて内部電圧V
INT1とVINT2を制御することもできる。図9に示すよう
に、nチャネルMOSトランジスタQ31がトランジスタ
30に並列に接続されている。*RAS信号はトランジ
スタQ31のゲートに与えられ、*CAS信号はトランジ
スタQ30のゲートに与えられる。*RAS及びCASの
両信号がローレベルにあるとき、ゲート電圧VG1を増大
させる。通常のCAS−before−RASリフレッ
シュモードでは、*RAS信号がローレベルに変わる前
に*CAS信号はローレベルに変わる。もし、*CAS
信号がローレベルになったときに内部電圧補償を行なう
と、過度に補償が行なわれてしまう。
【0040】これは、CAS−before−RASリ
フレッシュモードでは、CAS系300は動作しないた
めである従って、図9のように、両方の信号がアクティ
ブとなったときに、内部電圧補償(ゲート電圧VG1の増
大)を行なう。
【0041】本発明のオンチップ電圧制御回路はDRA
Mに限らず、SRAMにも適用できる。この場合、クロ
ック*CLKとして、チップイネーブル信号*CEや出
力イネーブル信号*OEを用いることができる。またロ
ジック回路などにも適用できる。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、チップの消費電流は外
部から入る活性化クロックのサイクルに比例する点を応
用し、消費電流の増大に伴う内部電源電圧の降下を活性
化クロックのサイクルに対応して補償することで常に安
定したチップ内電源電圧が得られる。とくに消費電流が
クロック周波数に比例するCMOS回路(DRAM,S
RAM,ロジックLSI)に応用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す図である。
【図3】第2実施例の変形例を示す断面図である。
【図4】他の変形例を示す図である。
【図5】本発明のオンチップ電圧制御回路を用いたDR
AMの構成を示す図である。
【図6】ATD回路の構成を示す図である。
【図7】センスアンプ及び内部電圧発生器を含む周辺回
路を示す図である。
【図8】図7に示す回路の動作を示す波形図である。
【図9】DRAMの他の構成例の要部を示す図である。
【図10】第1の従来例を示す図である。
【図11】第2の従来例を示す図である。
【符号の説明】
100,100A オンチップ電圧制御回路 Q1 直列制御トランジスタ VEXT 外部供給電圧 VINT チップ内部電圧 *CLK,*CLK1 活性化クロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/4074

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロウアドレスストローブ信号又はこれに
    同期して生成される信号に従い動作するロウアドレスス
    トローブ系回路と、 コラムアドレスストローブ信号又はこれに同期して生成
    される信号に従い動作するコラムアドレスストローブ信
    号と、 センスアンプ駆動信号又はこれに同期して生成される信
    号に従い動作するセンス系回路と、 外部供給電源電圧を降下させてチップ内部電源電圧を発
    生するオンチップ電圧制御回路とを具備し、 前記オンチップ電圧制御回路は、 前記ロウアドレスストローブ信号又はこれに同期して生
    成される信号の状態に応答して内部抵抗が変化する第1
    のトランジスタにより前記外部供給電源電圧を降下させ
    て、前記ロウアドレスストローブ系回路が非活性状態の
    時と活性状態の時のレベル差が抑制された第1の内部電
    源電圧を生成して前記ロウアドレスストローブ系回路に
    供給する第1の内部電源電圧発生手段と、 前記コラムアドレスストローブ信号又はこれに同期して
    生成される信号の状態に応答して内部抵抗が変化する第
    2のトランジスタにより前記外部供給電源電圧を降下さ
    せて、前記コラムアドレスストローブ系回路が非活性状
    態の時と活性状態の時のレベル差が抑制された第2の内
    部電源電圧を生成して前記コラムアドレスストローブ系
    回路に供給する第2の内部電源電圧発生手段と、 前記センスアンプ駆動信号又はこれに同期して生成され
    る信号の状態に応答して内部抵抗が変化する第3のトラ
    ンジスタにより前記外部供給電源電圧を降下させて、前
    記センス系回路が非活性状態の時と活性状態の時のレベ
    ル差が抑制された第3の内部電源電圧を生成して前記セ
    ンス系回路に供給する第3の内部電源電圧発生手段を有
    することを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 ゲート電圧に応答して、外部電源電圧を
    降圧して内部電源電圧を発生する、Pウェル領域に形成
    されたNMOS降圧トランジスタと、 制御信号の状態に応答して前記ゲート電圧を生成するオ
    ンチップ電圧制御回路を有し、 該オンチップ電圧制御回路は、 直列接続された複数のダイオード手段で構成され第1の
    ゲート電圧を生成する第1の手段と、 前記制御信号の状態に応答して前記複数のダイオード手
    段の一部を短絡することにより第2のゲート電圧を生成
    するための短絡手段を有し、 該第1のゲート電圧又は該第2のゲート電圧を前記ゲー
    ト電圧として前記降圧トランジスタに供給するように構
    成された半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 制御ゲート電圧に応答して、外部電源電
    圧を降圧した内部電源電圧を発生する、Pウェル領域に
    形成されたNMOS降圧トランジスタと、 ゲート電圧に応答して前記制御ゲート電圧を生成する制
    御トランジスタと、 制御信号の状態に応答して前記ゲート電圧を生成するオ
    ンチップ電圧制御回路を有し、 該オンチップ電圧制御回路は、 直列接続された複数のダイオード手段で構成され第1の
    ゲート電圧を生成する第1の手段と、 前記制御信号の状態に応答して前記複数のダイオード手
    段の一部を短絡することにより第2のゲート電圧を生成
    するための短絡手段を有し、 該第1のゲート電圧又は該第2のゲート電圧を前記ゲー
    ト電圧として前記制御トランジスタに供給するように構
    成された半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記制御信号は、ロウアドレスストロー
    ブ信号、コラムアドレスストローブ信号、アドレス遷移
    検出信号又はセンスアンプ駆動信号又はその派生信号を
    含むことを特徴とする請求項2又は3記載の半導体集積
    回路。
  5. 【請求項5】 前記NMOS降圧トランジスタは、ディ
    プリーション型であることを特徴とする請求項2又は3
    記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記オンチップ制御回路は、前記第1の
    手段に定電流を供給するための定電流源を更に含むこと
    を特徴とする請求項2又は3記載の半導体記憶回路。
  7. 【請求項7】 前記定電流源は、Pウェル領域に形成さ
    れたディプリーション型NMOSであることを特徴とす
    る請求項6記載の半導体集積回路。
  8. 【請求項8】 前記降圧トランジスタのゲートにコンデ
    ンサを接続したことを特徴とする請求項2記載の半導体
    集積回路。
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